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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LM335 in Kombination mit ATMega8- wichtig! bitte hilfe!


Autor: Dan A. (danikutyo)
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Hallo Leute!
Wahrscheinlich werden das für euch banale Fragen sein, aber ich bin neu 
in der Materie.
Ich nehme mit ein paar Freunden an einem Schülerwettbewerb teil.

Grundbedingungen sind:
Es wird ein Temperatursensor LM335 und ein Microcontroler ATMega8

2 Fragen haben sich ergeben:

1. wie viele Bits werden für die Zahlen vorgesehen, die von dem 
A/D-Wandler des ATMega8 geliefert werden? (Ich habe das so verstanden, 
dass 10 bit geliefert werden. Ist das richtig?)
2. Wie kann ich genau die Temperatur berechnen? Müsste die zu erwartende 
Spannnung bei 0° berechnen.

http://www.national.com/ds/LM/LM135.pdf

Das sind nur die Infos, die mir zur Verfügung stehen.

Nun habe ich hier bei euch schon ein wenig gestöbert und bin mehr oder 
minder fündig geworden und zwar hier:
Beitrag "Temperaturwert LM335 Berechnen"
Muss aber ehrlich sagen, dass ich daraus nicht schlau werde.
Der Sensor liefert auf jedenfall 2,92V bei-40°C und 3,04V bei +100°C
Wie muss ich da herangehen?
Sitze schon den halben Abend daran und finde nirgendwo eine plausible 
Antwort auf mein Problem.

Gruß
danikutyo

Autor: Peter Diener (pdiener) Benutzerseite
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Ist das der Intel Leibnitz Challenge?

Grüße,

Peter

Autor: Peter Diener (pdiener) Benutzerseite
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Wenn dem so ist, gibt es durchaus mehr Informationen zu der Aufgabe:

http://www.intel-leibniz-challenge.de/pdf/ILC2010_A4.pdf

Grüße,

Peter

Autor: A. K. (prx)
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Daniel Andras schrieb:

> Der Sensor liefert auf jedenfall 2,92V bei-40°C und 3,04V bei +100°C

Zum erwähnten LM335 passen diese Werte nicht.

Autor: Andreas (Gast)
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Als allererstes solltest du daran arbeiten, Datenblätter richtig lesen 
und verstehen zu können. Diese Aussage:
>Der Sensor liefert auf jedenfall 2,92V bei-40°C und 3,04V bei +100°C
ist jedenfalls falsch.

Wenn du schon an sowas trivialem scheiterst, vergiss das Projekt.

Autor: Dan A. (danikutyo)
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Pardon, habe mich tatsächlich verlesen.

Ja, ist die ILC.

Und zu dem Projekt: Bisher waren alle aufgaben SEHR GUT gelöst.

Sprich: Alle Aufgaben mindestens 32 von 40 Punkten! - was wirklich schon 
ordentlich ist!

Das ist die erste Aufgabe wo ich ernsthafte Fragen habe, weil das eigene 
Forum nichts hergibt, weil sofort alle Aufgaben kastriert werden sobald 
lösungsähnliche Antworten drin auftauchen.

Wenn ihr mir bei meiner Frage behilflich sein könntet, wäre ich euch 
wirklich dankbar!


http://www.national.com/ds/LM/LM135.pdf

Schaut mal bitte hier ins Datenblatt.

Auf Seite 2 unter Operating Output Voltage. Sind das nicht die Werte?

Übrigens: Ich frage, weil sich mir diese Sachen nicht aus dem Datenblatt 
erschließen. Saß da gestern von Abends 7 bis 1 Uhr dran und habe 
ziemlich das ganze Datenblatt durchgelesen ohne die betreffenden Werte 
gefunden zu haben.

Könntet ihr mir jetzt auf meine Fragen antworten, anstatt mir zu raten, 
ich solle das Projekt lassen?
Ich würde euch auch helfen!

