Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik NTC durch Mikrocontroller ersetzen


von rbcn (Gast)


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Guten Tag,

ich hätte die Frage, ob es möglich ist, einen NTC Temperatursensor, der 
auf der einen Seite an +12V hängt, auf der anderen Seite in einen 
relativ hochohmigen Eingang eines Steuergeräts geht, wo er vermutlich 
mit einem weiteren Widerstand einen Spannungsteiler bildet, durch eine 
Mikrocontrollerschaltung zu ersetzen?
Ziel wäre etwas, was sich so verhält wie ein steuerbarer ohmscher 
Widerstand im Bereich 300Ohm bis 10kOhm.
Ich habe schon von sogenannten digitalen Potentiometern gelesen, diese 
sind aber ja nicht potentialfrei, richtig?
Und ich bin nicht sicher, ob das bei meinem Vorhaben ein Problem 
darstellen könnte.

Vielen Dank

von mse2 (Gast)


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vorab: ich habe noch nie mit einem digitalen Potentiometer gearbeitet, 
habe also keine große Ahnung davon.
Eine schnelle Googlesuche und ein Querblick auf ein Datenblatt des 
AD5258 (war das erste, was ich schnell gefunden habe) sagt mir folgende 
Dinge:

1. Stimmt, potentialfrei ist das nicht.
2. Die Auflösung ist recht grob (in diesem Falle 64 Positionen).

Wenn es denn wirklich potentialfrei sein muss (über die Auflösung hast 
Du nichts geschrieben), solltest Du nach 'was anderem gucken (wobei ich 
nicht weis, wie allgemeingültig dieses Ergebnis für alle Digitalpotis 
ist).

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Wenn der NTC die obere Hälfte eines Spannungsteilers bildet, der nur um 
die halbe Betriebsspannung herum tatsächlich abgibt, könnte man auch 
einfach eine Spannung einspeisen. Das wäre aber immer noch um 6V, also 
höher als der Mikrocontroller ohne zusätzliche Verstärkung liefern kann. 
Mit PWM und anschließendem gutem Tiefpass geht das auch ohne DA-Wandler.
Digitale Potentiometer sind im Rahmen ihrer Betriebsspannungen 
"potentialfrei". Das müsste also auch mit 12V betreiben werden.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> Das wäre aber immer noch um 6V, also
> höher als der Mikrocontroller ohne zusätzliche Verstärkung liefern kann.
> Mit PWM und anschließendem gutem Tiefpass geht das auch ohne DA-Wandler.

Spannungsverdoppler (2 Dioden, 2 Kondensatoren, Abschlusswiderstand), 
vielleicht noch einen Tiefpass nachschalten. Die erzeugte Spannung 
sollte über einen Spannungsteiler auf den Controller zurückgeführt 
werden, damit dieser kontrollieren kann, was er gerade ausgibt. Eine 
16Bit-PWM wäre wohl nötig, um genügend feine Abstufungen der 
Ausgangsspannung hin zu bekommen.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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rbcn schrieb:
> auf der anderen Seite in einen relativ hochohmigen Eingang eines
> Steuergeräts geht
Miss doch dort mal die Spannung bei verschiedenen Temperaturen. Und 
dann probier aus, diese Spannung mit einem Labornetzteil dort 
einzuspeisen. Wenn das klappt bist du einen großen Schritt weiter.

von Amateur (Gast)


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Was genau soll das bringen?

Du willst einen temperaturabhängigen Widerstand durch einen 
Pseudo-Widerstand ersetzen?

Natürlich kannst Du den Widerstand von einem µP (A/D-Wandler) auswerten 
lassen, um das Ergebnis von einem digitalen Widerstand simulieren zu 
lassen. Der Weg dahin ist aber bestenfalls mittelprächtig.

Am Ende benötigst Du einen einstellbaren Widerstand, der mindestens den 
gesamten Widerstandsbereich des NTC abbilden kann. Oder als Krücke 
zwischen Hilfswiderständen.

Da letztere meist seriell, mittels I²C oder so gesteuert werden, ist an 
dieser Stelle eine optische Entkopplung möglich - aber zu welchem 
Aufwand?
Ob digitale Widerstände Deine Wunschspannung und –auflösung mögen, weiß 
ich nicht.

von rbcn (Gast)


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Das war schon einmal wertvoller Input.

