Hallo, ich hatte gesehen dass 4051/4052 als multiplexer fuer PT100 verwendet werden. Moechte ich auch machen damit ich die PT100 nur zur messung bestrome und ausserdem bei jeder Messung einen Vergleichswert an einem Praezisions 0.1% Widerstand nehmen kann. Auch werde ich den LM317 verwende fuer Stromquelle, und da das nicht so praezise ist brauche ich die Vergleichsmessungen. Wuerde die Schaltung anbei so funktionieren? Was ich mich frage: 1) 4051 hat bei VDD 5Volt bis zu 1.2k Innenwiderstand? Der wird natuerlich mitgemessen. Scheint sehr stark Temperaturabhaengig zu sein. Abgleichpoti groesser bemessen? 2) Die verschiedenen Channels des 4051 haben bis zu 10 Ohm unterschiedliche Widerstaende. Macht das nicht die Vergleichsmessung ungenauer? Benoetigt wird 10 bis 150 Grad mit einer erhofften Aufloesung von 0.25 Grad und absoluten Genauigkeit von 1 Grad. Vielen Dank im Voraus
Funktionieren? Vielleicht. Messen? Nein! 1. Der 317 ist nicht geeignet, eine ausreichend stabile KSQ zu bauen. Auch wenn das immer mal gemacht wird, ist es Schrott. 2. Es gibt inzwischen durchaus bessere Schalter mit geringerem Durchlasswiderstand, such mal bei Maxim. 3. Die Schaltung ist wie Du schon erkannt hast Müll, weil Du den Widerstand des Schalters mitmisst. Wenn, dann brauchst Du 2 Schalter, mit einem schaltest Du den Strom auf den PT100, mit dem zweiten selektierst Du den gleichen PT100 zur stromlosen Spannungsmessung. Die Widerstandsänderung der PT100-Sensoren ist so gering, dass eine Kompensation des Schalterwiderstandes nicht ausreichend genau und stabil machbar ist.
Marek S. schrieb: > 2) Die verschiedenen Channels des 4051 haben bis zu 10 Ohm > unterschiedliche Widerstaende. Macht das nicht die Vergleichsmessung > ungenauer? Ja. Je nach Bereich erzeugen die 10 Ohm bis über 26°C Fehler. Du solltest mindestens eine Dreileiter- oder Vierleitermessung nutzen. Eine gute Konstantstromquelle ist ebenfalls erforderlich. Ansonsten Timms Ratschläge mit berücksichtigen. LG Christian
Hab gerade ne ähnliche Kopfnuss ... es sollen zwischen 250 und 1000 Temperatursensoren ausgewertet werden, die in einem Kubikmeter Rauminhalt platziert werden sollen. Ich werde auf 10k NTC gehen für die Sensoren, dann wird 1. Die Selbsterwärmung durch die Bestromung deutlich geringer 2. Der Einfluss des Innenwiderstandes des Multiplexers wird im Verhältnis geringer.
Ach, ich sehe gerade im Datenblatt von NXP, dass bei 5V der Widerstands mismatch sogar bei 25 Ohm typ. liegt. Maximalwerte sind nicht einmal angegeben. Der Fehler kann also noch viel viel größer als 26°C werden. LG Christian
> pt100 multiplexen so richtig? Nee, grober Mruks. 1. ist deine Stromquelle ja ein grösserer Temperatursensor als dein Pt100. Ein LM317 ist KEINE präzise Stromquelle, sondern temperaturabhängig, und kann ausser dem KEIN 1mA liefern (5mA Mindeststrom). 2. Du misst ja den Innenwiderstand des 4051 mit, und der ist gross und nicht konstant. 3. Es ist kompletter Murks, den Offset aus den 5V Versorgungsspannung abzuleiten. Du hast 3 unterchiedliche "Referenzen": Die 1mA, die 5V ud die ARef des A/D-Wandlers, deren Abweichungen alle gegeneinander laufen. Die Schaltung ist dermassen Scheisse wie es nur geht, sie ist der Murks von Pollin. Leite deine 1mA aus der Aref des A/D-Wandlers ab, ebenso die Offsetspannung, und verwendet eienn zweiten CD4051 der nur den Eingang des OpAmp an den aktuell von 1mA durchflossenen Pt100 umschaltet. ARef --|+\ | >--+------+--R1--+---R3--+ +-|-/ | | | | | | | | | +-+-----+ | | | | | | | 100R | | | | 1k | | +---------+ | | | | | | | | S| /-|--+ | | | TP0101 I|--< | | | | | \+|-----+ | | | | | | | +---------+ | | | | | | +--(------+ +---(--|+\ | | x| x| | | >-+-- A/D | 4051 4051 +--|-/ | x0| x0| | 24k +-----+ | | | R2 | Pt100 | | | | GND ------+------+---------+ R1/R2/R3 je nach Messbereich, OpAmps versorgt aus 5V bei 2.5V Aref, statt unpräzisem LM324 sollte man besseren LT1013 nehmen. Widerstände können unpräzise 1% Typen sein, wenn man die A/D-Werte nicht berechnen will, sondern kalibriert, sonst müsste man 0.1% Typen nehmen damit man 1 GradC genau wird.