Gruß

Autor: GG (Gast)
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Servus,

Daniel Andras schrieb:
> Der Sensor liefert auf jedenfall 2,92V bei-40°C und 3,04V bei +100°C
>
> Wie muss ich da herangehen?


mit dem LM335 gibt unzählige Einträge im Forum:

zum Beispiel: Beitrag "ADC Temperatur-Messung am T-Sensor LM335"


Gruß GG

Autor: mizch (Gast)
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Ist das nun der Wettbewerb "wer hat die unfairsten Methoden" oder warum 
lässt Du Dir so einfache Dinge von einem Forum lösen?  Die ganzen 
LM335-Fragen aus Klassenzimmer-Umgebung sind langsam ein bißchen viele 
...

Autor: A. K. (prx)
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Daniel Andras schrieb:

> Auf Seite 2 unter Operating Output Voltage. Sind das nicht die Werte?

Ich finde dort eine Zeile in der die Werte 2,92V und 3,04V stehen. Dies 
ist - wie links dabeben steht - der maximal mögliche Spannungsbereich 
bei 25°C und 1mA. Es erschliesst sich mir nicht, was das mit -40°C und 
+100°C zu tun haben soll.

Autor: Dan A. (danikutyo)
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Nein, bisher habe ich alles ohne Hilfe lösen können.

Wenn du mir einen link schickst oder so, wo sich mir die Funktionsweise 
des LM335 und des Controlers gut nachvollziehen lässt, dann reicht mir 
das schon, dann reime ich mir das selber zusammen.

Es geht hier nicht darum, dass ich den Wettbewerb unfair lösen möchte, 
sondern ich möchte das SELBER VERSTEHEN.

Kann mir jetzt mal jemand helfen, oder mir einen link schicken, von wo 
aus ich das verstehen könnte?
Habe halt in erster Linie die Probleme mit diesem Datenblatt auf 
Englisch und wiel ich vorher nie mit solchen Sensoren gearbeitet habe.


Gruß

Autor: A. K. (prx)
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Es könnte sich lohnen, beim Lesen vom Datasheet ganz einfach mal 
vorneweg anzufangen. Mit der Prosa. Da steht der Schlüssel zum 
Verständnis bereits drin, vorausgesetzt man kann sich unter der nicht 
(mehr) korrekten Angabe °K etwas vorstellen.

Wenn die Verwendung der englischen Sprache darin Probleme bereiten 
sollte: Der Kern davon überlebt sogar Babelfish.

Autor: Dan A. (danikutyo)
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Genau da liegt aber das Problem: mit dem Englischen.

Könntet ihr mir das dann jetzt einfach beantworten, ob das so richtig 
ist, was ich verstanden habe?
Habe das so verstanden, dass der Controller einen 10 bit Wert von den 
umgewandelten A nach D Werten liefert. ist das so richtig? Möchte nur 
ein ja/nein hören.

Wenn die beschriebenen Werte nicht richtig sind, welche sind es dann?
Aus dem Datenblatt werde ich nicht schlau.

Mehr möchte ich ja garnicht wissen.

Autor: A. K. (prx)
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Daniel Andras schrieb:

> Wenn die beschriebenen Werte nicht richtig sind, welche sind es dann?
> Aus dem Datenblatt werde ich nicht schlau.

Auf das Risko hin, dir auf die Nerven zu gehen: Schreib hier mal deine 
persönliche Interpretation des ersten Absatzes vom Datasheet rein, oder 
was du daran nicht verstehst. Die ersten 2 Sätze reichen.

Autor: A. K. (prx)
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Klar könnte ich direkt diverse Werte hier reinschreiben. Aber der Sinn 
der Aufgabe besteht massgeblich daran, dass du es rauskriegst.

Und solange du dem Datasheet nicht die Eigenschaften des Sensors 
entnehmen kannst (Seite 2 vom ILC) können wir den Rest, d.h. die 
Eigenschaften der Messung durch den Controller, erstmal offen lassen. 
Kommt danach.

Autor: Dan A. (danikutyo)
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Nein, du gehst mir nicht auf die Nerven, bin ja für jede Hilfe dankbar.
Also falls du den Eingangstext meinst, was das Teil ÜBERHAUPT macht, das 
habe ich glaube ich soweit verstanden. Problematisch wird es mit den 
weiteren Werten.

