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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik AVR: Schaltung für Thermoelement am ADC gesucht


Autor: Edward Reitzle (Gast)
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Hallo,

hat jemand einen Tip für mich, wo ich eine
halbweg präzise Schaltung finde, mit deren
Hilfe ich per Atmel AVR  mit ADC und einem
Thermoelement Typ K Temperaturen bis max.
800Grad auf +/-25Grad messen kann.

Danke im voraus.
Edward

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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Hallo Edward,

hab mich gerade mal etwas belesen:

http://www.temp-web.de/modules.php?name=Content&pa...

Wenn ich die Norm richtig verstanden habe, dann ergeben sich folgende
Beispiel-Thermospannungen:

  0 °C   ==>  0 V
 20 °C   ==>  0,798 mV
800 °C   ==> 33 mV

Wenn man diese Thermospannung mit einem halbwegs
themperaturkompensierten OPV um das ca. 60 Fache verstärkt,
dann kommt man rein theoretisch in den Bereich, die ein AVR
(z.B. ATmega8) vernünftig verarbeiten kann (ca. 2 V).

Da der ADC eines AVR nur 10 Bit Auflösung hat (1024-Schritte), könnte
man eine Wertetabelle hinterlegen, wo die Spannung am AVR direkt
umgerechnet wird in eine Themperatur.

Ich denke, eine Genauigkeit von +/- 10 K wäre ohne weiteres möglich,
zumindest im oberen Themperaturbereich.

Würde Dir diese Genauigkeit ausreichen?

Bernhard

Autor: Edward Reitzle (Gast)
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Hallo Bernhard,


vielen Dank für Deine Idee.

Im Prinzip suche ich ja genau so eine OpAmp-Schaltung, die
die Spannung des Thermoelelements entsprechend gut und
sauber verstärkt.
Die Genauigkeit bei 10Bit Auflösung und (trotz) Vref=5V
würde genügen.

Hast Du einen Tipp für einen verwendbaren OpAmp und seine
Beschaltung?
Möglichst natürlich ohne negative Vcc und RailToRail: ;-)

Gruß
Edward

Autor: Hubert.G (Gast)
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Ein Mega16 hat  2 Differential Channels with Programmable Gain at 1x,
10x, or 200x
Da würdest du dir den Op ersparen.

Autor: Edward Reitzle (Gast)
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Hallo,

schon klar, nur würde ich gerne einen Mega8 benutzen
und der hat das leider nicht.

Folgendes habe ich gerade gefunden:

http://www.ferromel.de/tronic_2512.htm

Den TL081 gibt's bei Reichelt.
Wäre die Schaltung i.O.?
Was ich nicht verstehe, wie genau das Procedere des Abgleichens
laufen soll.

Gruß
Edward

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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@Hubert

>Ein Mega16 hat  2 Differential Channels with Programmable Gain at 1x,
>10x, or 200x

Sehr gute Idee !!

Hat der Atmega8 auch "Differential Channels" ?



@Edward

>Hast Du einen Tipp für einen verwendbaren OpAmp und seine
>Beschaltung?
>Möglichst natürlich ohne negative Vcc und RailToRail: ;-)

Hubert hatte eine sehr gute Idee, die könnte man umsetzen.

Ansonsten über OPV, und da gibt es mehrere Möglichkeiten.

Bernhard

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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@Edward

hab mir gerade mal Schaltung angeschaut,

sicherlich könnte man die beiden Transistoren auch noch einsparen
(Temperatur-Problem)

Bernhard

Autor: Edward Reitzle (Gast)
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Hallo,

hab' gerade nochmal das Datasheet des Mega16 studiert.
Dabei ist mir aufgefallen, daß die differentiellen Eingänge
mit Verstärkung leider nicht beim DIP-Gehäuse garantiert werden
und das die Auflösung nur max. 8Bit, bei 46dB sogar nur 7Bit
beträgt. Damit läßt sich also die notwendige Genauigkeit nicht
erzielen.

