Spannungsteiler Widerstand berechnen (100k NTC an ADC)

Rene K. schrieb:
> Wie kann ich am besten den Widerstand des Spannungsteilers berechnen

(Rntc(15)+Rntc(50))/2

Man kann aber noch linearisierung durch einen Parallelwiderstanf 
versuchen

https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.32

Beitrag "Re: Linearisierung NTC und Anpasssung"

Da Linerarisierung aber die Auflösung immer reduziert ist sie nei uC 
Auswertung nicht sinnvoll, der uC kann das per Formel besser.

Rene K. schrieb:
> Wie kann ich am besten den Widerstand des Spannungsteilers berechnen?

Der 2. Widerstand sollte so groß sein, wie der NTC-Wert im zu messenden 
Temperaturbereich. Ein 100 kOhm 0,1% - 1% wäre mein Favorit.

Yalu X. schrieb:
> kann näherungsweise verwendet
> werden

Nein.

Die Frage ist  was du erreichen willst.

Beide Endwerte gleich weit vom Messbereichsgrenze weg

(z.B. ADC Messbereich 0-5V, NTC Spannung 1-4V( oder maximale Auflösung 
(grösste Spannungsdifferenz pro GradC) am schlechten Ende, also bei 
hoher Temperatur.

(Bild www.thomatronik.de entnommen)

Der NTC des TO dürfte ein B von 3950 haben - anschauliche Daten siehe 
Anlage.

Bei hohen Temperaturen sinkt die Auflösung (Kurve flacht ab). Daher 
würde ich den Vorwiderstand des Spannungsteilers eher niederohmig 
auslegen.

Die Frage ist, ob die Selbsterwärmung des NTC dann nicht schon stört. 
Ohne Datenblatt und Wissen um die exakte Anwendung (in welchem Medium 
soll gemessen werden?) kann man diese Frage aber nicht beantworten.

Der TO sollte sich auf jeden Fall für ADC und Teiler auf die gleiche 
Referenz beziehen (ratiometrische Messung).

Hannes

Hannes schrieb:
> Der TO sollte sich auf jeden Fall für ADC und Teiler auf die gleiche
> Referenz beziehen (ratiometrische Messung).

Ich denke, das hat der TO sowieso schon im Sinn. Ansonsten bliebe die 
Frage nach der notwendigen Genauigkeit der Messung. Vermutlich sorgt der 
NTC selbst für den größten Fehler, weshalb die äußere Beschaltung keinen 
dominierenden Einfluß auf das Ergebnis haben sollte.

Mit der Annahme, dass bei 32.5°C die Messung am genauesten sein soll, 
müsste der Vorwiderstand dann bei 70k bis 73k liegen (Widestand des NTCs 
aus der oben angegebenen Tabelle zwischen 32°C und 33°C). Die maximale 
Leistung am NTC ist dann ca. 38uW. Die Selbsterwärmung ist da 
vernachlässigbar. Die Quellimpedanz für den ADC ist 36k. Dies ist hier 
eher das Problem. Der Leckstrom des ADC-Eingangs kommt da schon deutlich 
zum tragen. Ein 10k NTC wäre besser geeignet. Wie schon geschrieben muss 
der Spannungsteiler aus der ADC-Referenzspannung gespeist werden 
(ratiometrische Messung) und der Vorwiderstand sollte ein 0.1%er sein. 
Der Einfluss durch das sampling kann durch einen Kondensator mit 
geringem Leckstrom parallel zum ADC-Eingang und mit niedriger 
Samplingfrequenz verringert werden.

MaWin schrieb:
> Beide Endwerte gleich weit vom Messbereichsgrenze weg

Was hätte man davon?

Der Wandlerbereich des ADC würde, wenn man von irgendwelche 
Offsetverschiebereien einmal absieht, sicher besser genutzt, wenn bei 
maximalem Widerstand des NTC am ADC-Eingang ein Wert von knapp V_Ref 
anliegt. Was soll ein Abstand zur oberen Messbereichsgrenze für einen 
Vorteil bringen?

Rene K. schrieb:
> Ich habe mir gerade mal das Datenblatt heruntergeladen. Dort steht, wenn
> man dem glauben schenken darf.
>
> 15°C = 157,6KOhm
> 50°C = 35,9KOhm
>
> Da komme ich auf einen Wert von ca. 75KOhm - kann das richtig sein?

Nach MaWin 96,8 kOhm, nach Yalu 75,2 kOhm.
Ich würde einen 75 kOhm nehmen.

> Daraus würde ich folgende Schaltung ableiten (siehe Bild).

Pin3 (IN-) noch auf Pin 4 (Vss) legen.

