Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Temperaturmessung über 30m neben 380V-Leitungen


von Wolfgang K. (koksi)


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Hallo!

Folgender Aufbau:

AT-Mega8 mit 8MHz
Temperaturmessung mittels KTY81 mit 2000 Ohm

Leitung zwischen µC und Sensor:
Kabel: 2 Adern eines 18x1,5mm²-Kabels
Länge: 20m
Die anderen Adern werden verwendet für die Ansteuerung von Motoren (1kW, 
kein FU), sowie 230V, usw.

Der Aufbau steht und die Messung funktioniert mittels KTY81 in einem 
Spannungsteiler auch einwandfrei. Das Problem ist eben nur die Störung 
der anderen Leitungen in das Temperatursignal. Zur Zeit mache ich das 
so, dass ich einfach zehn Messwerte hernehme, den Durchschnitt ausrechne 
und ca. 38°C wegrechne. Damit bin ich dann relativ gut dabei.

Meine Frage nun dazu wäre: Gibt es eine bessere alternative Möglichkeit 
dafür? Dachte da entweder an 50Hz-Störfrequenzunterdrückung, wie es z.B. 
die Analog-Eingangskarten von Siemens machen, ein digitales Notch-Filter 
(falls der µC schnell genug ist) oder aber die Temperatur lokal messen 
und dann den Wert zum µC senden (die Frage ist nur welche 
Übertragungsart usw. wegen den vorhandenen Störungseinflüssen). Ein 
extra Kabel einziehen ist nicht möglich. Die Temperaturmessung muss auch 
nicht auf 0,1°C genau sein, +/- 1°C ist OK.

mfg
Wolfgang

: Verschoben durch Admin
von Frank K. (fchk)


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z.B. digitale Übertragung per RS232, LIN oder Current Loop

fchk

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Das einfachste wäre es, der Messleitung einen Tiefpass nachzuschalten, 
bestenfalls einen Kondensator ausreichender Kapazität. Ich denke mal, 
dass sich ein 1µF-Keramik- oder Folienkondensator direkt über die 
Messklemmen geschaltet schon mal gut macht. Die digitale Filterung 
erledigt dann den Rest.

von holger (Gast)


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>Zur Zeit mache ich das
>so, dass ich einfach zehn Messwerte hernehme, den Durchschnitt ausrechne

Wenn du deine Messungen exakt alle 2ms machst sollte
das schon ganz gut filtern.

von Carsten R. (kaffeetante)


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Das Problem besteht darin daß man sich üblicherweise erst überlegt wie 
man es angeht und dann baut. Da bei Dir die Verkabelung schon festgelegt 
ist, fallen viele der üblichen Möglichkeiten raus.

Selbst 1-Wire-Sensoren brauchen 3 Leitungen, da für die Stromversorgung 
noch Versorgungsspannung und Masse mitgeführt werden müssen. So fallen 
mir nur noch 4 Ansätze ein die möglich wären.

1: So wie Du es derzeit machst, werden mehrere Messungen durchgeführt 
und digital gefiltert.

2: Da sich Temperaturen nur vergleichsweise langsam ändern kommt ein 
Tiefpass zum Einsatz. Ein RC-Glied vor dem Analogeingang dämpft die 
Störungen und erzeugt einen Mittelwert.

3: Wenn eine Spannungsversorgung vor Ort möglich ist wird vor Ort 
gemessen und die beiden Leitungen dienen nur der digitalen 
Kommunikation. Da gibt es eine vielzahl von Bus-Systemen etc.

