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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hilfe zu Hardwarekonzept


Autor: Thomas P. (topla)
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Hallo,
ich bräuchte mal etwas Unterstützung von Profis für ein Konzept für die 
Erweiterung meiner Hardware.
Ich habe hier ein Board mit einem AT90CAN128, der einen CAN-Bus mit 3 
Messages aller 10ms mitliest, ein Datentelegramm von einem anderen 
Controller aller 100ms empfängt, mit Daten ergänzt und wieder 
zurückschickt. Weiterhin wird ein zweiter serieller Bus aller 100ms 
mitgelesen und abhängig von etwas Logik eine Ausgabe auf diesen Bus 
gegeben.
Nun möchte ich noch vier Temperatursensoren anschließen. Ideal wäre es 
wohl, dieses über die AD-Wandlereingänge zu realisieren. Wandlung 
anstoßen und wenn fertig einfach den Wert einlesen. Im Blick hatte ich 
da TSIC201. Da diese Geber aus störverseuchter Umgebung mit 150cm 
Leitungslänge kommen, bin ich mir nicht sicher, ob dieses Konzept 
sinnvoll realisierbar ist. Eine Alternative wären die digitalen TSIC206, 
wobei ich auch hier nicht einschätzen kann, ob die digitale Übertragung 
sicherer ist.
Kann da jemand seine Erfahrungen mitteilen?
Das eigentliche Problem sehe ich aber eher in der Tatsache, dass die 
Auswertung doch zeitlich recht anspruchsvoll ist und ich absolut nicht 
einschätzen kann, ob diese Aktionen durch die Grundlast der 
CAN-Bus-Auswertung nicht unzulässig behindert werden.
Um das zeitlich zu entzerren, würde ich die 4 TSIC206 gerne datenseitig 
parallel schalten. Die Betriebsspannung jedes Sensor würde getrennt 
schaltbar sein, so dass immer nur ein Sensor aktiv ist. Mit einem Timer 
und einem interruptfähigen Eingang wäre das Probelm gelöst.
Weiß jemand, ob diese Idee funktioniert?

Der zweite Ansatz wäre die Verlagerung der Temperaturmessung in einen 
weiteren Controller, der dann über SPI angebunden werden kann.

Ich würde mich über Hinweise und Anregungen freuen, auch andere 
Temperatursensoren wären denkbar, allerdings sollten diese ohne 
Kalibrierung und viel Zusatzelektronik verwendbar sein.

Danke und viele Grüße
Thomas

Autor: MaWin (Gast)
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> Das eigentliche Problem sehe ich aber eher in der Tatsache,
> dass die Auswertung doch zeitlich recht anspruchsvoll ist

Von 4 Analogeingängen ? Kaum. Das geht ratz-fatz, inklusive
der Entscheidung, welchen man denn nun nehmen will. Der
Wandler läuft sogar parallel mit dem verbleibenden Programm.

> TSIC201

CAN klingt nach Auto.

Kein Autohersteller käme auf die blöde Idee, so einen digitalen Sensor, 
der dann auch noch eine D/A-Wandlung macht, als Tempsensor an einem 
analogen Eingang zu hängen. Die nehmen NTCs. Damit sind höhere 
Spannungen möglich, und es besteht nicht die Wahrscheinlichkeit, durch 
eingekoppelte Störungen den Prozessor im Sensor abschmieren zu lassen.

Störungen können durch simple RC-Filter beseitigt werden, die so langsam 
sind, wie die Temperaturänderung schnell sein kann.

Genauigkeit (0.1 GradC) ist mit NTCs auch möglich, falls man sie 
überhaupt braucht.

4 NTC, RC-Filter, direkt in Analogeingänge (vorausgesetzt sie haben die 
notwendige Auflösung oder es wird so verstärkt,daß die Auflösung reicht)

Autor: Thomas P. (topla)
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MaWin schrieb:
> Von 4 Analogeingängen ? Kaum. Das geht ratz-fatz, inklusive
> der Entscheidung, welchen man denn nun nehmen will. Der
> Wandler läuft sogar parallel mit dem verbleibenden Programm.

4x analog ist kein Problem, aber 4 x die digitalen Sensoren einlesen 
scheint mir schon nicht so trivial.