@Fhutdhb Ufzjjuz: Wenn es um so viele Sensoren geht, würde ich ein Diodenmatrix in Betracht ziehen. Die Dioden sind dann auch gleich die Sensoren. Ein Abgleich wird vermutlich nötig sei, dafür sind 1M4148 deutlich günstiger als PT100 oder NTCs.
> Ich werde auf 10k NTC gehen für die Sensoren
Spitzenidee, und alle 1000 gleichst du einzeln ab, denn NTC sind im
Gegensatz zu Pt100 nicht so genau, als daß man sie ohne Kalibrierung
verwenden könnte.
@MaWin ich habe einen 4052 genommen, da ich nicht mehr als 3 pt100 + Referenz benoetige. Habe die Schaltung nachgebaut. Woher kommt die Schaltung? Ein paar Fragen: 1) Bestimmt der R5 den Strom durch die pt100? 2) Woher beziehst Du Deine Teile? Der LT1013 ist sehr teuer bei Conrad. 3) Meinst Du den TP0101K? 4) Ich habe GND und 5V von einem 7805. Wie soll ich am Besten das UREF auf 2.5V einstellen? 5) Wie werden die R1,R2,R3 bemessen? Ich benoetige, wie gesagt, 0...150 GradC, also 100 bis 157 Ohm. Ich bin bei der Beschaltung auf den c't artikel aus Heft 22, 2004 "Mikrocontroller im Lan" gekommen. Dort wird eben ein LM317 verwendet. Deswegen bin ich auf den Zweig gekommen.
Timm Thaler schrieb: > 2. Es gibt inzwischen durchaus bessere Schalter mit geringerem > Durchlasswiderstand, such mal bei Maxim. Ich habe bei Maxim geschaut. Die haben zwar Beispielschaltungen, aber ich konnnte die verwendeten Bausteine nirgends zum Kauf finden. zB Max11200 http://pdfserv.maxim-ic.com/en/an/AN4875.pdf oder Max1402 http://www.maxim-ic.com/solutions/guide/industrial/Sensors_en.pdf
> Woher kommt die Schaltung? Die habe ich mir gerade ausgedacht. > 1) Bestimmt der R5 den Strom durch die pt100? Zusammen mit R6/R4: R6/R4 erzeugt 0.1V unter 2.5V, der R5 setzt dann diese 0.1V in 1mA um. > 2) Woher beziehst Du Deine Teile? > Der LT1013 ist sehr teuer bei Conrad*. Pollin hatte den LT1013 mal für 2.95 Natürlich tun's auch andere OpAmp die nicht gerade Millivolt Offsetspannung haben, sondern Mikrovolt, mit 5V auskommen und zumindest single supply sind. > 3) Meinst Du den TP0101K? Geht, halt ein beliebiger Kleinsignal PMOSFET, er muß ja nur 2.5V mit 1mA vertragen, sollte aber bei unter 2V Ugs schon leiten, daher hab ich mal nicht den steinalten BS250 genommen. > 4) Ich habe GND und 5V von einem 7805. > Wie soll ich am Besten das UREF auf 2.5V einstellen? Keinesfalls mit einem Trimmpoti aus 5V ableiten, sondern aus dem ARef Ausgang des Microcontroller, dann brauchst du auch keinen Spannungsteiler und kein murksiges Trimmpoti mit dem du sowieso nichts einstellen kannst. > 5) Wie werden die R1,R2,R3 bemessen? > Ich benoetige, wie gesagt, 0...150 GradC, also 100 bis 157 Ohm. Wenn wir 0 GradC auf 0.1V legen, weil OpAmps sowieso nicht exakt auf 0V komme wenn sie mit 0V versorgt werden, und 150 GradC bei 2.5V liegen soll, dann R2=1k, R1=24k, R3=40.4k
Der MAX11200 ist kein Schalter, sondern ein ADC! Und hast du den "Buy"-Button unter "Ordering Info" wirklich nicht gesehen?
nicht "Gast" schrieb: > Der MAX11200 ist kein Schalter, sondern ein ADC! Und hast du den > "Buy"-Button unter "Ordering Info" wirklich nicht gesehen? Nein, habe ich wirklich nicht gesehen. Sehe gerade. Der MAX1402CAI waere die eleganteste Loesung, nur 1 externer Widerstand. Aber 37$ sind schon etwas obszoen ^^ Bei Digikey 15 $. Den Strom koennte man per 4051 umschalten, und hat intern 3 volldifferentielle Verstaerker. @MaWin: Mein uC (Atmega328) hat entweder externes AREF, oder internes 1.1V. "Internal reference voltages of nominally 1.1V or AVCC are provided On-chip. The voltage reference may be externally decoupled at the AREF pin by a capacitor for better noise performance."
