Hallo, ich habe noch Probleme mit der Temperaturmessung mit dem PTC Typ KTY16 den ich an meinem 10Bit Ad-Wandler des ATMEGA8535 angeschlossen habe. Im Datenblatt Seite 4 sind insgesamt drei Formeln aufgelistet. Folgendes Verstehe ich da nicht: deltaTa --> ? R25 --> welchen Wert muss ich da nehmen? R25=1980-2020Ohm Muss ich überhaupt diese drei Formeln verwenden? Ich hab da voll die Verständnissprobleme.Wie setzte ich dies Formeln in mein C Programm um? Was soll da genau? Wie kommt man auf diese Formel: ADC {Rtemp = k * (Rref / (1024 - k)}
Gibt es in diesem Forum jemand der Erfahrungen mit diesen Sensoren gesammelt hat?
R25 ist der Innenwiderstand des Sensors bei 25 Grad Celsius Raumtemperatur. Und wenn du Glück hast, erwischt du einen, der genau 2kOhm hat. Aber mit einer Abweichung vom +- 1% ist zu rechnen, d.h. der nächste Sensor kann dann 2020Ohm haben. Und da dieser Sensor eine nichtlineare Kennlinie hat, musst du schon die im Datenblatt angegebenen Formeln bemühen, oder du nimmst im 1 Grad Abstand die Kennlinie auf und zeigst dann jeweils den nächsten zum Messergebnis passenden Wert an und berechnest nur noch die Nachkommastellen aus den Tabellenwerten. Mit Korrekturtabelle arbeiten übrigens auch die billigen Temperatumessmodule von Conrad. Gruss Jadeclaw.
Warum nimmst Du nicht einfach einen Pt100 ofer Pt1000? Die haben eine fast lineare Kennlinie. Außerdem glaube ich, dass der AVR mit der Berechnung der Formeln für Deinen Sensor überfordert sein wird. z. B. bei Flieskommaberechnungen. Gruß Hofer
Ja sicher. Vielleicht wäre ein anderer Sensor viel besser.Aber ich habe nunmal nur diesen da. Den Sensor habe ich an einem Siemens Controller 80C535 angehängt. Da hat alles toll funktioniert. Nur beim ATMEGA8535 klappt es nocht so. Die Temperatur ist bei mir immer um 3 bis 4 Grad höher.
Mit deltaTa meint das Datenblatt die Temperatur-25° also abzüglich der
Referenztemperatur. Wenn du das in die Formel einsetzt, kannst du die
Werte errechnen, die auch in der Tabelle stehen.
Zur Schaltung schlage ich dir mal diese Schaltung vor:
VCC
+
|
|
.-.
| |
| | 1000 Ohm
'-'
|
o----------o AD-Wandler
|
.-.
| | 840 Ohm
| |
'-'
|
|
.-.
| |
| | KTY 16
'-'
|
|
===
GND
(created by AACircuit v1.28 beta 10/06/04 www.tech-chat.de)
Die Spannung am AD-Wandler ändert sich jetzt ziemlich linear mit der
Temperatur, bei einem 10-Bit Wandler erhältst du eine Auflösung von 1°.
Bei 0° liefert der Wandler den Wert 638, wenn du den von deinen
Messwerten abziehst, hast du direkt die Temperatur in °C.
Achtung, das ist theoretisch mit den Formeln und einer
Tabellenkalkulation ermittelt, nicht erprobt. Gerade der Nullpunkt,
also die 638, hängen deutlich von den anderen Widerständen und
natürlich vom genauen Wert des KTY ab. Aber diesen Wert kann man ja mit
Eiswasser oder einem Vergleichsthermometer leicht ermitteln.
Deutlich höhere Auflösung erhältst du übrigens nur mit einem
Messverstärker.
Uwe
@Hofer: "Außerdem glaube ich, dass der AVR mit der Berechnung der Formeln für Deinen Sensor überfordert sein wird. z. B. bei Flieskommaberechnungen." Das könnte sein, wenn der AVR sonst schon am Limit werkelt. Ist doch pille palle, wie lange dauert eine float-Rechnung, und wie oft muss eine Temperaturanzeige aktualisiert werden? 1/s ist schon viel, die Zeit der heftig flackernden Anzeigen sollte doch vorbei sein. Ansonsten kommt man fast immer mit Ganzzahl-Arithmetik zurecht, float setze ich so gut wie nie ein. Eine Temperaturanzeige mit 2 Stellen hinter dem Komma ist im täglichen Leben sowieso entbehrlich/überflüssig/störend (0,5° Auflösung sind mehr als genug), und mit einem Sensor wie dem KTY sowieso nur Augenwischerei. Je nach Dimensionierung und Gesamtmessbereich kommt man sogar gänzlich ohne Linearisierung aus, mal Excel Diagramm malen lassen....