> CAN klingt nach Auto.
>
> Kein Autohersteller käme auf die blöde Idee, so einen digitalen Sensor,
> der dann auch noch eine D/A-Wandlung macht, als Tempsensor an einem
> analogen Eingang zu hängen. Die nehmen NTCs. Damit sind höhere
> Spannungen möglich, und es besteht nicht die Wahrscheinlichkeit, durch
> eingekoppelte Störungen den Prozessor im Sensor abschmieren zu lassen.

Ich bin da leider nicht der Profi, habe aber den Temperaturbereich 
(20..130C) mit NTCs nie gescheit dimensioniert und ohne notwendigen 
Abgleich hinbekommen. Bin da für jeden Hinweis dankbar, wie so etwas gut 
reproduzierbar hinzubekommen ist.
Auf die digitalen Sensoren bin ich gekommen um den ganzen Abgleich zu 
umgehen.

Thomas

Autor: Anja (Gast)
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Thomas P. schrieb:
> Bin da für jeden Hinweis dankbar, wie so etwas gut
> reproduzierbar hinzubekommen ist.

Da darfst Du halt nicht die mit 5% spezifizierten Sensoren nehmen 
sondern enger tolerierte. Wie genau brauchst Du es denn?

Gruß Anja

Autor: Thomas P. (topla)
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Auf ein Grad genau reicht aus. Wichtig ist gute Reproduzierbarkeit mit 
verschiedenen Sensoren ohne exemplarspezifischen Abgleich.

Thomas

Autor: MaWin (Gast)
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> Wichtig ist gute Reproduzierbarkeit mit
> verschiedenen Sensoren ohne exemplarspezifischen Abgleich

Dafür sind Pt100 erfunden worden.

20 bis 130 GradC sind 110, also 7 bit.
Die aktuellen uC haben 10 bit Auflösung,
also reicht es, wenn man 1/8 des Bereichs nutzt.
Pt100 ändern ihren Widerstand von 100 bis 150 Ohm,
also kein Problem selbst in simpelster Beschaltung
(Stromquelle oder einfachen Widerstand).

 +5V
  |
 860R (quasi 5mA Stromquelle)
  |
  +--10k--+-- A/D (0.52(484)..0.74V(688) bei 1.1V ARef)
  |       |
Pt100    1uF
  |       |
  +-------+-- A/D GND
  |
 GND

Eigenerwärmung dürfte bei KFZ-Anwendung keine Rolle
spielen, wird wohl auf Metall geschraubt oder von Öl
oder Wasser umspült.

Autor: Thomas P. (topla)
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Danke,
werde ich mal probieren.

Gruß
Thomas

PS: Temperaturfühler mit PT100 und M12x1,5-Einschraubgewinde sind 
scheinbar eine Marktlücke oder noch garnicht erfunden.

Autor: MaWin (Gast)
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> Temperaturfühler mit PT100 und M12x1,5-Einschraubgewinde sind
> scheinbar eine Marktlücke oder noch garnicht erfunden.

Gibt es. Die Frage ist, wie innen gemessen werden soll.

Die, die ich kenne, haben einen Stab, der kann dir zu lang sein.
http://heidenreich-tankanlagenbau.de/userfiles/fil...
Dann kenne ich nich welche die eine Feder haben und damit den Sensor an 
irgendein innenliegendes Teil pressen, ist dir wohl auch unpassend.
Welche wo der Sensor direkt in der Schraube sitzt, gibt es sicher auch, 
sind aber unüblich, denn man will ja ein Medium messen, und nicht die 
Temperatur der Einschraubstelle. Da kann man dank der Wärmeleitung von 
Metall das Ding gleich aussen dranschrauben und braucht kein Loch.

Autor: Thomas P. (topla)
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Mechanisch schwebt mir soetwas vor:
http://www.abelektronik.de/downloads/sensors_catalogue.pdf (94099 auf 
Seite 7)

Bei den Riesendingern aus dem Link kann ich ja gleich ein Loch in die 
Motorhaube knabbern und eine Direktanzeige draufsetzen ;-))
Die Leitungsdurchmesser im Auto sind endlich und mit NTC funktioniert es 
ja auch.
Bedingung ist auch eine lösbare Kabelverbindung, da der Sensor bei 
Instandsetzungsarbeiten demontierbar bleiben muss.

Thomas

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