@MaWin Mit den gegebenen Widerstanswerten laesst sich die Schaltung noch vereinfachen. Die 2.4V sind ja fuer beide OP's gleich. Als AREF nehm ich eine 2.5V Spannungsreferenz im TO92 Gehaeuse (4040), die dann auch an den uC angeschlossen wird. Einwaende?
Mein Fehler. Du beziehst Dich bei den R1 und R2 wohl auf http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverstärker-Grundschaltungen#Nichtinvertierender_Verst.C3.A4rker_mit_Offset Am rechten OP sollte am negativen Eingang 0.1 V anliegen. D.h. die Schaltung laesst sich nicht vereinfachen. 24k ist oben, 1k unten.
> Mit den gegebenen Widerstanswerten laesst sich die > Schaltung noch vereinfachen. Nein. > Die 2.4V sind ja fuer beide OP's gleich. Nein. > Mein uC (Atmega328) hat entweder externes AREF, oder internes 1.1V. Dann nimmst du halt die 1.1V, die sind zwar nicht absolut genau, aber immerhin 1000 mal stabiler als die 5V Versorgungsspannung. Umrechnen kannst du sicher selber, ist ein simpler Dreisatz, und ohne umrechnen funktioniert die Schaltung immer noch im angegebenen Bereich, nur halt mit 440uA statt 1mA. Aber Achtung: Der MOSFET muss nun mit unter 1V Ansteuerspannung auskommen, ich hab gerade kein passendes Modell auf Tasche.
Marek S. schrieb: > Hallo, > > ich hatte gesehen dass 4051/4052 als multiplexer fuer PT100 verwendet > werden. Ja, die sind dafür durchaus geeignet. Allerdings nur in vierfacher Ausführung in Form einer Vierdraht-Messung. > Moechte ich auch machen damit ich die PT100 nur zur messung > bestrome Gute Idee; dadurch hält sich die Eigenerwärmung des Fühlers in Grenzen. > und ausserdem bei jeder Messung einen Vergleichswert an einem > Praezisions 0.1% Widerstand nehmen kann. Kompensation über einen Präzisionswiderstand ist schon gut und richtig, weil sich dadurch viele Fehler rausrechnen lassen. Da 0,1% Abweichung aber schon 2,5K bedeuten, sollte man schon einen echten Präzisionswiderstand und kein 19 ct Billigteil nehmen. > Auch werde ich den LM317 > verwende fuer Stromquelle, und da das nicht so praezise ist brauche ich > die Vergleichsmessungen. Der LM317 ist für solch kleine Ströme nicht geeignet. Nimm eine OPV-Standardschaltung. Gruss Harald
Gut, dann bleibt als einziges Problem die Referenzspannung. Verwende ich die internen 1.1V wird es schwierig einen PMOS zu finden, oder ich nehme ein zusaetzliche 2.5V Referenz, dann ist die Schaltung universeller und nicht auf einen speziellen PMOS angewiesen. Ich tendiere zur zweiten Variante.
Angehängte Dateien:
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pt100.png
34 KB
Ich würde das ohne Mosfet machen. Praktisch jeder Opamp ist in der Lage, 1mA ohne externe Stromverstärkung zu liefern. Der Aufbau sieht dann ein klein wenig anders aus. Wenn die Versorgungsspannung einigermaßen gut geglättet ist (keine höherfrequenten Störungen), kannst du auch diese als Referenzspannung für ADC und Schaltung nehmen. Falls die ADC-Werte trotzdem noch etwas zappeln sollten, machst du eine Softwarefilterung. Die Schaltung im Anhang liefert für die gewünschten 10°C bis 150°C etwa 0,4V bis 4,6V am Ausgang. RPT1 und RPT2 sind dabei die PT100-Sensoren. Da bei 1%-Widerstandstoleranz die minimale oder die maximale Ausgangs- spannung evtl. zu nahe an die Versorgungsspannungsgrenzen gelangen, sollte R4 von etwa 4,8kΩ bis 5,0kΩ einstellbar gemacht werden. Alter- nativ könnte man die Verstärkung reduzieren, was aber den nutzbaren Wertebereich des ADC einschränkt. Die Schaltung funktioniert für Analogschalterwiderstände bis 4kΩ, so dass der 4052 problemlos eingesetzt werden kann. Es wäre aber auch kein Fehler, den etwas moderneren und nur unwesentlich teurereren 74HC4052 zu nehmen. Wenn du zur Kalibration einen Referenzwiderstand einbaust, würde ich gleich zwei davon vorsehen (100Ω und 150Ω), damit du sowohl Verstärkung als auch Offset der Schaltung kompensieren kannst. Ein Referenzwider- stand alleine ist relativ nutzlos. Harald Wilhelms schrieb: > Kompensation über einen Präzisionswiderstand ist schon gut und > richtig, weil sich dadurch viele Fehler rausrechnen lassen. Da > 0,1% Abweichung aber schon 2,5K bedeuten, Ich komme auf 0,25K, was wahrscheinlich noch tolerabel wäre.