4: Eine Variante von 3. Man benutzt die beiden Leitungen zur 
Stromversorgung. Diese Stromversorgung ist strombegrenzt/nicht 
niederohmig, so das man mit einer geschalteten Last auf der Versorgung 
überlagert morsen kann. Dies findet man bei verschiedenen 
Hausbussystemen. Stichwort: EIB, KNX, E-Bus

von Rush (Gast)


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Die bessere Lösung, so meine Sicht, wäre ein eigenes, geschirmtes Kabel 
für den Messwiderstand, bspw. IY(St)Y 2x2x 0,8 oder 0,6 (Telefonkabel). 
Den Schirm auf der Controllerseite einseitig (!) auf Masse legen. Den 
KTY auf eines der Paare des Kabel legen (rot/schwarz oder gelb/weiss), 
d.h. immer ein verdrilltes Paar nehmen.
Die Leitungen des 18x1,5mm²-Kabels sind nicht störsicher, da es dort 
keine paarweise Verdrillung gibt.

100 nF Kerkos an allen Pins der Messleitung gegen Masse (GND) auf der 
Controllerseite und einen über die Pins des KTY.
Evt. noch eine antiparallel geschaltet Schottky-Diode am Eingang.

Dann sollte Ruhe einkehren.

von Carsten R. (kaffeetante)


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Wolfgang Kogler schrieb:
> Ein
> extra Kabel einziehen ist nicht möglich.

Die Möglichkeit ist aber leider ausgeschlossen worden.

von Philippe B. (philippe27)


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Also echt, möchte da jetzt nichts zum Aufbau sagen. Trotzdem muss ich 
einfach sagen das dein Aufbau eigentlich verboten ist und im 
Schadensfall kein Versicherungsschutz besteht.

Schwach- und Niederspannungen müssen nach NIN (Schweiz) bzw. VDE immer 
getrennt sein.

von .... (Gast)


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1-Wire geht schon, es ist ja gerade das Tolle das es nur 2 
Leitungen(Versorgung/Daten + Masse) braucht. ;)

von Carsten R. (kaffeetante)


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Ah shit, stimmt, mein Fehler. Das war nur die Masse. Ich hatte das 
verwechselt. So gesehen ist 1-Wire der vierten Möglichkeit zugeordnet. 
Asche auf mein Haupt.

von Frank K. (fchk)


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.... schrieb:
> 1-Wire geht schon, es ist ja gerade das Tolle das es nur 2
> Leitungen(Versorgung/Daten + Masse) braucht. ;)

aber wahrscheinlich nicht in der Umgebung bei der Länge

fchk

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

es geht durchaus mit 2 Drähten und 4..20mA - die lokale Messelektronik 
muss halt mit den 4mA Minimum auskommen, das ist ja kein Problem, und 
eine Stromschleife ist viel unempfindlicher gegen Störungen.

Gruss Reinhard

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Wenn ich länger darüber nachdenke, würde ich einen ATTiny13 mit dem KTY 
verheiraten. Dann würde ich dem ATTiny einen 100µF-Elko spendieren. 
weiterhin bekommt der ATTiny noch eine Diode und einen Transistor, der 
über einen Widerstand einen definierten Strom vor der Diode und dem Elko 
ziehen kann. Jetzt misst der Tiny die Spannung am KTY81, rechnet diese 
in einen Temperaturwert um und verbraucht dabei, sagen wir mal, 2mA. 
Wenn die Messung abgeschlossen ist, beginnt der Tiny damit, den 
Transistor anzusteuern und so beispielsweise 20mA-Pulse mit definierter 
Länge auszugeben (T1=0 / T1*2=1 / T1*4= Sync). Derweil stellt der Elko 
den Strom für den Tiny zur Verfügung. Am anderen Ende sitzt der Mega, 
der über einen Shunt die Stompulse als Spannungspulse messen und 
auswerten kann. Bei einer relativ langsamen Übertragung von vielleicht 1 
Bit pro 10 Millisekunden sollte das ganze recht störfest funktionieren.

Analoge Stromschleifen würden in diesem Anwendungsfall wahrschinlich zu 
viel Brumm aufnehmen, daher die digitale Variante.

von Sax76 (Gast)


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Philippe B. schrieb:
> Also echt, möchte da jetzt nichts zum Aufbau sagen. Trotzdem muss ich
> einfach sagen das dein Aufbau eigentlich verboten ist und im
> Schadensfall kein Versicherungsschutz besteht.
> Schwach- und Niederspannungen müssen nach NIN (Schweiz) bzw. VDE immer
> getrennt sein.