Wenn du z.B. einen Konstantstrom von 0.5 mA durch den KTY treibst, welcher an Masse hängt, ergibt sich mit Uref=5V: #define UREF 5.0 #define ALPHA 7.88e-3 #define BETA 1.937e-5 float kt, T; kt = (UREF/1024.0) * ADC; T = 25.0 + ((sqrt(ALPHA*ALPHA+4*BETA*(kt-1.0))-ALPHA)/(2*BETA)); Variationen von R25 sowie des Konstantstromes können mit UREF kompensiert werden. Mit den o.g. Werten ist ADC@25° = 204 und ADC@100° = 348, also ein Temperaturanstieg von 75K erhöht den Zählerstand um 144. Gruß Marco -
Hi, ad Formeln aus Datenblatt: wenn du mit diesem Fühler eine "genaue" Messung machen willst, verwende diese Formeln. Wenn der µC irgendetwas anzeigen soll, dann verwende deine linearisierte Funktion, wenn du etwas für den Alltag mehr als ausreichendes verwenden willst befolge den Rat von Uwe. grüße, Der2te_Michael
meld ich hab erfahrung mit dem kty... wenn es wirklich was genaues ist, würde ich das auch nicht mit dem spannungsteiler, sondern mit einer brücke realisieren.. brücke aus sensor und r + poti bilden...op nachschalten und r in die rückführung. dann hast du über deinen ausgewählten temp-bereich die volle auflösung von 0-5V.
Also meine Schaltung sieht so aus:
VCC
+
|
|
.-.
| |
| | 1966 Ohm
'-'
|
o----------o AD-Wandler
|
.-.
| |
| | KTY 16
'-'
|
|
===
GND
Diese Schaltung habe ich schon so beim 80C535 verwendet und es hat
prima funktioniert.
Also wenn ich dies hier so verwende, dann tut sich nichts.Auf dem
Display erscheint 25Grad.
#define UREF 5.0
#define ALPHA 7.88e-3
#define BETA 1.937e-5
float kt, T;
kt = (UREF/1024.0) * ADC;
T = 25.0 + ((sqrt(ALPHA*ALPHA+4*BETA*(kt-1.0))-ALPHA)/(2*BETA));
-->ausserdem kann es sein dass die Formel so wie sie da steht flasch
ist?Warum kt-1.0?Warum wird kt so berechnet
kt = (UREF/1024.0) * ADC; im Datenblatt steht eine andere Formel.
Was müsste ich tun damit ich die Schaltuing genau so wie ich sie gerade
habe verwenden kann?
Was müsste ich tun damit ich die Schaltuing genau so wie ich sie gerade habe verwenden kann?
Diese Formeln rechnen den Widerstandswer in die Temperatur um. Der Spannungsteiler erzeugt aber eine Spannung die keineswegs proportional zum Widerstand ist. Dazu müsstest du einen konstanten Strom durch den Sensor schicken. Die Schaltung mit 1966Ohm ist auch sehr gut, sie erzeugt eine Spannung die proportional zur Temperatur ist. Der Effekt des Spannungsteilers und die krumme Kurve des Sensors kompensieren sich hier recht gut. Also muss man garkeine Linearisierung mehr rechnen! Hier sollte etwa gelten T=(ADC-300)/1.8 oder wenn du lieber mit ganzen Zahlen rechnen willst T=((ADC-300)*50)/9 dann hast du die Temperatur in 1/10°, ein Wert von 135 bedeutet also 13,5°C. Nimm AVcc als Referenz, dann brauchst du dich um den absoluten Wert deiner Spannung nicht zu kümmern. Übrigens kann man das alles mit einer Tabellenkalkulation einfach ausprobieren. Uwe
Hmmm...verstehe immer noch nicht ganz. Warum jetzt sowas T=(ADC-300)/1.8
nimm eine Tabellenkalkulation!!! Open-Office kostet nix. 1. Spalte Temperatur 2. Spalte errechnet den Widerstandswert des KTY laut Formel 3. Spalte rechnet, was der Spannungsteiler erzeugt 4. Spalte rechnet den AD-Wert aus und dann überlege mal, was du aus dem AD-Wert machen must, um wieder die Temperatur zu erhalten!