Yalu X. schrieb: > Harald Wilhelms schrieb: >> Kompensation über einen Präzisionswiderstand ist schon gut und >> richtig, weil sich dadurch viele Fehler rausrechnen lassen. Da >> 0,1% Abweichung aber schon 2,5K bedeuten, > > Ich komme auf 0,25K, was wahrscheinlich noch tolerabel wäre. Stimmt, da habe ich mich vertan. Der Widerstand von Platin (und der Widerstand der meisten anderen Metalle) ändern sich mit ca. 4 Promille pro Grad. Man kann also die 19ct-Widerstände von Reichelt nehmen. :-) Gruss Harald
@yalu: Ich habe Deine Schaltung gerade auf dem Steckbrett zusammengebaut mit dem TLC274 als OP (da ich den da habe). Anstatt der Schalter habe ich jeweils einen 10k Trimmer verbaut. Mit 100 Ohm Widerstand habe ich den Ausgang auf 0.4V eingestellt. In einem Glas heissen Wasser hat der Pt100 ~130 Ohm (Multimeter), der Ausgang liegt bei 2,65 V. Der Schaltung nach ist die Endstufe ein nichtinvertierender Verstaerker mit Offset und einer Verstaerkung von A = 75,9. Ueber den 30 Ohm extra fallen 30 mV ab, und die ergeben dann am Ausgang 2,277 V. Plus die 0,4 V Offset gibt das 2,677, was nahe am Messwert ist. Der Widerstand des zweiten Schalters (S21 bzw S22) hat bis 10kOhm keinen Einfluss auf den Ausgang. S11 bzw S12 hat bis ~ 3kOhm einen Einfluss von insgesamt 5mV. Danach bricht das Signal ein. Das liegt womoeglich am OPV. Wenn ich nun aber immer Referenzmessungen an einem 100 und 150 Ohm Widerstand nehme, kann dieser Einfluss in Software herausgerechnet werden. Als PT100 habe ich den hier, d.h. nur zwei Leiter. Auf der Platine werde ich aber bis zur Klemme drei Leiter verwenden, bzw werde vier Anschluesse vorbereiten sollte ich 4-Leiter Pt100 verwenden. Noch ein Hinweis zur 5 Volt Versorgunsspannung. Das ist ein Trafo mit Brueckengleichrichter, und 1000 uF + 100nF vor dem 7805, und 100 nF + 100 uF danach. http://pitts-electronics-home.de/electron/schaltpl/stromver/78xx01.gif Sollte hoffentlich nicht schwingen.
@Mawin Noch ein Gedanke zur 1,1 V AREF. Der MOS wuerde nicht funktionieren, da der Drain oberhalb des PT100 plus Schalters liegt. Und der Multiplexer kann bis zu 1kOhm haben. D.h. bei 1 mA waere Drain bei 1.1 V, Gate bei 1.0...
> Der MOS wuerde nicht funktionieren, da der Drain oberhalb des > PT100 plus Schalters liegt. Das geht. > Und der Multiplexer kann bis zu 1kOhm haben. Das allerdings ist bei 1.1V ein Problem, und Yalu's Schaltung daher besser geeignet, wenn ihr Ausgang auf 0-1.1V umskaliert werden würde, passend zur 1.1V Aref. Erzeugt sie 5V, wäre sie ja ungeschickterweise nicht ratiometrisch.
Marek S. schrieb: > Mit 100 Ohm Widerstand habe ich den Ausgang auf 0.4V eingestellt. In > einem Glas heissen Wasser hat der Pt100 ~130 Ohm (Multimeter), der > Ausgang liegt bei 2,65 V. Rechnerisch sind es 2,705V, in der Simulation (nichtideale Opamps) 2,701V. R4 habe ich jeweils auf 4,945kΩ (Wert aus Rechnung) eingestellt um für RPT1=100Ω am Ausgang 0,4V zu erhalten. Die gemessenen 2,65 weichen zwar deutlich davon ab (1,9%), jedoch ist der Fehler mit den Widerstandstoleranzen und der möglicherweise nicht ganz konstanten Wassertemperatur während der Messungen noch ganz gut erklärbar. > Der Schaltung nach ist die Endstufe ein nichtinvertierender Verstaerker > mit Offset und einer Verstaerkung von A = 75,9. Die Verstärkung ist 76,9 bei R4=4,9kΩ. Du hast wahrscheinlich die +1 in R5/R6+1 vergessen. > Der Widerstand des zweiten Schalters (S21 bzw S22) hat bis 10kOhm keinen > Einfluss auf den Ausgang. Das ist klar, weil durch diese Schalter nur ein vernachlässigbar kleiner Strom fließt (Eingangsstrom des Opamp). > S11 bzw S12 hat bis ~ 3kOhm einen Einfluss von insgesamt 5mV. Danach > bricht das Signal ein. Das liegt womoeglich am OPV. Genau. Bei etwa 3,4kΩ und RPT1=130Ω läuft der linke Opamp gegen seine Ausgangsspannungsgrenze (typ. 3,8V lt. Datenblatt). In der Simulation habe ich einen Rail-to-Rail-Typ genommen, deswegen sind dort höhere Schalterwiderstände möglich. Du solltest in der endgültigen Schaltung statt des TLC274 ebenfalls einen Rail-to-Rail-Typ einsetzen, damit der rechte Opamp ausgangsseitig nahezu den kompletten Bereich von 0 bis 5V abdecken kann. > Wenn ich nun aber immer Referenzmessungen an einem 100 und 150 Ohm > Widerstand nehme, kann dieser Einfluss in Software herausgerechnet > werden. Richtig. Du musst eben nur verhindern, dass einer der beiden Opamps in den Anschlag läuft, weil das die Software nicht mehr korrigieren kann. MaWin schrieb: > Erzeugt sie 5V, wäre sie ja ungeschickterweise nicht ratiometrisch. Doch, ist sie, wenn man dieselben 5V (also die Versorgungsspannung) als ADC-Referenz nimmt.