@Bernhard: Könntest mir bitte noch erläutern, wie und warum man
die beiden BC548 noch einsparen könnte bzw. wie man
die Schaltung kalibriert. Wie stellt man denn die beiden
Potis ein um ein Ausgangssignal 0..5V bei 0-800Grad zu bekommen?
Wäre sehr nett. Ich habe von OpAmps null Schimmer.


Gruß
Edward

Autor: Gast ein Anderer (Gast)
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Die Liste der möglichen Fehlerquellen ist doch sehr groß. Offsetspannung
vom OP, Rauschen, nicht vorhandene cold junction compensation (am
Stecker bzw. Leitungsverbindungen  entstehen auch Thermo- elektrische
Effekte) , Ungenauigkeit vom AD-Wandler (10bit kannst du vergessen),
Nichtlinearität der Kennlinie, Ungenauigkeit und Rauschen an der
Ref.-Spannung, ja sogar Thermoelektrische Effekte am OP-Eingang etc.
Es gibt spezialisierte Bauteile wie den AD595 oder den LTK001 (+
LT1025) die sind aber eigentlich zu schade (teuer) für den AD-Wandler
vom AVR . Zudem würden die eine höhere Betriebspannung brauchen, wegen
des 10 mV / °C Ausgang.
Mach dir das Leben doch einfach und häng einen MAX 6675 (SO8 läst sich
noch einfach löten) an die SPI-Schnittstelle da kriegst du dann ein
vielfaches von der Genauigkeit die du brauchst sogar bis 1024 °C mit
einem IC und einem Kondensator.
Gruß

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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@Edward

man könnte auch die Variante von "Gast ein Anderer"  mit dem
MAX 6675 prüfen...


> wie und warum man die beiden BC548 noch einsparen könnte

Ich dachte an eine ganz einfache Schaltung mit einem OPV als
"nichtinvertierender Verstärker" (2 Widerstände + 1 OPV)

Als erstes solltest Du seine Spannungsverstärkung festlegen
(Thermoelement-Spannung gegenüber Ausgansgsspannung) und anschließend
berechnen, ob Dir die Genauigkeit ausreicht.
(Kennlinie mal grafisch darstellen)

Das Justieren des Thermometers ist dann eine ganz andere Geschichte.

Bernhard

Autor: holm (Gast)
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Bei www.military-tubes.com handeln wir doch einen intern Chopper
stabilisierten 4fach Opamp, den LTC1053CN von Linear Technology.
Das sind aufgekaufte Restbestände und beim durchsehen der ICs und dem
googeln nach Daten der Dinger bin ich über das recht teure Teil
gestolpert. Auf www.linear.com gibt es ein Datenblatt zu dem Teil, der
IC ist praktisch prädestiniert für die Anwendung als Verstärker für
Thermoelemente. Das PDF enthält die dazu notwendigen Schaltpläne.
Ich denke aber, das das Teil eher über Dein Ziel hinaus schießt...

Schaue Dir das einfach mal an.

Gruß,

Holm

Autor: Anti (Gast)
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für wen oder was ist die schaltung gedacht?
applikation?

Autor: holm (Gast)
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@Anti:
Wen fragst Du das? Bezieht sich das auf mich?

Gruß,

Holm

Autor: Anti (Gast)
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ähm..eigentlich an Edward...

Autor: Ritter Knolte II (Gast)
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@Edward Reitzle

im Januarheft 2006 der Zeitschrift "Elektor" war ein Projekt
beschrieben, das nannte sich sinngemäß "Pizza-Ofen" als
"Reflow-Ofen". In diesem Projekt wurde ein Thermoelement Typ "K"
als Sensor verwendet.
In dem genannten Artikel wird unter anderem die Funktionsweise eines
Thermoelementes gut beschrieben.
Ausserdem kam ein "MAX6675" zum Einsatz.