> m.n. schrieb:
>> Ansonsten bliebe die
>> Frage nach der notwendigen Genauigkeit der Messung.
>
> Ich hätte ihn gerne auf ca. 1°C genau. Nachkommastellen sind zu
> vernachlässigen.

Dafür ist alles bislang besprochene egal. Kannst dafür auch nur die 
oberen 8 Bit nehmen.

Rene K. schrieb:
> Ich möchte nun aber, um das Ergebnis glatter zu bekommen, noch einen
> Kondensator dazwischen schalten.

100 nF sind auf jeden Fall sinnvoll. Wenn das Ergebnis immer noch 
wackelt, hast Du Störungen an anderer Stelle: schlechte Vref, schlechte 
Vcc.
Dagegen hilft eine Filterung per Software.

Rene K. schrieb:
> So meinte ich, so macht es deutlich mehr Sinn.

Das solltest Du sofort ausprobieren!

Und danach noch einmal die ursprünglich gezeigte Schaltung ;-)

Rene K. schrieb:
> So meinte ich, so macht es deutlich mehr Sinn.

Dir ist schon klar dass Kondensatoren keinen Gleichstrom durch lassen?

Rene K. schrieb:
> Mir ist auch gerade in den Sinn gekommen das obige Schaltung garnicht
> funktionieren kann. Da ja dann der Spannungsteiler nicht mehr
> funktioniert.

Wie meinen?
Guck dir noch mal die Grundlagen zum Kondensator an. Warum soll der 
Spannungsteiler mit dem Kondensator nicht mehr funktionieren?

Rene K. schrieb:
> So meinte ich, so macht es deutlich mehr Sinn.

Nein - nicht wirklich

Rene K. schrieb:
> Welche Größe an C wären
> denn optimal für diesen Zweck? 100nf oder doch lieber einen kleineren?

So groß wie nötig, so klein wie möglich.
Probier's aus und guck dir die Rauschamplitude in Abhängigkeit von der 
Kapazität an. Die Zeitkonstante ergibt sich aus der Kapazität und der 
Parallelschaltung der beiden Widerstände. Außerdem sorgt der Kondensator 
für eine niedrige Quellimpedanz bei der Abtastung/Umladung durch den 
ADC.
Optimal ist er, wenn eine Vergrößerung des Kondensators nichts mehr am 
Rauschen deines Messwertes ändert. Eine andere Störquelle kann eine 
instable VRef sein, da es sich bei dem ADC um einen schrittweise 
approximierenden handelt.

Jesses - ist dieses hochkomplexe 2-Bauteile-Projekt immer noch nicht 
abgefrühstückt?

Hannes schrieb:
> Jesses - ist dieses hochkomplexe 2-Bauteile-Projekt immer noch nicht
> abgefrühstückt?

Es sind mittlerweile 3 - das erhöht die Komplexität ;-)

Rene K. schrieb:
> Es waren mehr als zwei. Und ja, im Grunde ist es "abgefrühstückt", bin
> nun am Verfeinern. Aber wenn du gescheit lesen würdest und nicht nur
> dumm labern, hättest du dies gewusst. 😉

Ach so, Beitrag "Re: Spannungsteiler Widerstand berechnen (100k NTC an ADC)" ist also 
dumm gelabert?

Rene K. schrieb:
> So meinte ich, so macht es deutlich mehr Sinn. (Bild siehe Anlage)

Wieso nur werde ich so sterbensmüde, wenn ich mir dies offen zur Schau 
getragene Unverständnis für rudimentärste, elektronische Zusammenhänge 
ansehen muss?
Ich glaube zwar nicht, dass es viel hilft, aber trotzdem bete ich für 
dich: "Oh Herr, lass es Hirn regnen über die töricht Tumben ..."

Rene K. schrieb:
> Arbeite an dir, arbeite an deinem Umgang mit Menschen,

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Rene K. schrieb:

> Natürlich ist...
>
> Hannes schrieb:
>> Jesses - ist dieses hochkomplexe 2-Bauteile-Projekt immer noch nicht
>> abgefrühstückt?
>
> ... völlig dummes gelaber.

Rene, Du wiederholst Dich - inhaltlich und in Deiner Wortwahl. Aber das 
macht deine Aussage, vor allem aber Deine Ausdrucksweise, keinen Deut 
besser. Von Dir will keiner was, sondern Du hast hier um Hilfe gebeten. 
Nicht nur ich wundere mich, dass Du nach mehr als 7 (!) Wochen 
offensichtlich keinen Schritt weiter gekommen bist ...