Anbei meine fertige Schaltung, jedenfalls was den PT100 Analogteil angeht. Hoffe ich habe da nichts uebersehen. OPA2340 gibt es fuer unter 2 Euro bei Reichelt, AD8656 bei CSD-Electronics fuer 3,50 und den LTC6241 fuer 6 Euro beim Conrad. Einer davon wird es werden. Das kann ich dann entscheiden wenn das Platinenlayout fertig ist. Wenn das klappt ist das eine recht schicke Schaltung. Weniger Widerstaende als bei meinem Original. Die 74HC Multiplexer haben uebrigens weniger als 100 Ohm Widerstand. Das ist schon ein betraechtlicher Unterschied zu 1 kOhm der 0815er. Vielen Dank fuer die Hilfe von euch allen.
Die Schaltung sieht sinnvoll aus. Warum du nach wie vor nicht die 1.1V Aref des AVR nutzt, sondern die gestörten 5V, ist mir schleierhaft. Bloss weil du die Widerstandswerte am U2B nicht umrechnen kannst ? Weil dir ein OpAmp zum puffern von ARef zu teuer ist ? Wie du ein einfaches Relais (der Typennummer nach finde ich nur ein Omrom im Netz) direkt an einen uC-Ausgang anschliessen willst, zudem noch ohne Freilaufdiode, ist mir auch schleierhaft. Die 22p am 7805 sind zu klein, die 100uF wären unnötig wenn du die herstellerempfohlenen 100nF verwendet hättest, denn wenn die Spannung an 100nF nachgibt, regelt der 7805 schon nach, der 100uF ist also nutzlos. Die D2 ist auch nutzlos, weil 2 Bedingungen zussammenkommen müssten damit sie überhaupt notwendig wäre: Ein Verbraucher vor dem 7805 der mehr Strom zieht also die Schaltung nach dem 7805, und eine Spannung von über 7V am Ausgang des Spannungsreglers - bei einem 5V Regler eher unwahrscheinlich :-
Fhutdhb Ufzjjuz schrieb: > es sollen zwischen 250 und 1000 > Temperatursensoren ausgewertet werden, die in einem Kubikmeter > Rauminhalt platziert werden sollen. Reicht die 1-Wire Genauigkeit aus? Das dürfte einfacher sein.
MaWin schrieb: > Die Schaltung sieht sinnvoll aus. > > Warum du nach wie vor nicht die 1.1V Aref des AVR nutzt, sondern die > gestörten 5V, ist mir schleierhaft. Bloss weil du die Widerstandswerte > am U2B nicht umrechnen kannst ? Weil dir ein OpAmp zum puffern von ARef > zu teuer ist ? Fuer 1.1V ist mein Multimeter zu schlecht. 1,1 wuerde auch gehen, aber die erste Schaltung wird mit 5V arbeiten. Ein Vorteil ist die Unabhaengigkeit von speziellen uC, da die unterschiedliche AREF zur Verfuegung stellen. > > Wie du ein einfaches Relais (der Typennummer nach finde ich nur ein > Omrom im Netz) direkt an einen uC-Ausgang anschliessen willst, zudem > noch ohne Freilaufdiode, ist mir auch schleierhaft. http://www.reichelt.de/Print-Steckrelais/FTR-LYCA-005V/index.html Zieht bei 5V 34 mA. Moechte den Strom per PWM nach dem Schaltvorgang reduzieren. Hab ich hier irgendwo im Forum gelesen dass das gehen soll. Die Digitalpins sollten das schaffen. (Laut Datenblatt mehr als 20 mA, und insgesamt weniger als 100mA). Das mit der Freilaufdiode habe ich in der Tat vergessen. Die muss dran. Auch werde ich die NMOS Schaltung umsetzen (http://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern). Danke fuer den Hinweis. > > Die 22p am 7805 sind zu klein, die 100uF wären unnötig wenn du die > herstellerempfohlenen 100nF verwendet hättest, denn wenn die Spannung an > 100nF nachgibt, regelt der 7805 schon nach, der 100uF ist also nutzlos. Wollte 100nF. Danke fuer das Bemerken des Fehlers. > > Die D2 ist auch nutzlos, weil 2 Bedingungen zussammenkommen müssten > damit sie überhaupt notwendig wäre: Ein Verbraucher vor dem 7805 der > mehr Strom zieht also die Schaltung nach dem 7805, und eine Spannung von > über 7V am Ausgang des Spannungsreglers - bei einem 5V Regler eher > unwahrscheinlich :- In der Schaltung von Pitts-electronics-home.de sind Diode und 100uF drin, also habe ich das so nachgebaut. Vielleicht schmeiss ich die wieder raus. Ueber den 100uF ging es schon mal bei einer anderen Schaltung Beitrag "Re: L7905C regelt auf 7.6 V. Warum?" Da meinte jemand dass man den braucht. Ging allerdings um den 7905.
