Hallo zusammen! Ich bin neu hier und habe nichts über die Suche gefunden, was meinem Problem ähnlich ist. Ich weiß leider nicht, wie ich den Sensor kalibrieren soll, also wie ich mir die exakte Temperatur holen soll. Ich habe bereits eine analog.h, aber bei der zeigt mir der Sensor ca 6 bis 7°C zu tief an.. Hat mir einer eine Lösung? Bin der "Gleichungs-Programmierung" nicht mächtig :)
Robert K. schrieb: > Ich weiß leider nicht, wie ich den Sensor kalibrieren soll, also wie ich > mir die exakte Temperatur holen soll. Du brauchst eine paar Kalibrierpunkt, d.h. bekannte Temperaturen und zugehörigen Sensormesswert in dem von dir benötigten Temperaturbereich. Die Temperaturen bestimmt man üblicherweise durch Vergleich mit einem bereits kalibrierten und vorzugsweise um einen Faktor 10 besseren Thermometer als dein Sensor. Beiden Sensoren werden in einer thermisch homogenen (gut durchmischten) und von Umgebungseinflüssen gut isolierten Kalibrierumgebung auf die verschiedenen Temperaturen gebracht.
Hier gibt es jede Menge Artikel dazu und mit Google findest du weitere. Beitrag "Tempmessung mit KTY81" Üblicherweise mit Eiswasser auf 0°C kalibrieren.
Besser ist natürlich gleich einen gescheiten Sensor zu nehmen. Zum Beispiel den DS18S20. Der ist schon kalibriert und da kannst du mal eben ne Hand voll an den Bus hängen. Wenn du dann auch noch Feuchtigkeit und Temperatur gemeinsam messen willst, da gibt es günstig den DHT11. Der ist zwar etwas langsam, aber so schnell ändern sich die Bedingungen meist nicht, dass er nicht mit kommen würde. Dafür gibt es den billig (China) und für ein Euro mehr (gucken) auch hier. Ich bestelle immer im Fünfer- oder Zehnerpack in der Bucht. Meist Stück unter zwei Euro. Einmal sogar nur für knapp einen Euro/Stück.
Kommt drauf an, wie gut man kalibrieren will und wie genau man messn will. Der KTY81 misst Temperatur bis 100 GradC bei einem Fühlerstrom von 100uA bis 1mA recht genau, aber obwohl das Datenblatt von "Linear" spricht meinen die damit nicht den Widerstandswert pro GradC, sondern die prozentuale Änderung des Widerstandswertes pro GradC, also die Ableitung der Änderung ist linear, die Kurve hat unter 100 GradC keine Knicke. http://www.classic.nxp.com/acrobat_download2/various/SC17_GENERAL_TEMP_1996_3.pdf Das kann man mit einem Linearisierungswiderstand anpassen, der KTY81-210 braucht dazu 5.74k Ohm parallel und muss von einem Strom zwischen 100uA und 1mA durchflossen werden, man braucht also eine Konstantstromquelle. Das ist eine blöde Schaltung. Lieber hat man einen Spannungsteiler zwischen ARef und GND und misst die geteilte Spannung. Dabei muss man wissen, wie sich der Widerstandswert des KTY verhält: RT = 2000 x (1 + 0.007874 x (T – 25) + 0.00001874 x (T – 25)^2 ) Du kannst aus dem A/D-Wandlerwert also errechnen welches Spannungsteilerverhältnis vorliegt, aus dem bekannten Festwiderstand errechnen welchen Widerstand der KTY hat, und daraus errechnen welche Temperatur vorliegt. z.B. 10 bit Wandler, 1024, gemessen 250, das heisst 250 für den KTY und 674 für den Festwiderstand von 5.6k ergibt 2077 Ohm für den KTY. Die Temperatur durch Lösen der oberen Formel T = 13.34 x sqrt ( 0.15 x RT - 51.84 ) - 185 T = 13.34 x sqrt ( 0.15 * 2077 - 51.84 ) - 185 = 30 GradC Kurz in der Tabelle nachgucken: R für 30 GradC liegt zwischen 2057.0 und 2102.6, passt. Der Festwiderstand im Spannungsteiler mit 5.6k wurde so geweählt, daß der Strom durch den KTY unter 1mA bleibt und trotzdem noch eine messbare Spannung am KTY übrig bleibt. Ausserdem liegt er nahe am Linearisierungswiderstand von 5740 Ohm.