Hallo Uwe, ich verstehe nicht wie du auf das hier kommst: T=(ADC-300)/1.8 oder T=((ADC-300)*50)/9 dann hast du die Temperatur in 1/10°, ein Wert von 135 bedeutet also 13,5°C. Oh je ich weiss gar nicht was und welche Formel ich verwenden soll. Die Formeln im Datenblatt verstehe ich nicht.Ich weiss da nicht wie ich die in meinem Programm umsetzen soll.
Hallo Uwe, ich verstehe nicht wie du auf das hier kommst: T=(ADC-300)/1.8 oder T=((ADC-300)*50)/9 dann hast du die Temperatur in 1/10°, ein Wert von 135 bedeutet also 13,5°C. Oh je ich weiss gar nicht was und welche Formel ich verwenden soll. Die Formeln im Datenblatt verstehe ich nicht.Ich weiss da nicht wie ich die in meinem Programm umsetzen soll.
Also zu meiner Konstantstromlösung: | | Ik = 0.5 mA | |------> AD-Converter (Ua) --- | | | | Rt | | --- | Gnd Ua = Ik * Rt = Ik R25 kt != Uref * ADC / 1024 also kt = (Uref * ADC) / (Ik R25 1024) Nachfolgend nur noch die Formel aus dem Datenblatt, wobei ich mit (kt-1.0) eigentlich code einsparen wollte. Dem ist aber nicht so, denn T = 25.0 + ((sqrt((float(ALPHA*ALPHA-4*BETA)+4*BETA*kt)-ALPHA)/(2*BETA)); ist kürzer. Verwendest du die 1966-Ohm-Lösung, so ergibt sich: Uadc(@25°) = 2,521432 V -> ADC = 516 Uadc(@75°) = 2,973551 V -> ADC = 608 Uadc(@100°) = 3,168065 V -> ADC = 648 Zur Umrechung könntest du eine Gleichung erstellen, welche sich auf 100° bezieht. T = 25 + (ADC - ADC@25) / ((ADC@100 - ADC@25)/(100 - 25)) T = 25 + (ADC - 516) / 1,76 Diese zeigt die Temperaturen von 25° und 100° exakt an, weicht aber z.B. bei 75° mit einem Anzeigewert von 77,27° um mehr als 2° ab. Wie schon gesagt, hängt es von deinen Ansprüchen ab, welche der Schaltungsvarianten sinnvoll ist. Natürlich lässt sich auch ein einfacher Spannungsteiler über die Formel Ua = Uref * Rt / (Rt + 1966) linearisieren. Dann bildest du eben die nichtlineare Hardware in Software nach. Willst du auch kleine Werte angezeigt bekommen, so ist die nachschaltung eines Verstärkers, welcher dir den relevanten Temperaturbereich auf den AD-Maximalwert abbildet, sinnvoll. Gruß Marco -
im Bereich -20 bis +40°C, also der Bereich der beim Wetter interessiert, ist die 1966 Ohm-Lösung erstaunlich linear. Die Abweichung liegt bei kleiner 0,2°C ! Bis 100° sieht es allerdings schlechter aus...