Ich würde gerne etwas mit lernen: Wie kompensiert sich der Leitungswiderstand der externen Pt100? Da immer nur ein Pt100 aktiv ist, hängen die anderen als Antenne am OP-Eingang. Sind in der Praxis stabile Werte zu erwarten?
Habe gerade testweise ein Relais an PWM angeschlossen (Steckbrett).
Masse --> Relais
|-> 1N4146
|-> 100uF Elko
Und dann anstatt VCC der PWM Port des Arduino (5V)
100ms PWM 100% -> 34 mA
dann 50% -> 7.8 mA (sagt jedenfalls mein Multimeter in DC Mode). Relais
bleibt geschaltet, kein Piepsen (Im Vergleich zu ohne Elko).
2 NMOS und 2 Wiederstaende nehmen aber auch nicht so viel Platz und
Geld, also gehe ich auf Nummer sicher. (siehe Neuen Schaltplan)
MaWin schrieb: > Warum du nach wie vor nicht die 1.1V Aref des AVR nutzt, sondern die > gestörten 5V, ist mir schleierhaft. Bloss weil du die Widerstandswerte > am U2B nicht umrechnen kannst ? Weil dir ein OpAmp zum puffern von ARef > zu teuer ist ? Wenn die 5V gestört sind, ist es meistens auch der Ausgang der Bandgap- Referenz, da diese mit hochfrequenten Störungen auch nicht gut umgehen kann. Man wird also so oder so nicht umhin kommen, die 5V-Versorgung zu reinigen. Das geht bei Mikrocontrollern mit getrennter Analogteilversor- gung (beim AVR heißt sie AVCC) ganz gut, da man bei dieser (wie auch von Atmel empfohlen) mittels eines RLC-Glieds aus dem Digitalteil kommende Störungen ausfiltern kann. Tut man dies, ist AVCC als Referenzspannung auch nicht schlechter als die Bandgap-Referenz, da niederfrequente Störungen in beiden Fällen durch das ratiometrische Messprinzip kaum in Erscheinung treten. Man müsste einmal nachmessen, ob AVCC als Referenzspannung nicht viel- leicht sogar besser ist als die Bandgap-Referenz, da sich bei letzterer wegen der geringeren Nutzsignalspannung hochfrequente Störungen um den Faktor 5V/1,1V stärker auswirken. Marek S. schrieb: > 2 NMOS und 2 Wiederstaende nehmen aber auch nicht so viel Platz und > Geld, also gehe ich auf Nummer sicher. (siehe Neuen Schaltplan) Das würde ich auf jeden Fall so machen. Auch wenn der Atmega die 34mA prinzipiell verkraftet, führen solche Kraftakte nur zu zusätzlichen Störungen. Und wenn ich dich richtig verstanden habe, möchtest du vielleicht auch einmal einen anderen Controller einsetzen: Marek S. schrieb: > Ein Vorteil ist die Unabhaengigkeit von speziellen uC, Nicht jeder kann die 34mA aufbringen.
> Wenn die 5V gestört sind, ist es meistens auch der Ausgang der Bandgap- > Referenz, da diese mit hochfrequenten Störungen auch nicht gut umgehen > kann. Nein, eben nicht, die ist im Schnitt 1000 mal stabiler und gut RC gefiltert.
Ich sehe hier http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc8161.pdf auf Seite 257/258, dass ein LC Netzwerk vorgeschlagen wird. Die 100nF habe ich bereits drin. Werde jetzt noch die 10 uH in den AVCC-Pfad legen. Gibt es als 8xxx SMD, also sehr klein. Auch plane ich Loetbruecken einzubauen, damit ich bei der fertigen Platine zwischen VCC und den internen 1.1V umschalten kann (natuerlich ist dann eine Neudimensionierung der Widerstaende noetig). @Dallas: Noch zum Kommentar betreffs "Antennenfunktion". Da die Messungen DC sind (Umschalten alles 250ms, Wartezeit vor dem ADC Wandeln) vermute ich dass die "Antennen" kein Problem darstellen werden. Praktische Erfahrung habe ich keine, hoffe aber diese bald zu haben.
