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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PT100 an Atmega 8


Autor: XBgamer (Gast)
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Servus
ich will ne Temperatur messen. Nun finde ich immer wieder irgendwelche 
Messverstärkerschaltungen oder dann wieder nur ein Spannungsregler usw.

Also finde ich nix was mir direkt sagt: ja so schließt man das ganze an 
den Atmega 8 an.

Nun bin ich auf das gestoßen: 
http://son.ffdf-clan.de/misc/uploads/forum/46_PT10...

Unter Punkt 3 wird das ganze einfach mit nem Widerstand und nem LM317 
verwirklicht.

Da ich allerdings schon einen lm2574 benutze um auf 5V zu regeln reicht 
mir ja eigentlich ein 5Kohm widerstand.

Nur wie gehts dann mit dem Messsignal genau weiter? Welche bauteile 
eignen sich für einen verstärker gut?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Die Frage ist: welche Genauigkeit und welche Auflösung strebst du an.

Im einfachsten Fall nimmst du eine Widerstand, baust mit dem Widerstand 
und dem PT100 einen Spannungsteiler und gehst mit dem 
Spannungsteilerpunkt direkt auf den ADC des Mega8

     +5V
     o------------------------+
                              |
                             +-+
                             | | R
                             +-+
                              |
                              +------------------o Mega8 ADC-Pin
                              |
                             +-+
                             | | PT100
                             +-+
     GND                      |
     o------------------------+


Der PT100 als temperaturabhängiger Widerstand verändert seinen 
Widerstand und damit auch die Spannung im Spannungsteiler. Und das kann 
man mit dem ADC messen und auf die Temperatur zurückrechnen.

> Unter Punkt 3 wird das ganze einfach mit nem Widerstand und nem
> LM317 verwirklicht.

Das ist aber was anderes. Das ist eine Konstantstromquelle und der 
Widerstand ist Teil der Konstantstromquelle.

Autor: ... ... (docean) Benutzerseite
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http://www.sprut.de/electronic/temeratur/temp.htm

zwar ohne AVR aber die Grundlagen werden dort gut erklärt

Autor: Dennis (Gast)
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XBgamer schrieb:
> Da ich allerdings schon einen lm2574 benutze um auf 5V zu regeln reicht
> mir ja eigentlich ein 5Kohm widerstand.

Der LM hat in der Anwendung aber eine andere Funktion - er dient nicht 
als Spannungsquelle, sondern prägt einen konstanten Strom in den PT100 
ein.

Autor: XBgamer (Gast)
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naja da ich nur alkohol messen werde würde ich sagen ne auflösung von 
-50° bis 50° wäre was ich brauche. genauigkeit wäre in 1° Schitten in 
ordnung.

Mit dem Spannungsteiler würde das funktionieren?

Autor: Dennis (Gast)
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XBgamer schrieb:
> naja da ich nur alkohol messen werde

Das merkste doch, wenne ihn dann trinkst...

Autor: MaWin (Gast)
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Einen teuren und präzisen Pt100 zu verwenden, bloss um ihn mit dem 
allerbilligsten IC den es gibt, dem LM317 dann gnadenlos ungenau 
auszulesen, macht aber keinen Sinn.

Ebenso ist natürlich die Schaltung von Karl heinz Buchegger als Witz auf 
deine Vorstellung "Pt100 direkt anschliessen" zu verstehen, denn erstens 
führt sie zu einer Erwärmung des Pt100 und damit gnadenlosem Messfehler 
und zweitens nutzt sie die Auflösung des AD-Wandlers des AVR nicht und 
liefert entsprechend miese Messwerte.


Lern einfach, daß man Pt100 IMMER mit Zusatzelektronik an A/D-Eingänge 
eines AVR anschliessen muß, um Genauigkeit, Auflösung und Präzision 
eines Platin-Sensors auch nutzen zu können.

Die einfachsten Schaltungen bestehen aus EINEM (Rail-To-Rail) 
Operationsverstärker wie MAX4236.

  +-----+---+------- Vref+  Beispielwerte (je nach Tempbereich):
 R1    R2   |
  +-----)---)-R3-+          RTD = Pt1000     RTD = Pt100
  +-R6--)--|+\   |          R1 = 3k9         R1 = 3.01k
  |     |  |  >--+-- A/D    R2 = 39k         R2 = unendlich
  |     +--|-/   |          R3 = 107k        R3 = 11.8k
 RTD    +---)-R5-+          R4 = 1k          R4 = 12.4k
  |    R4   |               R5 = 27k         R5 = 105k
  +-----+---+------- Vref-  R6 = 941 Ohm     R6 = 11k (kompensiert 
Eingangsstrom)

Rechenformeln siehe 
http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/appnote_number/3450
http://www.umnicom.de/Elektronik/Schaltungssammlun...

Auch diese Schaltungen erwärmen den Platinsensor, sollten also nur 
Millisekunden zur Messung eingeschaltet werden.

Autor: Oliver (Gast)
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XBgamer schrieb:
> naja da ich nur alkohol messen werde

Ich dachte, den misst man in Promille?

