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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PT1000 - und jetzt?


Autor: Sascha Biedermann (Gast)
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Hallo Leute!

Mir ist vor ein paar Tagen ein defekter, Währmemengenzähler in die
Hände gefallen.
Nun würde ich gern die 2 PT1000-Sensoren (sprich: PT einTausend)
verwenden um die Temperatur von einer Solar-Anlage zu messen. Die
DS1820S machen nur bis 125°C ich bräuchte aber bis ca. 180°C, deshalb
die PT1000.
Ich glaube das kann man mit dem ADC des AVRs realisieren. Damit habe
ich mich aber noch nie beschäftigt. Ich brauche halt "nur" ein
Schaltug, mit der ich den Widerstand des Sensors messen kann. Hätte da
jemand von euch eine Beispiel-Schaltung? Wenn möglich als Bild, nicht
als Text, das kann mich mir immer nicht so recht vorstellen.

Es gibt noch zubeachten, das die Leitungs-Länge um die 50m sein wird.
Muss ich den Leitungswiderstand irgentwie beachten? (Sommer/Winter?)

Wäre toll, wenn Ihr mir ein paar Tipps geben könntet, die
Suchergebnisse haben mir nicht so recht geholfen.

MfG
Sascha

Autor: Dieter (Gast)
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Hallo

Schau mal hier rein.

http://www.thesunscreenman.com/download/msy0000.pdf


MFG
Dieter

Autor: crazy horse (Gast)
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alle Problem ersparst du dir mit einem XTR112, ist ein Messverstärker
samt Stromquelle, wird direkt am Sensor platziert, der Messwert wird
über eine sehr störsichere 4-20mA-Stromschnittstelle übertragen.
Am Prozessor brauchst du dann nur noch einen Messwiderstand, (200R,
Spannungsbereich 0,8V-4,00V.
Dann hast du kaum mit Störungen und gar nichts mit
Leitungslängen/Kontaktwiderständen zu tun.

Autor: womisa (Gast)
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hallo

@crazy horse wo bekommt man den XTR112 her?
Was kostet der ?

MfG
Achim

Autor: Sven (Gast)
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@Dieter

Bitte nicht schon wieder diesen Schrott. Hat es sich noch nicht
rumgesprochen, dass man mit dem LM317 laut Spez keine
1mA-Konstantstromquelle bauen kann. Selbst wenn Du ein Exemplar
erwischst, wo es geht, ist der Strom temperaturabhängig und der Rest
der Schaltung reagiert extrem auf Stromschwankungen. Der nachfolgende
Verstärker ist auch nicht temperaturstabil.

@Sascha

Für grobe Auflösung je einen Spannungsteiler 1k-PT1000 an die
ADC-Eingänge, an einen Eingang eine Referenz von 1k-1k
(Metallschichtwiderstände, die Temperaturkoeffizienten kompensieren
sich, wenn auf der gleichen Platine). Wenn Du willst, gespeist aus
einer Konstantspannungsquelle, aber die 5V vom 7805 müßten reichen,
wenn Du referenzierst. Der PT1000 macht von 0 auf 100°C von 1000Ohm auf
1375 bis 1385Ohm, da kannst Du Dir die Spannungsänderung und die
Auflösung für Deinen Fall ausrechnen. Ist extrem nichtlinear,
Kalibrierung im AVR ablegen. Großzügige Mittelwertbildung.

Für bessere Auflösung eine Widerstands-Messbrücke mit 1k-Widerständen
aufbauen und das Messsignal mit einem Instrumentenverstärker
verstärken. Ist auch nichtlinear (ist der PT1000 über diesen weiten
Bereich sowieso), aber Du kannst gut ein Polynom 2. Ordnung
angleichen.

50m würde ich nicht machen. Verstärker oder ADC möglichst nah an den
PT1000, 2m gehen aber schon noch. Wenn Du es ganz genau willst, mach
eine 4-Draht-Messung mit Konstantstrom am PT1000 mit 0,5 is 1mA (aber
nicht mit LM317, sondern mit OPV-Konstantstromquelle) und
Spannungsmessung. Wenn Du den Innenwiderstand der Konstantstromquelle
negativ machst, kannst Du sogar die Kennlinienkrümmung des PT1000
ausgleichen. Dazu gab es mal eine Schaltung in einem Messtechnikbuch
von Franzis. Ist aber für diesen Fall sicher übertrieben.