Also jetzt betrefflich des LM335 habe ich verstanden:
Das LM335 arbeitet von -40°C bis 100°C. Dann steht da wohl, dass das 
LM335 in mehreren Versionen zu erhalten ist.
Zu den Features:
-Das Teil ist in °Kelvin kalibriert (Kelvin ist ja hier die absolute 
Temperatureinheit gemessen am flüssigen Stickstoff, soweit ich weiß)
-Die Messgenauigkeit des kalibrierten Sensors beträgt 1°C
-Das Sensor arbeitet bei einer Spannung von 400mikroAmpere bis 
5Milliampere.
(Hier ist soweit ich das verstanden habe nicht das Signal gemeint, 
welches der A/D Wandler liefert, sondern was die angelegte Stromstärke 
sein muss, um das Gerät überhaupt betreiben zu können)
-Weniger als 1 Ohm dynamisch veränderter Innenwiederstand
-Und dann halt: großer temperaturarbeitsbereich und dass das Teil nicht 
über 200°C arbeiten kann.

Das zur allgemeinen Typik. Welche Spannungen der Temperatursensor 
liefert, habe ich ja bereits gesagt, was ich gedacht habe.

Dann weiter auf S.2 unter "Electrical Characteristics" wird es schon 
schwieriger, weil ich nicht verstehe (auch vorhin) was der Unterschied 
zwischen TYP und MAX ist.
Es war beispielsweise gefragt, wie groß die Temperaturmessfehler des 
unkalibrierten Sensors bei 25°C sind. Unter Typ steht 2°C (Kelvin) und 
dann MAX 6°C.  Was ist hier beispielsweise der Unterschied zwischen dem 
TYP und MAX-Wert?  Erklärt sich nirgendwo für einen Laien wie mich, 
sorry- muss ich aber mal klar sagen. Für euch, die täglich damit 
arbeiten wohl selbstverständlich, aber wenn man nur wenig Ahnung von 
sowas hat, ist es halt schwieriger.

Also: zurück zu den "elektrischen Spezifikationen" wie ichd as 
verstanden habe.

Jetzt steht hier beim LM335: der "Operating Output Voltage", also die 
Spannung die geliefert wird (also der Wert, den ich brauche).
JEtzt hier wieder: TYP 3mV, MAX 14mV -welcher ist denn nun richtig von 
den beiden? Würde auf TYP tippen, aber ein ja/nein wäre echt 
unbezahlbar!
Grundbedingungen sind hierfür, dass das Teil zwischen der beschriebenen 
Eingangsstromstärker (also größer als 400mikroAmpere und kleiner als 5 
milliampere) arbeitet.
Die 3mV, bzw. 14mV habe ich so verstanden, dass die bei JEDER Temperatur 
anliegen- es also eine bestimmte Grundspannung ist.

Dann steht da 'ne Zeile weiter unten: dass weiter 10mV pro °C(Kelvin) 
geliefert werden.

Heißt:
Wenn ich die Spannung bei 0°C berechnen möchte, dann brauche ich die 
gewisse Grundspannung: (3mV- falls das richtig ist von den beiden)
Ich rechne dann 0°C in Kelvin um, das sind dann: 273,15°Kelvin
Es müsste sich dann also eine Spannung ergeben:
10*273,15+3 ergeben, also: 2734,5 mV, also 2,7345V

Ist der Ansatz richtig? Hoffe ihr seid mal langsam davon überzeugt seid, 
dass ich nicht frage, weil ich die Aufgaben von euch bearbeiten lassen 
will, sondern nicht weiter weiß wie ich das machen muss.

Gruß

Autor: A. K. (prx)
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Daniel Andras schrieb:

> Wenn ich die Spannung bei 0°C berechnen möchte, dann brauche ich die
> gewisse Grundspannung: (3mV- falls das richtig ist von den beiden)

Diese 3mV sehe ich nirgends. Ich verstehe was du meinst, aber es ist 
einfacher als du denkst: keine Grundspannung.

> Ich rechne dann 0°C in Kelvin um, das sind dann: 273,15°Kelvin
> Es müsste sich dann also eine Spannung ergeben:
> 10*273,15+3 ergeben, also: 2734,5 mV, also 2,7345V

Na also, geht doch.

Autor: A. K. (prx)
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Daniel Andras schrieb:

> schwieriger, weil ich nicht verstehe (auch vorhin) was der Unterschied
> zwischen TYP und MAX ist.