Oliver

Autor: XBgamer (Gast)
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ihr versteht mich falsch. ich brauch die temperatur um was anderes zu 
errechnen.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Oder man pfeift gleich auf den PT100, kauft sich einen DS1820 und ist 
zufrieden, weil man den auch nicht mehr abgleichen muss.

Mit dem ganzen Drum und Drann ist ein DS1820 auch nicht teurer als ein 
PT100.

Autor: XBgamer (Gast)
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ja gut ich habe den pt100 gewählt weil ich den in den alkohol reinhalten 
kann. beim rest weiß ich nicht wie ich das realisieren soll.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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XBgamer schrieb:
> ja gut ich habe den pt100 gewählt weil ich den in den alkohol reinhalten
> kann. beim rest weiß ich nicht wie ich das realisieren soll.

So wie sonst auch.
Die Anschlüsse 'wasserdicht' versiegeln.
Musst du beim PT100 ja auch machen.

Oder befürchtest du, dass dir der Schnaps ein IC-Gehäuse anlöst?
(Keine Sorge)

Autor: XBgamer (Gast)
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ne da hab ich es nicht ganz eingesetzt sondern am ran eines 
messzylinders ein loch reingebohrt und nur die spitze ist mit der 
flüssigkeit in berührung.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Nicht ganz billig:

DS1820 in Stahlrohr vergossen:

http://www.conrad.de/ce/de/product/184037/TEMP-FUe...


Peter

Autor: XBgamer (Gast)
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ja gut das übersteigt meine grenzen. hab schon fast 1000€ in das projekt 
investiert. und liegt seit 3 jahren brach. will es nun schnell mal 
fertig machen.

also was ist die einfachste schaltung für den pt100 für 0-5V, 
messbereich -50° - 50°, genauigkeit in 1° schritten?

Autor: Andreas M. (elektronenbremser)
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Kuck mal da bezüglich Auflösung und Genauigkeit
http://www.mikrocontroller.net/articles/Auflösung_...

Autor: Erdogan (Gast)
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XBgamer schrieb:
> hab schon fast 1000€ in das projekt
> investiert

Dann verrat uns mal bitte, worum es in deinem Projekt geht - jetzt bin 
ich neugierig!

Autor: Dietmar (Gast)
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> Lern einfach, daß man Pt100 IMMER mit Zusatzelektronik an A/D-Eingänge
eines AVR anschliessen muß

Muss gar nicht der A/D-Eingang sein 
(Beitrag "Temperaturmessung: was taugt diese Schaltung?").

Autor: XBgamer (Gast)
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verrat ich bestimmt nicht weil ich mit dem teil aufs patentamt gehe.

Autor: David R. (blackbird92)
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Bitte tu dir das mit den ganzen PT100, PTCs und NTCs nicht an. Es gibt 
so schöne fertige sensoren dafür.
http://www.mikrocontroller.net/articles/Temperatursensor

Ich habe z.B für meine ethanol messanwendungen ;-) mir den TSIC 306 im 
TO92 gehäuse ausgesucht. Der ist zwar etwas teuer aber sehr genau 
(Genauigkeit ±0,3K, Auflösung: 0,1K). Mein programm habe ich einfach aus 
dem beispielprogramm im anhang zusammengebastelt. Hat auf anhieb 
funktioniert.

Für annähernd lebensmittelechtes arbeiten ist übrigens essigsäure 
vernetztes silikon sehr zu empfehlen. Das TO92 gehäuse kannst du ruhig 
in ethanol eintauchen. Es wird sich nicht auflösen.

Autor: Olek (Gast)
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versuchs mal mit XTR105 und RVC420, ist sicher etwas teurer jedoch 
vereinfacht es die sache.

patentamt.... da reicht doch schon das prinzip :)

Autor: hxcvnb (Gast)
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>verrat ich bestimmt nicht weil ich mit dem teil aufs patentamt gehe.

Das hier ist ein Internetforum, das vom AUSTAUSCH lebt.
Du willst nichts geben, also erwarte auch nichts.

Gast

Autor: MaWin (Gast)
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Nehmen ist aber doch seliger als geben,
ist bei Bankstern doch auch so....

Autor: ... ... (docean) Benutzerseite
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MaWin schrieb:
> Ebenso ist natürlich die Schaltung von Karl heinz Buchegger als Witz auf
> deine Vorstellung "Pt100 direkt anschliessen" zu verstehen, denn erstens
> führt sie zu einer Erwärmung des Pt100 und damit gnadenlosem Messfehler
> und zweitens nutzt sie die Auflösung des AD-Wandlers des AVR nicht und
> liefert entsprechend miese Messwerte.
>
>
> Lern einfach, daß man Pt100 IMMER mit Zusatzelektronik an A/D-Eingänge
> eines AVR anschliessen muß, um Genauigkeit, Auflösung und Präzision
> eines Platin-Sensors auch nutzen zu können.

Wieso muss man immer mir Kanonen auf Spatzen schießen... wenn ich die 
Genauigkeit nicht brauche reicht die Schaltung von Karl-Heinz vorn und 
hinten.