Frank Frank schrieb: > Üblicherweise mit Eiswasser auf 0°C kalibrieren. Das bekommt man auf einige Zehntel Grad genau hin, wenn man es richtig macht. Einen zweiten Kalibrierpunkt für Zimmerthermometer mit ähnlicher Genauigkeit ist die Körpertemperatur, gemessen mit einem Fieberthermometer. Speziell die alten Quecksilberthermometer sind über viele Jahrzehnte weg stabil. Gruss Harald
Im Datenblatt stehen bereits für einige Temps die Widerstandswerte. Daraus kann man sich mit dem 2. Widerstand des Spannungsteiler eine Gerade herleiten. Wichtig: KTY81 ist nicht KTY81, die Nummer dahinter is auch noch wichtig. Dafür 2 Temperaturen nehmen aus dem Datenblatt und eine Gerade berechnen ala y=mx+n. Für die Spannung dann noch die Quantisierung des ADC einsetzen und die Gerade ist direkt vom ADC-Wert abhängig. Dann noch Festkomma einbauen. analog.h klingt nach Arduinomüll?
Achso, und was ich vergessen habe: Wie kalibriert man nun die Schaltung
?
Man muß eine bekannte Temperatur messen, beispielsweise 25 GradC und der
KTY hat 2020 als Widerstandswert. Dann rechnet man vor dem Einsetzen in
die Formel R x (Sollwert / Messwert) = R x (2000/2020) = R * 0.9901,
dann passt die berechnete Temperatur wieder.
> Besser ist natürlich gleich einen gescheiten Sensor zu nehmen.
Der KTY ist durchaus gescheit, man muß ihn nur verstehen.
VCC--AVCC--+-- AREF
|
5k6 (15)
|
+-- A/D
|
KTY
|
GND--AGND--+
MaWin schrieb: >> Besser ist natürlich gleich einen gescheiten Sensor zu nehmen. > > Der KTY ist durchaus gescheit, man muß ihn nur verstehen. > > VCC--AVCC--+-- AREF > | > 5k6 (15) > | > +-- A/D > | > KTY > | > GND--AGND--+ MaWin, ganz so hab ich das auch nicht gemeint und das geht sicher aus den Sätzen danach hervor. Sicher, wenn ich etwas für eine Massenproduktion entwickeln soll, dann sind die Preisunterschiede immens, aber wenn ich das für mich selbst baue, vielleicht nur ein paar Sensoren brauche (oder gar einen), dann hab ich doch lieber DS18S20. Da brauche ich nicht auf Leitungslängen und Kalibrierung zu achten und kann fix mal einen dazu dran hängen. Wenn schon mit µC, dann aber richtig. Machen kann man immer alles, aber ob man muss oder sollte, das ist die Frage. Die jedoch, die muss jeder für sich selbst beantworten. Dass dieser PTC und NTC Krempel funktioniert, das sehe ich in unseren Fahrzeugen, da klappt das. Ich muss das, nach den Versuchen mit allerlei Temperatursensoren, nicht haben. Einzige Ausnahme, PT1000, wenn es um hohe Temperaturen geht. Aber da ich nichts mit SMD mache und kein Reflow Ofen bauen möchte, hab ich den bisher nicht getestet.
Angehängte Dateien:
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uref.png
3,1 KB -
sensor.png
5 KB
@MaWin: Ein Bekannter hat mir die Schaltung lt. angehängter Bilder gegeben. Was ist Deine Meinung dazu? Servus Peter
> Was ist Deine Meinung dazu? Na ja, man hat selten 12V, man könnte aber die Schaltung problemlos auf 5V umstellen mit einem Aref von 3V, und sogar die ARef des uC nutzen (die Schaltung trennt ja Aref schön ab), und es kann sinnvoll sein, die Widerstandsabweichung des KTY so zu verstärken, wie der zweite OpAmp es tut, so daß der Messbereich den ganzen A/D-Wandlerbereich überstreicht, denn bei meiner Spannungsteilerschaltung wird der Temperaturbereich von 0 bis 100 GradC auf 155 Schritte aufgelöst was nicht für 0.1 GradC reicht sondern eher zur Genauigkeit passt. Durch die OpAmps handelt man sich jedoch Steigungsfehler und Offsetfehler ein, muss also eine 2-Punkte-Kalibrierung machen. Du findest im Prinzip dieselbe Schaltung im Dokument unter Fig.19 Temperature measuring circuit using a KTY81-110 sensor, wobei die Schaltung von Philips die Kalibrierung mit Trimmpotis macht und den Sensor gleich linearisiert, also zur Verwendung ohne uC gedacht ist bei dem man beides per Software machen kann, was bei deiner Schaltung auch nötig wäre. > dann hab ich doch lieber DS18S20 Das übliche Verhalten bei Leuten, die nur programmieren können und mit Analogelektronik auf Kriegsfuss stehen. Man redet sich schön, daß man mehr Geld für vorgekaute Ware ausgibt.
> Ein Bekannter hat mir die Schaltung lt. angehängter Bilder gegeben Uups, ich seh gerade, 22uF am Ausgang eines LM358. Das ist natrülich nicht gut. Der muss da weg, zumindest per Widerstand vom OpAmp abgekoppelt werden.