Angehängte Dateien:
-
kty10.png
97 KB
#!/usr/bin/env python
import sys
from pylab import *
# Die 1966 Ohm Loesung
t = arange(-50, 101)
t25 = 25.0*array(ones(len(t)))
dt = t - t25
alpha = 7.88e-3
beta = 1.937e-5
R1 = 1966.0
R25 = 2000.0
UREF = 5.0
RESOL_ADC = 1024.0
# temperaturabhaengiger widerstandswert
rt = R25 * (1.0 + alpha*dt + beta*dt*dt)
# spannung am ad-eingang
uadc = UREF * rt / (R1 + rt)
# wert im register ADC, wertdiskret
ADC = floor((RESOL_ADC / UREF) * uadc)
# berechnungen des m8
ua = (UREF / RESOL_ADC) * ADC
rt2 = ua * R1 / (UREF - ua)
kt = rt2 / R25
T = 25.0 + (sqrt(alpha*alpha - 4*beta + 4*beta*kt)-alpha)/(2*beta)
#
------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------
# Anzeige der Werte
def click(event):
close('all')
sys.exit(0)
connect('key_press_event', click)
print 'press any key to exit'
plot(t, (t-T), 'b')
title('absolute Abweichung, URSACHE: 10-bit-ADC')
xlim(t[0],t[-1])
grid('on')
xlabel('Temperatur in Grad Celsius')
ylabel('Tist - Tanzeige')
show()
Die Kurve sieht heftig aus. Aber wundern tut mich das nicht, da nur ein kleiner Bereich des Eingangsspannungsbereichs des ADC ausgenutzt wird. Für eine bessere Auflösung ist wohl eine externe Verstärkerschaltung fällig. (Messbrücke mit nachfolgendem Instrumentenverstärker) Die Nichtlinearität des KTY kann man dann immer noch mit einer Korrekturtabelle oder etwas Mathematik ausgleichen. Gruss Jadeclaw.
Exakt. Der durchschnittliche Fehler liegt bei o.A. Berechnung bei ca. 0,25423. Schaltet man nun einen Verstärker nach, liegt derselbe bei ca. 0,0712. Lässt man die diskretisierung aus, schreibt also ADC = (RESOL_ADC / UREF) * uadc , so verbleibt als Abweichung nur noch der Rundungsfehler der Float-Berechnung. Also sind die Formeln schon exakt, nur der AD-Wandler verschlechtert unser Ergebnis. Bedenkt man die Einfachheit der Schaltung (nur 1 Widerstand + KTY), so ist die erzielbare Auflösung von 1K doch nicht schlecht. Mit Verstärker sind 0.2K Auflösung drin. Gruß Marco -
Hallo Marco S, danke für die Unterstützung.Jetzt ist mir schon einiges klarer geworden. Ich verstehe nur noch nicht ganz das hier: t = arange(-50, 101) t25 = 25.0*array(ones(len(t))) dt = t - t25 Was bedeutet array(ones(len(t)) bzw. ones und len?
Kann mir jemand erklären was damit gemeint ist? t = arange(-50, 101) t25 = 25.0*array(ones(len(t))) dt = t - t25 Da ich mit CodeVision Programmiere, gibt es die Funktionen arange und array und ones und len nicht.
Ups. #!/usr/bin/env python -> Deutet darauf hin, dass es sich hier um einen Python-Quellcode handelt. Das ist quasi eine Simulation des AVR-Programmes inclusive Hardware. Erstellt mit Python und dem Zusatzmodul pylab unter Linux. Das kann man natürlich auch zuckersüß mit Matlab erstellen. Leider habe ich dieses nicht, darum diese Lösung. Nun, warum überhaupt eine Simulation? Ganz einfach: Wenn man in der Schaltung etwas ändert, muss man Bauteile stecken und hier nur die Software umschreiben. Das Abfahren des Temperaturbereiches ist in Hardware wohl schwerer zu realisieren, als t = arange(-20, 40, 0.1) zu schreiben. t ist hier ein Vektor, in welchem die Temperaturwerte geordnet abgelegt sind. t25 ist ein Vektor gleicher Länge, mit konstant 25. dt ist das, was im Datenblatt als deltaTa bezeichnet wird. Das ganze lässt sich am Ende schön grafisch darstellen. Elegant ist diese Sache, weil man damit sehr leich Veränderungen einzelner Werte mit vorausgehenden Ergebnissen vergleichen kann. Z.B. R1 hier gleich 1966 Ohm hat durch die linearisierung rt2 = ua * ... einen eher untergeordneten Einfluss, 1,8k oder 4,7k funktionieren auch. Zur Anmerkung: Alle Formeln basieren auf Rt=R25*(1+alpha*dt+beta*dt^1). Dies selbst ist nur eine Näherungslösung. Wie man dem DS entnehmen kann, variiert R25 zum Beispiel in Abhängigkeit vom Strom, weswegen die Schaltung des PTC in einem Spannungsteiler immer zu Nichtlinearitäten führt. Daher wäre die Verwendung einer Konstantstromquelle für genaue Ergebnisse wohl sinnvoll. Mal was ähnliches: In einer Elektor war mal ein Thermometer, basierend auf einem pn-Übergang, entwickelt. Dort hat man den differentiellen Widerstand des Übergangs ausgewertet. Dieser ist im gegensatz zum PTC sehr linear. Hat sich jemand schonmal damit auseinandergesetzt. Ein DS18S20 funktioniert aufgrund derselben Formel, halt nur mit zwei pn-Übergängen. Gruß Marco -
Hallo Marco S, ja wie setzte ich das ganze jetzt in CodeVisionAVR (Programmiersprache C) um?