Natürlich "nutze" ich den PT100 nicht aus, natürlich mach ich 
Fehler...aber wenn mir persönlich das reicht, ist die Schaltung voll in 
Ordnung.

Es könnte ja sein das man den PT100 in der Wühlkiste noch rumliegen 
hat...

Autor: XBgamer (Gast)
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Olek schrieb:
> patentamt.... da reicht doch schon das prinzip :)

hab ich auch gedacht es muss allerdings ein funktionierender prototyp 
mit eingereicht werden und ein detailgetreuer plan usw.

hxcvnb schrieb:
> Das hier ist ein Internetforum, das vom AUSTAUSCH lebt.
> Du willst nichts geben, also erwarte auch nichts.

MaWin schrieb:
> Nehmen ist aber doch seliger als geben,
> ist bei Bankstern doch auch so....

naja wir kennen uns nicht warum sollte ich meine idee dann preis geben. 
ihr würdet das ja auch nicht machen. außerdem hat mein projekt anversich 
nix mit dem pt100 hier zu tun.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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XBgamer schrieb:

> naja wir kennen uns nicht warum sollte ich meine idee dann preis geben.

Relativ schwaches Argument.
Wir kennen uns ja nicht, warum soll ich dann mein Wissen hier preis 
geben.

> ihr würdet das ja auch nicht machen.

Niemand will Details hören.
Die grundsätzliche Idee würde schon reichen. Wenn du kurz vor der 
Patentierung stehst, kann das ja sowieso niemand mehr schnell über Nacht 
nachbauen und den Patentantrag vor dir einreichen.

> außerdem hat mein projekt anversich
> nix mit dem pt100 hier zu tun.

Ist grundsätzlich richtig.
Allerdings: Oft genug stellt sich heraus, dass der Fragesteller eine 
wesentlich bessere Antwort, zb auch mit Alternativvorschlägen, bekommt, 
wenn die Leser hier ein wenig vom Umfeld des Problems kennen.
Oft ist es so, dass der Fragesteller besser sein eigentliches Problem 
schildert, anstelle einer unausgegorenen Lösungsidee bei der er Hilfe 
braucht.

Wenn die Fragestellung lautet: Wie kann ich meinen Dachträger auf meinen 
Smart montieren, dann kann man natürlich nach Lösungen zu diesem Problem 
suchen. Wenn er aber gleich gesagt hätte dass er übersiedeln will, dann 
wäre ein adequater Lösungsansatz: vergiss den Smart und miete dir bei 
'XYZ' einen kleinen LKW.

In anderen Foren mag das anders sein, aber hier im µC.dot.net suchen wir 
gerne nach wirklichen guten Lösungen für das eigentliche Problem 
anstelle unausgegorene Lösungansätze mehr recht als schlecht zum laufen 
zu bringen.

(Wenn dir 0.5° Genaugkeit reichen, würde ich immer noch den DS1820 
nehmen. Den in eine Bohrung einzukleben, kann ja nicht das große Problem 
sein :-)

Autor: Seppl (Gast)
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Die Schaltung von Karl heinz ganz oben ist schon in Ordnung. Um eine 
hohe Auflösung zu bekommen, muß aber noch eine Verstärkung mit einem 
einfachen OPA vor den ADC kommen, sodaß der 10-bit ADC >=8 Bit Auflösung 
liefert.
Die +5V sind gleichzeitig auch Vref vom ADC: ratiometrische Messung. Bei 
geschickter Wahl von R ergibt sich auch eine (womöglich) hinreichende 
Linearisierung der PT1000 Kennlinie im Bereich -50 -> +50 °C.

Allerdings würde ich einen PT1000 verwenden, um Ströme und 
Eigenerwärmung klein zu halten.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Seppl schrieb:
> Die Schaltung von Karl heinz ganz oben ist schon in Ordnung.

Seien wir uns ehrlich:
Sie ist mies, da nicht linear. Bei einem einigermassen brauchbaren 
Widerstand im Spannungsteiler rinnen 25mA durch den PT100, was seiner 
Eigenerwärmung und damit der tatsächlichen Messgenauigkeit sicher nicht 
zu gute kommt.

Soviel Selbstkritik muss schon sein.

Allerdings bin ich bei der Beantwortung noch von einer Spielerei zu 
Übungszwecken ausgegangen, daher die einfachste aller Möglichkeiten.

Autor: Seppl (Gast)
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>Soviel Selbstkritik muss schon sein.

Du hättest meinen Text bis zum Ende lesen sollen :-)

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Nichlinear ist kein Problem, der AVR rechnet gerne ein bischen.
Ist ja kein 4-Bitter an 32kHz.

Es gibt auch AVRs mit ADC-Vorverstärker, z.B. der ATtiny861 verstärkt * 
32 (1LSB = 33µV).



Peter

Autor: Thilo M. (Gast)
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Peter Dannegger schrieb:
> Es gibt auch AVRs mit ADC-Vorverstärker, z.B. der ATtiny861 verstärkt

Ich hab' mal eine Steuerung für eine Nebelmaschine gebaut, der Tiny26 
kann das prima (differentiell, Verstärkung x20). Es wird nur eine 
passende Konstantstromquelle benötigt.

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