38 Worte und gut 95% davon nur dummes Zeug, Hochachtung!

von Wolfgang K. (koksi)


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Wie schon in dem ersten Post geschrieben ist ein extra Kabel leider 
nicht mehr möglich, da die Installation schon vor 3 Jahren gemacht wurde 
und das mit der Temperaturmessung erst vor ca. einem Jahr hinzugefügt 
wurde.

Da es bisher ja prinzipiell funktioniert hat, habe ich mir darum nicht 
wirklich Gedanken darüber gemacht. Erst als vor ein paar Tagen die 
Messung dieses Fühlers (ADC0) immer genau 2°C unter einer zweiten 
Temperatur-Messung (ADC1; nur kurze Leitungen und keine Störungen) lag, 
dachte ich über eventuelle Verbesserungen darüber nach. Problem war im 
Endeffekt, dass der ADC0 defekt war und komischerweise irgendwie danach 
mit dem ADC1 gekoppelt war. -> Neuer µC rein und funktioniert wieder.

Jetzt dachte ich, dass das eventuell durch die Störungen passiert ist 
(hohe Störimpulse beim Einschalten der Motoren). Dass mit dem Tiefpass 
hört sich meiner Meinung nach schon ganz gut an, da ich dafür nicht viel 
ändern muss.

Der KTY hängt in einem Spannungsteiler mit 5,4k gegen Vcc (2x 2,7k/1% in 
Reihe). Das einfachste wäre da dann parallel zum KTY (was dann auch 
parallel zum ADC-Eingang wäre), einfach einen Kondensator dazuschalten. 
Den könnte ich an die Anschlussklemmen des Kabels des KTY dazuhängen und 
es wäre keine Arbeit an der Platine selber nötig.

Wäre also für diesen Einsatzzweck ein 1µF-Keramik- oder 
Folienkondensator, wie Knut Ballhause bereits schrieb, dafür ein gute 
Lösung?

mfg
Wolfgang

von Der (Gast)


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von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Knut Ballhause schrieb:
> Wenn ich länger darüber nachdenke, würde ich einen ATTiny13 mit dem KTY
> verheiraten. Dann würde ich dem ATTiny einen 100µF-Elko spendieren.
> weiterhin bekommt der ATTiny noch eine Diode und einen Transistor, der
> über einen Widerstand einen definierten Strom vor der Diode und dem Elko
> ziehen kann.
Klingt nach einer Prima Idee. Die Spannung am Elko ändert sich in einer 
Millisekunde auch kaum:
du = I * dt / c = 3mA * 1ms / 100µF = 30 mV

Wenn man den Transistor einschaltet und die Versorgung aus dem Elko 
macht, während man den ADC benutzt, dann hat man auch keine externen 
Störungen auf der Versorgung, weil die Diode das sehr gut trennt.

von Wolfgang K. (koksi)


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Das mit dem Tiny von Knut Ballhause hört sich vom Prinzip her gut an, 
nur der Schaltungsaufbau ist mir noch nicht ganz klar. Eine Skizze wäre 
sehr interessant ;)

mfg

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Wolfgang Kogler schrieb:
> Das mit dem Tiny von Knut Ballhause hört sich vom Prinzip her gut an,
> nur der Schaltungsaufbau ist mir noch nicht ganz klar. Eine Skizze wäre
> sehr interessant ;)
1
 o---+----------->|-----+------o µC
2
 L   |  ___             |
3
 e   +-|___|-+          |
4
 i           |         ---
5
 t            \|       ---
6
 u             |--o µC  |
7
 n            <|        |
8
 g           |          |
9
 o-----------+----------+------o     (created with AACircuit)

von oszi40 (Gast)


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Stell Dir einfach vor der uC bekommt seine geglättete Spannung von dem 
Elko oder einem Akku und er "morst" irgendwas auf Deine lange Leitung.