Was soll das bringen?
Nun, es geht darum, die Kennlinie des Temperatursensors für verschiedene 
Bedingungen wählen zu können. Der NTC steuert die Warmlaufanfettung 
eines Oldtimer Motors, jedoch tut er das nicht in allen Betriebspunkten 
ideal. Es gibt oder gab auch Zusatzsteuergeräte, die bei Fahrzeugen ohne 
Lambdaregelung an diesem Temperatursensoreingang angeschlossen wurden, 
und über diesen Das Motorsteuergerät gemäß dem gemessenen Lambda eine 
Anfettung oder Abmagerung vornahmen. Leider weiß ich nicht WIE die das 
genau gemacht haben.

von Amateur (Gast)


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Zwischen NTC auslesen und Widerstand simulieren gibt es jede Menge 
Möglichkeiten die Kennlinie zu verbiegen oder auch Fehler einzubauen.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Was auch noch geht: LED und Fotowiderstand. Der Mikrocontroller steuert 
die LED über PWM und Tiefpass an, der Fotowiderstand ersetzt den NTC. 
Damit bist Du dann auch völlig potenzialfrei. Das ganze Konstrukt muss 
natürlich lichtdicht gekapselt sein und ist unter Umständen von Alterung 
und Temperaturabhängigkeit betroffen.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Knut Ballhause schrieb:
> Was auch noch geht:
Motorpoti... ;-)
Mit einem Stereopoti lässt sich der Wunschwiderstand dann recht gut 
reproduzieren. Siehe z.B. ebay 260778197270 oder ebay 291396574312

: Bearbeitet durch Moderator
von rbcn (Gast)


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Genau daran hab ich auch schon gedacht, ein Stereopoti mit Motor. Einen 
Kanal gleich für die Regelung benutzen, der andere ist mein 
Verstellbarer Widerstand. Gefällt mir nur nicht so gut, wegen 
Verschleiß/ist eine mechatronische Lösung.

Die Idee mit dem Photowiderstand finde ich ziemlich cool. Mal sehen, ich 
müsste es schaffen, dass bei Solltemperatur 300Ohm schon +-40 Ohm 
erreicht werden. Dazu muss bestimmt eine Regelung her, aber das wäre ja 
kein großes Problem.

von Stefan F. (Gast)


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Es gibt LED/LDR Kombinationen fertig zu kaufen, als Optokoppler.

Vielleicht möchte der TO auch einfach nur irgendetwas ein/aus schalten, 
was vorher temperaturabhängig mit dem NTC gemacht wurde.

In diesem Fall kann vielleicht ganz banal ein digitaler Ausgang mit dem 
analogen Eingang der nachfolgenden Schaltung verbunden werden.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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rbcn schrieb:
> Dazu muss bestimmt eine Regelung her, aber das wäre ja kein großes
> Problem.
Oh, das denke ich schon, wenn die Potentialtrennung nötig ist. Und wenn 
sie nicht nötig ist, dann würde ich einfach eine Spannung an den Eingang 
geben. Das könnte man auch mit Potentialtrennung, dazu müsste nur ein 
wenig PWM über einen Optokoppler geschickt und aufbereitet werden...

rbcn schrieb:
> Ziel wäre etwas...
Und warum bzw. wofür der ganze Aufwand? Was macht der gesamte Aufbau? 
Warum muss der Widerstand eingestellt werden?

von rbcn (Gast)


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Warum der Ganze Aufwand, schrieb ich bereits in der Antwort auf "Was 
soll das Ganze?" :-D
Die man könnte ja 2x die gleiche LED+Photowiderstand Kombi aufbauen, die 
eine zur Regelung, die andere als Effektor. (Ok streng genommen ist das 
nicht ideal, aber wenn der Aufbau einmal Kalibriert ist, sollte es 
eigentlich einigermaßen passen)

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/183547-da-01-ml-FOTOWIDERSTAND_D996023___FW_150__de_en.pdf

Ich hab ein Problem mit diesem Datenblatt: Was bedeuten die 
verschiedenen roten Kurven eines Typs? Sind das verschiedene 
"Untertypen"?

von Amateur (Gast)


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Wahrscheinlich gibt es z.B. die Typen:
T 906021; T 906022; T 906023 und T 906024 oder
D 996011; D 996012 und D 996013
Schreibweise nach eigenem Gusto.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Der wird noch am ehesten passen. Zur Beleuchtung wird eine superhelle 
5mm LED empfohlen (>5000mcd@20mA), damit das Teil niederohmig genug 
wird.

http://www.reichelt.de/LDR-07/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=10208&artnr=LDR+07&SEARCH=fotowiderstand

: Bearbeitet durch User
von Amateur (Gast)


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Mit Eigenbauten im Rahmen von rückgekoppelten Optokopplern würde ich 
vorsichtig sein.
Die haben nämlich eine mehr als "Dioden krumme" Übertragungskennlinie. 
Es gibt zwar integrierte Lösungen (integriert, gepaart), aber ich habe 
keine Ahnung was da an Genauigkeit über bleibt.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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rbcn schrieb:
> Ziel wäre etwas, was sich so verhält wie ein steuerbarer ohmscher
> Widerstand im Bereich 300Ohm bis 10kOhm.

Du kannst einen LDR nehmen, und diesen mit einer LED beleuchten. Das 
hätte zusätzlich den Vorteil der Potentialtrennung, aber den Nachteil, 
das du von so einer Vorrichtung erstmal die Kennlinie abnehmen müsstest, 
bevor du sie auf die wirkliche Welt loslässt.

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