> Das ist weder, nicht so wie dein anderer
> Beitrag (dafür bedanke ich mich und dieser hat mir geholfen), völlig
> neben der Spur. Und wenn du dies selbst nicht wahrhaben willst, kann ich
> dir natürlich sehr gerne Kontakt zu jemanden vermitteln. Dieser kann
> dich ärztlich soweit begleiten das du deine Wahrnehmungsstörungen in den
> Griff bekommst.

Wieso nützt Du nicht Deine Kontakte? Mit entsprechender Hilfe kannst 
auch Du lernen, dass Du mit diesem Projekt gänzlich überfordert bist.

> Hannes schrieb:
>> Wieso nur werde ich so sterbensmüde, wenn ich mir dies offen zur Schau
>> getragene Unverständnis für rudimentärste, elektronische Zusammenhänge
>> ansehen muss?
>
> Tut mir leid das das berechnen eines NTC mit der Steinhart-Hart-Formel
> nunmal eben nicht mit in der 3. Klasse im Unterricht drann war.

Es ging um das elementare Verständnis für die primitiveren 
elektronischen  Komponenten - in diesem Fall einem einfachen 
Kondensator. Schau Dir ruhig noch mal Deine Schaltung an - und lies 
Deine Aussage hierzu.

Statt dessen greifst Du hier die Steinhart-Hart-Gleichung auf, und 
erzählst uns, diese würde Dich überfordern. Dabei musst Du die Gleichung 
noch nicht mal umstellen - sonder nur genau so anwenden, wie sie da 
steht ...

Oder willst Du uns damit sagen, Du würdest derzeit die 3. Klasse 
besuchen? In diesem Fall entschuldige ich mich natürlich bei Dir - ziehe 
alle meine Äußerungen zurück und behaupte fortan das Gegenteil.

- Hannes

Matthias S. schrieb:
> Neenee, mach mal den Spannungteiler wieder so wie er war, also 75k auf
> +3,3V und den TH1 vom 75k gegen Masse. Am Knotenpunkt kommt der ADC ran.
> Nun kannst du parallel zu TH1 einen Kondensator schalten, z.B. wieder
> deinen 100nF. Das sollte dann klappen.

Von dem ausgewählten NTC sind bekannt: der RN = 100kOhm, B-Wert = 3950 
+- 1% sowie TN = 25°C. Damit kommt für den TO nur die Näherungsformel 
R(T) = RN x exp(B x (1/T - 1/TN)) in Betracht. Möglicherweise reicht die 
für 1°C - was aber noch zu untersuchen wäre.

Die 'genauere' Steinhart-Hart-Gleichung kann der TO erst mal vergessen, 
denn dafür fehlen ihm die Parameter a0, a1, a2, a3, ...

75k als Vorwiderstand passt - der genaue Wert ist nicht mal 
entscheidend, solange er nur genau genug bekannt ist. (Ich denke mal, 
dass der TO nicht jeden einzelnen Kanal kalibrieren will - denn dann 
sieht's noch mal anders aus.)

In 1. Näherung wirkt sich das delta B von 1% in Bereichsmitte mit ~ 0.3% 
aus. Mit der von m.n. vorgeschlagenen Toleranz von 0.1% liegt man also 
für den Vorwiderstand nicht ganz falsch - wenn man aber die ganzen 
anderen Fehler aufsummiert 'fast' ein wenig zu gut.

Immerhin würden 0.1% ganz gut den 10 bits des MCP3008 passen.

Der nax leakage current von 1uA verursacht am Ri des Teilers (~45k) 
einen Fehler von 43mV. Bezogen auf Vref = 3.3V sind das 1.3% (13 LSB). 
Das wäre mir viel.

Auch der Kondensator vom Vin (ADC) gegen Masse kann kontraproduktiv 
sein.

Will man ratiometrisch messen (um unabhängig vom genauen Wert der Vref 
zu werden) sollte man tunlichst vermeiden, an Vin gegenüber Vref andere 
Verhältnisse zu schaffen: Störungen auf Vref (die ja auch den Teiler 
speisen soll), und die man an Vin ausfiltert, würden sich sonst direkt 
über Vref in den ADC reinschummeln.

Vref KANN man aus der Betriebsspannung gewinnen, sollte diese aber 
sehr gut filtern. Sonst wird das nichts mit 10bit - ganz unabhängig 
von der o.g. Schwachstelle 'leakage current'.

Dem TO würde ich raten, seinen Teiler (den Analogteil) inklusive aller 
Toleranzen erst durchzurechnen (kann man z.B. per Spreadsheet machen), 
und zwar an mindestens 3 Punkten seines geplanten Messbereichs.

Auf jeden Fall würde ich ihm aber dringend raten, Kapitel 6.0 
(APPLICATIONS INFORMATION) des Datenblatts sich ganz genau durchzulesen.

Alois