1.Das Problem dabei ist nur, daß es immer noch die gleiche Leitung und 
die gleichen Störungen gibt. Die Kunst muß also darin bestehen, 
möglichst oft oder extrem langsam zu senden und die gesunden Werte zu 
erkennen. Prüfsumme?
2.Evtl. ist es möglich einen definierten Leitungsabschluss möglichst 
niederohmig zu machen?
3.Manchmal ist es einfacher die Ursache zu suchen, warum seit wenigen 
Tagen erst das Übel auftritt.

von Wolfgang K. (koksi)


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oszi40 schrieb:
> 3.Manchmal ist es einfacher die Ursache zu suchen

Da gebe ich dir vollkommen Recht nur in meinem Fall ist die Ursache 
bekannt und kann nicht eliminiert werden.
Die Störungen sind schon immer seit Anfang an da (wegen den 
Netzleitungen im gleichen Kabel), nur der ADC-Eingang ist mir jetzt erst 
vor ein paar Tagen, also nach einem Jahr einwandfreien Betrieb einfach 
abgeschmort. Ich dachte, dass er wegen den Störungen vielleicht etwas 
abbekommen hat und ich deswegen nach einer Lösung für jetzt bzw. 
Alternativen für die Zukunft suche.

mfg

von oszi40 (Gast)


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> nur der ADC-Eingang ist mir jetzt erst abgeraucht
Dann ist das ein sehr gutes Argument ein 2. Kabel zu ziehen!

Wahrscheinlich wirst Du sonst noch 100x Deine Teile wechseln wenn die 
Masse weg ist.

von Wolfgang K. (koksi)


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oszi40 schrieb:
> Dann ist das ein sehr gutes Argument ein 2. Kabel zu ziehen!

Wenn da noch irgendwie Platz dazu wäre, würde ich das machen, nur diese 
Leitung verläuft in der Erde in einem Panzerschlauch und der ist voll.

Wenn es immer so wäre, dass man beim Bau schon zu 100% weiß, was man in 
ein paar Jahren noch alles dazu macht, dann wäre das natürlich ideal. 
Aber so ist es leider in der Realität nicht und darum frage ich jetzt 
hier nach Lösungsvorschlägen, die in der jetzigen Situation realisierbar 
sind.

von oszi40 (Gast)


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Wahrscheinlich sind iregendwo Anschlüsse vergammelt oder eine Ratte hat 
am Kabel geknabbert? Da könnte man noch experimentieren...

von Frank K. (fchk)


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Wolfgang Kogler schrieb:

> Aber so ist es leider in der Realität nicht und darum frage ich jetzt
> hier nach Lösungsvorschlägen, die in der jetzigen Situation realisierbar
> sind.

Ich würde zur althergebrachten analogen 4-20mA Technik greifen. Da sich 
das nicht nach Privatvergnügen anhört, solltest Du einfach einen 
fertigen 4-20mA Temperatursensor kaufen sowie ggf eine passende 
Anzeigeeinheit und ein 24V-Netzteil. Das kostet dann zwar etwas, aber 
Deine Arbeitszeit kostet auch. Das ist Industriestandard, und wenn Du 
nach 4-20mA googelst, dann wirst Du haufenweise Anbieter finden.

Oder möchtest Du unbedingt basteln?

fchk

von Peter R. (pnu)


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Gleich beim Sensor eine Signalverarbeitung anbringen, die für die 
Signalübertragung störsichere Form hat.

Das Signal direkt am 1-wire-bus ist viel zu empfindlich. Auf der Leitung 
sind wuchtige Pegel gefragt, mit langsamer Datenrate.

Der Kontroller könnte dann z.B. über eine Stromschleife von 4...20mA 
versorgt, die Daten auf die Leitung geben.