Sven

Autor: Sascha Biedermann (Gast)
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hui!

Also das von cracy horse klingt gut, sieht gut aus g
Da ergeben sich nur wieder 2 Probleme für mich:
1. Den gibt's nicht als DIP, naja... geht evtl noch
2. Den gibt's nicht bei reichelt...
und ich möchte ja gern kostensparend arbeiten.

@Sven
Was du da schreibst klingt ganz interresand, obwohl jedes 2. Wort wie
Bahnhof klingt g #
Wie ich schon mehrfach erwähnt habe, habe ich nicht besonders viel
ahnung von Elektronik. ...halt nur das, was man bis zur 10. Klasse in
der Schule lernt und das was ich so noch aufgeschnappt habe. Deshalb
habe ich oben auch um ein Schaltbild gebeten.
Gibt es evtl. auch einen fertigen "PT1000->Digital - Wandel-IC"?
Nunja, um die 50m Kabel komm ich nun leider nicht drum rum. Und noch
ein Controller währe wohl zuviel des guten, das würde ja nur wieder
jede menge Arbeit bedeuten.

Es währe also toll, wenn ihr mal ein paar Konkrete Schaltungen posten
könntet, die ich einfach nunoch an meinen AVR klemmen muss.

MfG
Sascha

PS.:
die 2 Sensoren, die ich habe, sind an einem Kabel mit 3 Leitern
befestigt, 1 davon scheint aber ein Schirm zu sein.

Autor: Sven (Gast)
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Ok, Sascha, Du hast es so gewollt! ;-)

Im Anhang eine Minimal-Schaltung für die Temperatursensoren. Wir machen
eine Differenzmessung der Spannung am Sensor. Durch die 4-Draht-Messung
fließt in den Messleitungen kein Strom, damit wirken sich Änderungen
des Leitungswiderstandes (fast) nicht aus.

- Die AD-Wandler-Eingänge müssen hochohmig sein (>10Mohm), sollte aber
beim AVR der Fall sein (Datenblatt).
- Du brauchst halt 5 freie AD-Wandler-Eingänge.
- Die Widerstände müssen Metallschicht sein (keine Kohle). Die 100kohm
sind unkritisch, dürfen auch bis 470k sein, möglichst gleich. Die 1kohm
sollen aus der gleichen Lieferung sein, keine verschiedenen Bauformen
verbauen, möglichst dicht beieinander und nicht in die Nähe von
heizenden Bauteilen.
- Die Kabel sollten geschirmt sein, eventuell geht ein geschirmtes 8pol
RJ-45-Kabel für beide, wenn die Sensoren nicht zu weit auseinander
liegen.
- Die Anschlüsse am PT1000 so dicht wie möglich am Sensor. Aber wenn
die Sensoren auf dem Dach liegen, dann lieber mit den vorhandenen
Kabeln (wie lang?) unter's Dach führen (nicht mehr als 1-2m) und dort
an das 4-polige Kabel löten.
- Ausgewertet wird die Differenz zwischen den AD-Eingängen des
jeweiligen Sensors, normiert auf den Referenzeingang. Die Sensoren
müssen (wahrscheinlich jeder) kalibriert werden. Vorher fleißig
Mittelwerte der AD-Kanäle aufsummieren, das mußt Du ausprobieren, wie
viele Mittelungen sinnvoll sind. Schnell muß es ja nicht sein.

Eigentlich müßten wir die Stromänderungen in den Versorgungsleitungen
zum PT1000 bei Schwankung des Leitungswiderstandes noch kompensieren,
indem wir eine Konstantstromquelle verwenden, dann kann die Referenz
entfallen. Aber eine temperaturunabhängige Konstantstromquelle mit 1mA
ist auch aufwändig, es sei denn, Du bekommst irgendwo zwei spezielle IC
dafür, ich hab aber nie was gefunden.

Sven

Autor: Winfried Elischberger (Gast)
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Hallo Sascha,

schau mal auf meiner Homepage unter
http://home.t-online.de/home/welischberger nach. Da beschreibe ich, wie
man einen PT100-Messverstaerker selbst bauen (und berechnen !) kann.
Meine Seiten sind zwar noch im Aufbau, aber ich hoffe das stoert Dich
nicht. Der Teil der Dich interessiert ist aber schon fertig.