Für größtmögliche Genauigkeit kommst du wahrscheinlich nicht am
"MAX6675" vorbei, da eine Schaltung mit Thermoelement
temparaturkompensiert sein muss, was dieses Bauelement bereits
erledigt, (es wurde speziell für diesen Zweck konstruiert). Außerdem
wird die Schaltung dadurch weniger umfangreich bzw. weniger
störanfällig.

Suche mal hier im Forum nach "Reflow-Ofen, Pizza-Ofen, oder
MAX6675".
Da gibt es etliches zu diesem Thema.

Gruß, Ritter Knolte II

Autor: AxelR: (Gast)
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Tach, #

Such mal vorher nach MAX6675...
Den gibt es doch bestimmt wieder nirgentwo, oder nur bei Elektor im
Shop

Gruß
AxelR.

Autor: Ritter Knolte II (Gast)
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@Axel

den gibt´s bei Geist-Elektronik, €18,xx
oder (umsonst) als Sample von Maxim.

Gruß,Ritter Knolte II

Autor: Edward Reitzle (Gast)
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Hallo,


super. Sowas wie den MAX6675 habe ich gesucht. ;-)))
Ok, ist vielleicht eine Kanone für meinen Spatz, aber dennoch.

Eine (wenn auch teure) Quelle gab's hier auich schon.

Geist Elektronik ist Villingen.

Vielen Dank.

Gruß
Edward

Autor: Gast ein Anderer (Gast)
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Wieso dafür zahlen ?. Maxim ist in Ihrer Firmenpolitik betreffs Muster
sehr konsequent. Ich wollte von denen neulich mal Muster für die
Prototypen Fertigung für die Firma in der ich arbeite. 10 Platinen
waren schon gefertigt die haben mir aber ums verrecken nur 3 Stück
geliefert obwohl die selber den zugesagten Liefertermin von der
bestellten Ware mehrfach verschoben haben. Wenn die schon so konsequent
sind kann man das doch auch als Bastler ausnutzen. Was du da baust ist
doch auch so was wie eine Neuentwicklung ;-)
Solange du die Samples nicht verhökerst ist das doch OK. Maxim verkauft
übrings auch in kleineren Stückzahlen (zumindest an Firmen) was ich nun
wieder echt gut finde.
Gruß

Autor: AxelR: (Gast)
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Bei Spezial-Elektronik www.spezial.com  bekommt man ebenfalls kleinere
Mengen. Allerdings muss man vorher ein Fax beantworten, indem man
versichert, dass man mit angebrochenen Rollen einverstanden ist. Hängt
mit der ISO 9000 Norm zusammen, wegen Feuchtigkeit, unsachgemäger
Lagerung und durcheinandergewürfelte Produktionschargen usw. Aber
funktioniert. Zumindest als Firma.

Autor: Dennis Guseynov (deniska)
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Hallo! Ich hätte da auch mal ne Frage zu dem MAX6675. Ich muss gerade
ein Thermometer bauen der bis 500°C misst. Da wollte ich auch mal
dieses IC nehmen. Da habe ich rausgefunden dass diese IC mit einem SPI-
Controller zusammen arbeitet. Nur wie läuft das? muss man da diesen
Prozessor programmieren( keine Ahnung wie das geht)? Oder reicht es
wenn man den MAX mit dem µC verbindet und der µC mit dem MAX232?
Erklärt bitte genau. Ich hab schon mehrere Datenblätter runtergeladen
aber schlauer werde ich dadurch nicht.

Gruß und Danke. Dennis

Autor: Hubert.G (Gast)
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Dieser MAX6675 gibt die Spannung in µV/C aus, der Controller übernimmt
die Umrechnung in Grad und eventuell die Anzeige oder/und was sonst an
Peripherie gewünscht ist. Das musst du dem Controller sagen, sprich
programmieren.

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