>Noch zum Kommentar betreffs "Antennenfunktion". Da die Messungen DC sind >(Umschalten alles 250ms, Wartezeit vor dem ADC Wandeln) vermute ich dass >die "Antennen" kein Problem darstellen werden. >Praktische Erfahrung habe ich keine, hoffe aber diese bald zu haben. Ja, genau. Du sagst den HF-Störungen: "Hört mal, das ist eine DC-Messung hier, ja? Also bleibt mal schön, wo ihr seid!" Nein, so geht das natürlich nicht. Du mußt schon eine gewisse Mindestfilterung vorsehen, wenn das klappen soll. Und natürlich darfst du die Spannungsabfälle über den HF-Filtern nicht mitverstärken. Hast du geplant, mit geschirmten Leitungen zu arbeiten?
Gerade wenn man denkt man hat die Schaltung... ^^ :/ > Ja, genau. Du sagst den HF-Störungen: "Hört mal, das ist eine DC-Messung > hier, ja? Also bleibt mal schön, wo ihr seid!" > > Nein, so geht das natürlich nicht. Du mußt schon eine gewisse > Mindestfilterung vorsehen, wenn das klappen soll. Und natürlich darfst > du die Spannungsabfälle über den HF-Filtern nicht mitverstärken. > Was meinst Du mit HF-Filtern? Koennen Stoerungen nicht ueber ADC Mittelung (100x im ms Takt und dann Mittelwert) in Software hinreichend kompensiert werden? Ich hatte ja gesagt Aufloesung 0.25°C, Genauigkeit 1°C. > Hast du geplant, mit geschirmten Leitungen zu arbeiten? Nein. (Die 2 PT100 werden innerhalb eines geeerdeten Edelstahlgehaeuses betrieben.)
>Koennen Stoerungen nicht ueber ADC Mittelung (100x im ms Takt und dann >Mittelwert) in Software hinreichend kompensiert werden? Nein, leider nicht. HF-Störungen werden gerne an Unlinearitäten von Bauteilen (Sperrschichten) gleichgerichtet und erscheinen dann als undefinierte Offsetspannung im Signalweg. Übrigens: Die 74HC4052 sind zwar robust, aber gegen ESD sind auch die nicht immun. So ist es leider immer: Die reine Schaltungfunktion erfordert oft weit weniger Bauteile als die zusätzlichen EMV-Maßnahmen...
> und erscheinen dann als > undefinierte Offsetspannung im Signalweg. Da ein 100 und 150 Ohm Referenzwiderstand verbaut ist sollte Offset (vorausgesetzt er ist immer gleich) kein Problem darstellen. Das ist jedenfalls die Idee. Gibt es Massnahmen, die sich einfach umsetzen lassen, fuer diese Schaltung sinnvoll erscheinen, und auf jeden Fall eine Schaltung robuster gegen EMV machen? Oder ist es eine "ganz (Simulation, Testschaltung) oder gar nicht" Entscheidung?
>(vorausgesetzt er ist immer gleich) Das ist er eben nicht bei HF-Störungen. >Gibt es Massnahmen, die sich einfach umsetzen lassen, fuer diese >Schaltung sinnvoll erscheinen, und auf jeden Fall eine Schaltung >robuster gegen EMV machen? Auf jeden Fall gehört an jeden Eingang ein Cap von rund 10nF nach Masse. Dieser muß beim Umschalten vom 1mA Meßstrom natürlich vollständig umgeladen werden können. Also mußt du nach dem Umschalten eine gewisse Zeit warten, bevor du "mißt".
> Auf jeden Fall gehört an jeden Eingang ein Cap von rund 10nF nach Masse.
Du meinst an X und Y des 4052 jeweils nach Masse, also zwei
Kondensatoren?
Oder meinst Du X0..X3?
Marek, es gibt unzählige Schaltungen im WWW, die zwar auf dem Wohnzimmertisch wunderbar funktionieren aber nicht im rauhen Industriealltag. Dazu gehören fast alle Schaltungen, die die Gegenkopplung eines OPamps bis zu weit entfernten Sensoren schleifen. Diese Schaltungen sind aus verschiedenen Gründen nicht ausreichend entstörbar. Deswegen sieht man in robusten Industrieschaltungen immer die gleichen, erprobten Schaltungskonzepte. Wenn man ein solches Projekt beginnt, ist es daher oft sinnvoll, mit den EMV-Maßnahmen anzufangen und dann zu schauen, ob die geplante Meßschaltung damit überhaupt klar kommt.
>Du meinst an X und Y des 4052 jeweils nach Masse, also zwei >Kondensatoren? >Oder meinst Du X0..X3? Ich weiß garnicht, ob das überhaupt jetzt noch geht. Geht PT1B an den invertierenden Eingang von U2A? Dann geht dort kein Cap. Am Ausgang von U2A geht auch kein Cap.