MAX: Was schlimmstenfalls beobachtbar ist.
TYP: Was wahrscheinlich auftreten wird.

> Die 3mV, bzw. 14mV habe ich so verstanden, dass die bei JEDER Temperatur
> anliegen- es also eine bestimmte Grundspannung ist.

Nö. Das ist die Änderung der Spannung über den angegeben Strombereich.

Autor: Dan A. (danikutyo)
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Schau mal bitte auf Seite 2 unten: Bei LM335 unter Operating Output 
Voltage.
Steht dann TYP 3mV und MAX 14mV

z.B. auch bei den Messfehlern werden wohl die TYP- Werte richtig sein, 
oder?

Also habe ich dann nicht 2734,5mV-2,7345V, SONDERN ich habe das ganze 
ohne "meine Grundspannung" wie du sagst.
Wären dann diese 2,7315V richtig?

Wenn du mir dann also die 3 Sachen bestätigen könntest ist mein Problem 
gelöst:
1.Der A/D Wandler liefert einen 10bit Wert von dieser Spannung
2.Bei der Messgenauigkeit bei 25°C des unkalibrierten Sensors handelt es 
sich um eine Messgenauigkeit von 2°C
3. bei 0°C müsste sich eine Spannung von 2,7315V ergeben

Schonmal danke für den Denkanstoß!

Gruß

EDIT: vorredner war schneller mit dem post. Richtig sind dann also die 
TYP-Werte. danke

Autor: A. K. (prx)
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Daniel Andras schrieb:

> -Die Messgenauigkeit des kalibrierten Sensors beträgt 1°C

Wenn das deine Übersetzung von: "1°C initial accuracy available" ist, 
dann ist das falsch. Es besagt dann es mindesten einer der im Datasheet 
beschriebenen Typen diese (typ) unkalibrierte Genauigkeit besitzt. Nicht 
alle.

> -Das Sensor arbeitet bei einer Spannung von 400mikroAmpere bis
> 5Milliampere.

Setzen 6, sagte man früher dazu.

Autor: A. K. (prx)
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Daniel Andras schrieb:

> EDIT: vorredner war schneller mit dem post. Richtig sind dann also die
> TYP-Werte. danke

Ist im IlC der i.d.R. auftretende Fehler gefragt, oder der maximal 
mögliche Fehler?

Autor: Dan A. (danikutyo)
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also:

Habe das so verstanden- mintestens EINER in dem Blatt beschriebener 
Sensor weißt im kalibriertem Zustand 1°C Messungenauigkeit auf.


Zu 2: Vertippt, sorry- meinte natürlich die Stromstärke und nicht die 
Spannung.

Autor: Dan A. (danikutyo)
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es ist nach den "maximalen Temperaturmessfehlern" gefragt.

Autor: A. K. (prx)
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Daniel Andras schrieb:

> 1.Der A/D Wandler liefert einen 10bit Wert von dieser Spannung

Er liefert 10 Bits, das ja. Mehr kann man nur sagen, wenn man die 
Referenzspannung des Wandlers kennt.

> 2.Bei der Messgenauigkeit bei 25°C des unkalibrierten Sensors handelt es
> sich um eine Messgenauigkeit von 2°C

Jein.

> 3. bei 0°C müsste sich eine Spannung von 2,7315V ergeben

Ja, im Idealfall. Wobei du es dir etwas leichter machst, wenn du mit 
25°C statt 0°C rechnest, denn dieser Wert findet sich im Datasheet von 
Temperatursensoren häufiger, wie ja auch hier.

Autor: A. K. (prx)
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Daniel Andras schrieb:

> es ist nach den "maximalen Temperaturmessfehlern" gefragt.

Und das bedeutet?

Autor: A. K. (prx)
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Daniel Andras schrieb:

> Habe das so verstanden- mintestens EINER in dem Blatt beschriebener
> Sensor weißt im kalibriertem Zustand 1°C Messungenauigkeit auf.

Nein, im unkalibrierten. Und zwar typisch, nicht maximal.

Zum Begriff: "unkalibriert" ist das was der Hersteller dir liefert. 
Kalibrieren kannst du ggf. selber.