Gruss; Winfried

Autor: Sascha Biedermann (Gast)
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Hallo!

Also ich habe jetzt mal die Schaltung (mit nur 1 Sensor) aufgebaut. Nun
bekomme ich so Zahlen wie:

AD1     AD2     AD3(Referenz)
096     102     084
096     102     084
096     102     084
096     102     084
096     102     084

Das ganze ist in Dec mit 8 Bit.

Wie mache ich dadraus jetzt den Widerstand des PTs ?

Autor: Marcus Maul (Gast)
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Hi,

die Spannung an dem Pin ist wie folgt definiert (Falls Du richtig auf 8
Bit reduziert hast) VPin = VCC/256*AD-Wert.

Nun hast Du die Spannung, den Strom solltest Du kennen und somit
folgt:

Rwiderstand = U/I
Danach schaust Du in Deine Tabelle und weißt wie heiß es ist.

Einfach ist folgender Weg:
Tabelle erstellen, mit folgendem Aufbau:
in C geschrieben:

// im Eprom speichern, belegt dann genau 256 Byte.
const char Temperatur[] = { 10, 20, 30, 35, 40, ... };

Danach kannst Du mit
char istTemperatur;
istTemperatur = Temperatur[ADU_WERT]

die Temepratur erfragen. Das ist einfacher, schneller und präziser als
alles andere. Dsa Komme realisierst Du auch relativ einfach, indem Du
beider Ausgabe folgenden Trick anwendest:
char Ausgabe[4];
sprintf (Ausgabe, "%i,%i",  (Temperatur >> 1) , Temperatur %10);
Dann sollte auch auf Deinem Display das richtig stehen.

MArcus

Autor: Sascha Biedermann (Gast)
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Hallo!

Danke, für die schnelle Antwort.

Zunächst: Die Tabelle ob ist falsch, hab was vertauscht.

Aber was du mir sagst, hilft mir nicht so ganz... Schau dir doch bitte
mal die Schaltung von Sven an. Jetzt müßte ich wissen, wie ich mit den
3 A/D-Werten (10 Bit) verfahren soll, um den Widerstand des Sensors zu
bekommen.

Autor: Marcus (Gast)
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Hi Sascha,

zunächst einmal, ich hab da noch einen Fehler gemacht, es muß heißen:
Temperatur / 10 und nicht Temperatur >> 1.

An die Spannung kommst Du wie folgt:
Berechne den Spannugsunterschied zwischen den Ports AD1-AD2 bzw AD3-AD4
usw.

Danach bin ich mir jetzt nicht so sicher, denn der Kondensator müßte
streng genommen die gleiche Spannung wie der PT1000 aufweisen.
Der Grund dafür liegt in der Tatsache, dass die Eingänge des ADU einen
sehr großen Innenwiderstand aufweisen > ~10^9 Ohm, der noch um 100k
erhöht wird, dessen Spannungsabfall ist also vernachlässigbar.
Der Kondensator wird also nur bis zur Spannungsdifferenz am PT1000 über
den 100k Widerstand aufgeladen. Entspricht die Spannung des
Kondensators der des Widerstandes, so kommt der Stromfluß zum erliegen,
denn es besteht kein Potentialunterschied mehr.
Ich bin mir aber wie gesagt nicht 100%ig sicher, denn mir macht der
100k Widerstand irgendwie Kopfschmerzen, schließlich fällt da auch ne
Spannung ab. ich bin mir halt nur nicht sicher, ob der Kondensator
wirklich bis zu der Spannung am PT1000 aufgeladen wird oder etwas
darunter bleibt.

Also Leute, wie genau liege ich??

GRuß Marcus

Autor: cray (Gast)
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Wandler IC für sensorik

http://www.smartec.nl/interface_uti.htm

Autor: Ulrich Strobel (Gast)
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für längere leitungstrecken kann man den pt1000 aber auch als zeitglied
in eines astabilen Multivibrators verwenden, dann kann man aus dem
Pulspauseverhältinis die Temperatur herauslesen; den konstanten Puls
kann man nehmen um ihn als Referenz für evt. Leitungskapazitäten -
Korrekturen zu verwenden.

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