Angehängte Dateien:
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PCF8591.png
6,5 KB
MaWin, danke Dir! Du meinst also, zw. Ausgang OpAmp und C3 noch einen R setzen. Wäre da 1k ok? Ist der C3 überhaupt notwendig? Da die UREF so gut wie nicht belastet ist, bringt der als Puffer-C doch eigentlich nichts. Die UREF geht noch auf den Eingang VREF eines PCF8591P, der dann die Daten weiter gibt. Ich hänge den entsprechenden Schaltungsteil hier noch mit dran. 12V ist kein Problem, da diese Versorgung in der kompletten Schaltung vorhanden ist. Als OpAmp könnte ich auch den LT1013 nehmen. Als Genauigkeit würden 0,5°C locker reichen. Die Kalibrierung würde ich per Software machen. Im Großen und Ganzen wäre die Schaltung aber ok, lese ich aus Deiner Antwort heraus... Servus Peter
> Im Großen und Ganzen wäre die Schaltung aber ok
Sicher KANN man das so bauen.
Aber wenn ich sehe, daß man, um mit einem KTY die Temperatur zu
erfassen, nun eine Referenzspannung, dann OpAmps, dann einen A/D-Wandler
benötigt, bloss damit man die digitalisierte Temperatur per I2C abfragen
kann, dann würde ich doch einen TSIC305 nehmen....
Der ist 0.5 GradC genau und man muss nichts kalibieren und es ist 1
Bauteil statt einer Handvoll, und braucht zu dem weniger Strom...
Das schöne am KTY ist doch, daß er nur einen zusätzlichen Widerstand
braucht um direkt am 10 bit A/D des uC ratiometrisch gemessen werden zu
können, und wenn man sich Mühe gibt sogar mit 0.2 GradC Auflösung und
0.5 GradC Genauigkeit. Keine Referenzspannung weil die
Versorgungsspannung beim ratiometrischen Messen reicht, kein Verstärker
weil man auf ca. 0.5 GradC Auflösung kommt, und auf 0.2 GradC wenn man
vorher die interne Referenz mit der Versorgungsspannung abgleicht und
gegen die interne Refernz misst.
Und noch nicht mal aufwendiger Code, weil ein A/D-Wandler sich mit
weniger Befehlen abfragen lässt als ein SPI device.
Mit dem Weg oben verliert man natürlich alles.
MaWin schrieb: >> dann hab ich doch lieber DS18S20 > > Das übliche Verhalten bei Leuten, die nur programmieren können und mit > Analogelektronik auf Kriegsfuss stehen. Man redet sich schön, daß man > mehr Geld für vorgekaute Ware ausgibt. MaWin, mittlerweile kenne ich dich ganz gut und schätze dich als hoch kompetenten Fachmann, aber hier liegst du falsch. Ich kann nicht mal gut programmieren. :-) Bin doch gerade dabei das alles zu lernen. Da ich mit verschiedenen Temperatursensoren (für mein erstes Projekt brauchte ich das) experimentiert hatte -ich hatte sogar mit NTC/PTC Kram angefangen- hat sich der DS18S20 für mich als mein Liebling heraus gestellt. Selbst wenn man mir schon vor 30 Jahren "den goldenen Lötkolben" verliehen hätte und ich den Nachnamen Analog tragen würde, selbst dann würde ich, wenn ich das mit µC machen wollte, immer mit einem intelligenten Sensor machen. Doch, eine Ausnahme fällt mir gerade ein, wenn ich in dem Gehäuse meiner Schaltung messen wollte, dann würde ich vielleicht zu einem PTC greifen.
Hallo MaWin, danke für Deine Ausführungen. Du hast sicherlich Recht, dass der betriebene Aufwand erheblich ist. Ich hätte es aber trotzdem gerne so ausprobiert. Zum Teil ist der von mir angestrebte Weg notwendig, weil die Schaltung Teil einer Haussteuerung werden soll und ich softwareseitig nicht viele Möglichkeiten habe. Die Zweipunktkalibrierung des KTY81 ist im Programm vorgesehen. Servus Peter
Moin, unabhängig vom Problem möchte ich nur mal kurz anmerken, dass es k e i n e n e i n z i g e n DS18S20 gibt, der ab Werk kalibriert ist. Es gibt lediglich ab Werk eine Spezifikationsangabe zur "Genauigkeit"! Cheffe
Cheffe schrieb: > Moin, unabhängig vom Problem möchte ich nur mal kurz anmerken, dass es > > k e i n e n e i n z i g e n > > > DS18S20 gibt, der ab Werk kalibriert ist. Es gibt lediglich ab Werk eine > Spezifikationsangabe zur "Genauigkeit"! > > > Cheffe Merkwürdiger Scherz.
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