Dazu eine Potentialtrennung nach VDE am Ende der Leitung: und schon ist 
auch die Lebensversicherung zufrieden.

PS: Was Frank K. sagt, hört sich für mich noch besser an.

von Wolfgang K. (koksi)


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Der AT-Mega ist ja bereits fix vorhanden auf einer Platine mit anderen 
Ausgängen für Motorventile, 4x20 LCD usw. Zusätzlich dazu ist dieser mit 
einem anderen µC (ebenfalls mit 4x20 LCD) über RS232 gekoppelt, um die 
Temperaturwerte und den aktuellen Status der Ventile an einer anderen 
Stelle auch anzuzeigen.
So nebenbei läuft diese RS232-Kommunikation auch über das gleiche 
18x1.5-Kabel ab, da diese ja auch später erst dazugekommen ist und 
eigentlich nie geplant war. Aber sie funktioniert einwandfrei mit 4 
int-Werten und 4 Bits übertragen ;-) (Geschwindigkeit ist natürlich 
nicht überragend).

D.h. das Messsystem selber steht schon fix (KTY81 mittels 
Spannungsteiler an ADC). Die Frage wäre jetzt nur, welche Kondensatoren 
/ Tiefpasskonfigurationen am Besten für meine Situation passen würden.

mfg

von Frank K. (fchk)


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Wolfgang Kogler schrieb:

> D.h. das Messsystem selber steht schon fix (KTY81 mittels
> Spannungsteiler an ADC). Die Frage wäre jetzt nur, welche Kondensatoren
> / Tiefpasskonfigurationen am Besten für meine Situation passen würden.

Das ganze ist aber offensichtlich Pfusch, denn bei einem vernünftigen 
Design hätte es keine Defekte und keine Messfehler gegeben.

Ein paar Kondensatoren machen höchstens aus schlechtem Pfusch guten 
Pfusch, aber kein sauberes Design. Es fehlt beispielsweise ein richtiger 
Überspannungsschutz.

Da war wohl kein Profi am Werk.

fchk

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Als Überspannungsschutz für den Mega würde ich vor dem Shunt (falls die 
Stromschleife oder die Tiny-Variante zum Einsatz kommt) eine 5V 
unidirektionale Suppressordiode verbauen. Die ist schnell und 
unterdrückt Störpulse wirksam.

@ Alexander Schmidt: Schöne Skizze! :-)

von Wolfgang K. (koksi)


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Frank K. schrieb:
> Da war wohl kein Profi am Werk.

Ich habe mich auch nie als Profi bezeichnet, eher als Hobby-Bastler, 
denn wenn ich ein Profi wäre, dann hätte ich ja nicht um Hilfe in diesem 
Forum gebeten. Aber anscheinend muss laut der Meinung mancher hier jeder 
nahezu ein Vollprofi sein...

von ... (Gast)


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Laien beraten Laien ... das liebe ich an diesem Forum!

von Frank K. (fchk)


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Wolfgang Kogler schrieb:
> Frank K. schrieb:
>> Da war wohl kein Profi am Werk.
>
> Ich habe mich auch nie als Profi bezeichnet, eher als Hobby-Bastler,
> denn wenn ich ein Profi wäre, dann hätte ich ja nicht um Hilfe in diesem
> Forum gebeten. Aber anscheinend muss laut der Meinung mancher hier jeder
> nahezu ein Vollprofi sein...

Nö. Er sollte nur den Willen haben, einer zu werden und Ratschläge 
anzunehmen.

Die aktuelle Lösung ist viel zu hochohmig - deswegen fängst Du Dir 
Störungen ein. Meine Empfehlung ist, auf 4-20mA-Technik umzusteigen, 
d.h. eine Stromschleife gespeist von einem 24-36V Netzteil, wo durch den 
Temperatursensor ein Strom von 4 bis 20mA eingeprägt wird. So, und warum 
4-20mA und nicht 0-20mA? Klar, von den 4mA "lebt" die Elektronik im 
Temperatursensor, und außerdem kannst und solltest Du Alarm auslösen, 
wenn der Strom auf 0mA sinkt, denn dann hast Du definitiv eine Störung, 
entweder Kabelbruch oder Fehler im Sensor.