Ja wie kann ich das ganz hier in C realisieren? WIe gesagt arange und array bzw. ones und len gibt es nicht bei mir. t = arange(-50, 101) t25 = 25.0*array(ones(len(t))) dt = t - t25 Nur daran hängt es bei mir.
#define UREF 5.0 #define RESOL_ADC 1024.0 #define R1 1966.0 #define R25 2000.0 #define ALPHA 7.88e-3 #define BETA 1.937e-5 float ua, rt2, kt, T; ua = (UREF / RESOL_ADC) * ((float) ADC); rt2 = ua * R1 / (UREF - ua); kt = rt2 / R25; T = 25.0 + (sqrt(ALPHA*ALPHA - 4*BETA + 4*BETA*kt)-ALPHA)/(2*BETA);
Ja und was ist mit dem hier: t = arange(-50, 101) t25 = 25.0*array(ones(len(t))) dt = t - t25 Brauche ich das nicht?
Nö. Also, wenn du den Kram simulieren willst, brauchst du Python + pylab. Dann nimmst du den Soucecode von 01:33, speicherst ihn unter kty.py ab und rufts das ganze mit >python kty.py< auf. Daraufhin kriegtst du das zugehörige Bildchen gemalt. Wenn die Ergebnisse zufriedenstellend sind, übersetzt du die relevanten Teile nach C (das von 14:22). Sachen wie import, from, arange, array, ones, len, def, event, close, exit, connect, print, plot, title, xlim, grid, xlabel, ylabel, show gibts eh nicht in C und auch Kommentare eingeleitet mit # dürfte der C-Compiler reklamieren. Ja funktioniert denn der Code von 14:22? Gruß Marco -
Also der C -Code fun ktioniert von dir. Vielen vielen Dank. Mit meinem Spannungsteiler und dem C-Code müsste doch der Temperaturwert richtig sein oder?
Unter welchen Voraussetzungen kann mit einem KTY 10 eine genaue Temperaturmessung durchgefürt werden?
definiere "genau" PS: War es wirklich notwendig einen 3 jahre alten Thread auszugraben?
Ich habe eine Praktikum mit KTY 10 gemacht.aufgabe steht so,man muss diese Werte mit gegebenen Werte von Silizium-Temperatursensor KTY10 vergleichen.Ich habe so gemacht.Werten etwas unterschiedlich.Aber es gibt noch eine Frage:Wie kann man genau messen???
saref wrote: > Ich habe eine Praktikum mit KTY 10 gemacht.aufgabe steht so,man muss > diese Werte mit gegebenen Werte von Silizium-Temperatursensor KTY10 > vergleichen.Ich habe so gemacht.Werten etwas unterschiedlich.Aber es > gibt noch eine Frage:Wie kann man genau messen??? Nochmal: definiere 'genau' auf 1 Grad, auf 1/10 Grad, auf 1/100 Grad, auf 1/1000 Grad ....
Gut. Und in welchem Messbereich [ ] 20 bis 40 Grad [ ] -20 bis 100 Grad [ ] -40 bis 300 Grad [ ] was ganz anderes Mir kommt vor, du hast dir noch nicht mal ansatzweise angeschaut, was denn das 'Problem' beim KTY, bzw. anderen Sensoren ist. Sonst hättest du längst gesehen, dass das Teil eine krumme Kennlinie hat. Man kann die Kennlinie mittels Hardware gerade biegen. Man kann das auch mittels Software gerade biegen. Kommt immer drauf an welchen Messbereich man haben will und wie genau das sein soll. Im schlimmsten Fall bleibt einem eh nichts anderes übrig und muss den KTY mal dadurch abgleichen, dass man mit einem Thermometer viele, viele Temperaturen misst, den zughörigen Widerstand am KTY bestimmt und sich so seine eigene Kennlinie aufnimmt.
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