> Ich weiß garnicht, ob das überhaupt jetzt noch geht. Geht PT1B an den > invertierenden Eingang von U2A? Ja > Dann geht dort kein Cap. Am Ausgang von U2A geht auch kein Cap. Dann wird die Schaltung so gebaut. Kommt in eine Kaffemaschine um Thermorelais abzuloesen. Wird schon schief gehen. ^^ Ich hab u.U. Zugang zu einem Agilent Noise Figure Analyzer und/oder Oszi. Vielleicht kann ich damit dann mal auf die Ein- und Ausgaenge schauen. Allerdings ist das dann wieder > auf dem Wohnzimmertisch.
>Dann wird die Schaltung so gebaut. Kommt in eine Kaffemaschine um >Thermorelais abzuloesen. Wird schon schief gehen. ^^ Viel Glück!
Marek S. schrieb: > Da die Messungen DC sind > (Umschalten alles 250ms, Wartezeit vor dem ADC Wandeln) vermute ich dass > die "Antennen" kein Problem darstellen werden. Ich meine den Summenpunkt Pin 2 an UA2. Die Leitungen der inaktiven Sensoren liegen offen bis zur Messtelle. Die Stabilität an der Stelle beeinflusst das Messergebnis enorm.
Alternative waere, diesen diesen Knoten ebenfalls durch einen Multiplexer zu ersetzen. Dann ist man in der Naehe dieser Schaltung Beitrag "Re: Temperaturmessschaltung möglichst genau?"
Habe die Schaltung fertig. Widerstaende ein wenig geaendert, damit ich mit 0805 E12 Widerstaenden auskomme (Reichelt). Strom durch die pt100 hat sich ein wenig geaendert, ist aber weiterhin im Rahmen. Jetzt geht es ans Layouten. Meine erste volle Schaltung...
Schau Dir nochmal folgendes an: JP1 und JP2, da ist JP2 irgendwie sinnlos FTDIreset über den 100n-C, was soll der machen? Kein Programmier-Interface über SPI? Wie programmierst Du das Teil? Die PT100-Eingänge auf den 4052 haben keine Schutzbeschaltung, das ist recht optimistisch. Der PT100-Verstärker sollte noch einen Tiefpass für Netzfrequenz-Einstreuung bekommen, entweder als R-C-Glied an Pin5 von U1B oder als Sallen-Key-Filter über U1B, kann man auch so layouten, dass man das wahlweise bestücken kann. Kein Anspruch auf Vollständigkeit. ;-)
Timm Thaler schrieb: > Schau Dir nochmal folgendes an: > > JP1 und JP2, da ist JP2 irgendwie sinnlos In der Diskussion ging es darum ob VCC oder AREF stabiler sind. Mit JP1/JP2 habe ich Loetbruecken, somit kann ich, nachdem die Platine hergestellt wurde, das noch aendern. Der verbundene Jumper wird mit einem Cutter durchgeschnitten. > > FTDIreset über den 100n-C, was soll der machen? > > Kein Programmier-Interface über SPI? Wie programmierst Du das Teil? Der Chip wird einen Arduino bootloader haben. Damit kann man FTDI benutzen um den Chip zu programmieren. Der 100n bewirkt, dass der Chip ueber FTDI resettet werden kann, und damit der Bootloader auf einkommende Kommunikation horcht. Erprobt und funktioniert. > > Die PT100-Eingänge auf den 4052 haben keine Schutzbeschaltung, das ist > recht optimistisch. Meinst Du Diode? > > Der PT100-Verstärker sollte noch einen Tiefpass für > Netzfrequenz-Einstreuung bekommen, entweder als R-C-Glied an Pin5 von > U1B oder als Sallen-Key-Filter über U1B, kann man auch so layouten, dass > man das wahlweise bestücken kann. R-C-Glied meinst Du wohl R im Pfad von U2(X) nach U1B(5) und C nach Masse? Wuerde 330 Ohm und 10 uF funktionieren? Wie saehe das mit einem Sallen-Key filter aus? > > Kein Anspruch auf Vollständigkeit. ;-) Freue mich ueber jeden Ratschlag.
Da es sich, wie wir jetzt wissen, um eine Kaffeemaschine handelt, würde ich das mit den PT100-Elementen nochmal überdenken und lieber PTCs einsetzen. Eine ausreichend genaue Schaltung findest du hier: http://www.sprut.de/electronic/temeratur/temp.htm http://www.sprut.de/electronic/pic/projekte/thermo/thermo.htm Auch nahmhafte Kaffeemaschinen verwenden PTCs.
Störi schrieb: > Da es sich, wie wir jetzt wissen, um eine Kaffeemaschine handelt, würde > ich das mit den PT100-Elementen nochmal überdenken und lieber PTCs > einsetzen. Auf die Gefahr hin dass, ich stur erscheine, bleibe ich bei der pt100 Loesung. Dafuer steckt fuer mich hier zu viel Zeit. Und ungenauer als PTC wirds nicht werden. Anbei die Schaltung mit einem Lowpass Filter am Verstaerker mit 50Hz cutoff. Ausserdem habe ich noch 100nF an die ADC-Versorgung gehaengt. Schaden wirds nicht. -> Layout
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