Autor: Dan A. (danikutyo)
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Zu dem ATMega8 habe ich folgende Infos- muss aber gleich dzau sagen, 
dass ich da kaum was versteh:
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/2486S.pdf

Der Einleitende Text ergibt folgendes:
6-channel ADC in PDIP package
Six Channels 10-bit Accuracy

Dann sind es 6 Kanäle und jeder Kanal liefert 10 Bits
-> also insgesammt kommt eine 60 Bits lange Zahl raus

Die Spannung des Mega8 beträgt 4,5- 5,5 Volt und arbeitet mit 16Mhz.
Wie kann ich jetzt damit und sagen wir mal mit den 2,7315V vom Sensor 
die bit-Zahl heruasbekommen?

Danke schonmal

Autor: A. K. (prx)
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Daniel Andras schrieb:

> Dann sind es 6 Kanäle und jeder Kanal liefert 10 Bits
> -> also insgesammt kommt eine 60 Bits lange Zahl raus

Und was machst du mit dieser Erkenntnis?

Autor: Dan A. (danikutyo)
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Mich darüber freuen, wenn es richtig ist, weil ich das dann glaube ich 
alles verstanden habe, was ich verstehen musste.^^

Ist es denn richtig?
Wenn ja, dann nerv ich euch nicht mehr weiter.

Danke und Gruß

Autor: A. K. (prx)
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Also gut. Ich kann dir bestätigen das 6 mal 10 die Zahl 60 ist. ;-)

Das ist freilich für die Fragestellung völlig irrelevant. Aus einem 
10-Bit ADC mit 6/8 Kanälen (je nach Gehäuse) wird deshalb kein 60/80-Bit 
ADC.

Autor: Dan A. (danikutyo)
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Hm... Naja, okay.

Gut, ich glaube meine Fragen sind für's erste gelöst.

Vielen Dank.

Autor: Andreas (Gast)
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Nichts für ungut, aber bei deinem Wissenstand hat es wirklich keinen 
Sinn, ein derartiges Projekt anzugehen. Warum versuchst du nicht erst 
mal, ein paar Tutorials durchzuarbeiten:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Hauptseite

Das AVR-Tutorial wäre ein guter Anfang, um den Umgang mit 
AVR-Mikrocontrollern kennenzulernen:

http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial

Autor: Dan A. (danikutyo)
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In dem Wettbewerb geht es ja GERADE darum, dass so Noobs wie ich an die 
Materie herangeführt werden ;)
Ja, so ein Tutorial wäre auch hilfreich gewesen.

Ich muss aber sagen: Die anderen Aufgaben waren leicht zu lösen.
War auch echt spaßig. In den letzten Aufgaben mussten wir beispielsweise 
eine Radio bauen oder Mikrochips designen.
Ist also lustig. Was ich halt nur schade finde, dass bei solchen Sachen 
man sich alles selbst aneignen muss.

Auf jedenfall vielen Dank für den Link. Das Tut werde ich jetzt 
durcharbeiten.

Wie gesagt: Die anderen Aufgaben haben wir sogar super lösen können. Ist 
also schaffbar.

Gruß

Autor: A. K. (prx)
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Daniel Andras schrieb:

> Was ich halt nur schade finde, dass bei solchen Sachen
> man sich alles selbst aneignen muss.

Lernen(Schule): Lehrer steht vorne und sagt wo es lang geht.

Lernen(Leben,Uni): Aufgabe liegt auf dem Tisch und du man erwartet von 
dir, dass du damit zurecht kommst. Wozu auch Informationsbeschaffung 
zählt, wie Tutorials, Lehrbücher, ...

Autor: Dan A. (danikutyo)
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Ich weiß.
Deshalb bin ich doch hier im Forum^^

Wir hatten auch bisher 'ne betreuende Lehrkraft. Haben wir nicht in 
Anspruch nehmen müssen, aber bei Fragen hätte Sie uns helfen können. Nun 
ist sie aber Schwanger- in Mutterschaftsurlaub und ich mach ABI, sprich: 
bin auch nicht mehr an der Schule, sodass es nicht möglich ist Sie zu 
fragen.

Auf jedenfall danke- das tut ist hilfreich.
Ich denke,d ass ich mit dem Rest selbst klar komme.

Autor: Dan A. (danikutyo)
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Hey!
Danke, das Tut ist genial!

Gruß

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