Der Strom wird dann meinetwegen von Deinem AVR gemessen. Wie misst Du 
einen Strom? Klar, Spannungsabfall an einem Widerstand. An einem 200Ω 
Widerstand fallen bei 20mA 4V ab. Den ADC-Eingang schützt Du mit Dioden 
nach VCC und nach GND, damit der AVR keinesfalls mehr als VCC und 
weniger als GND (also negative Spannungen) abbekommt. Ein 
Strombegrenzungswiderstand zwischen Shunt und dem durch Dioden 
geschützten ADC-Eingang begrenzt den im Fehlerfall durch die Dioden 
fließende Strom. Im Normalfall fällt an diesem Widerstand praktisch 
keine Spannung ab, denn der Eingangsstrom in den ADC ist ja sehr gering.

Den Temperatursensor kannst Du auch selber bauen. Im Netz gibts genügend 
Schaltungen dafür. Von Analog Devices (AD420/421/694/..), Maxim und TI 
(XTR1xx) gibts fertige Bausteine zum Aufbau eines 4-20A Sensors. Das 
führst Du Dir mal zu Gemüte.

Viel Spaß beim Lernen.

fchk

von n.c. (Gast)


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Leider sind in jedem Forum immer wieder typen dabei, die nicht helfen 
wollen sondern nur dumm melden...

von Michael R. (mexman) Benutzerseite


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... schrieb:
> Laien beraten Laien ... das liebe ich an diesem Forum!

Ja, ich mach mir auch ins Hemd........

Statt zu fragen, ob ein Kondensator was verbessert waere de laengst 
angeklemmt.

Aber nicht vergessen.....bei Anklemmen von Kondensatoren erlischt die 
Betriebsgenehmigung und der TÜV konfisziert die Anlage!


Michael

von Wolfgang K. (koksi)


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Michael Roek schrieb:
> Statt zu fragen, ob ein Kondensator was verbessert waere de laengst
> angeklemmt.

Schwer möglich wenn man nur vorab einmal im Forum nachfragen wollte, 
weil man zur Zeit ein bisschen weiter weg ist (>10.000km).

@ fchk: Das war eine detaillierte Antwort und wird in meine zukünftigen 
Messschaltungen miteinfliessen. Vielen Dank dafür. Lernfähig bin ich 
meiner Meinung nach schon sehr (darum die Frage was ich in Zukunft 
besser machen könnte), nur da das jetzige System schon steht, wollte ich 
nur nachfragen, ob man daran etwas wenigstens ein bisschen verbessern 
kann. Dass es eine besch... Lösung ist, ist mir jetzt auch schon klar 
geworden.

von Michael R. (mexman) Benutzerseite


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Wolfgang Kogler schrieb:
> Schwer möglich wenn man nur vorab einmal im Forum nachfragen wollte,
> weil man zur Zeit ein bisschen weiter weg ist (>10.000km).

Bei mir sind die Standard-Entfernungen nur 500.....3000km, aber ich habe 
das Glueck, dass ich immer irgendjemanden finde, der mir das vor Ort mal 
anschliessen kann.



> kann. Dass es eine besch... Lösung ist, ist mir jetzt auch schon klar
> geworden.

So wuerde ich das nicht sehen.
Solche - wenn auch unprofessionell wirkenden - Loesungen werden in 
vielen Faellen benutzt, weil z.B. kein Zugriff auf die Kabeltrasse 
besteht, eine Öldichte Durchführung irgendwo sitzt etc.
Freie Adern müsen aber immer vorgehalten werden.

Eine Temperaturmessung mir 2kOhm Impedanz zu entstoeren ist trivial, 
weil kaum keine Stoerung im Milliherzbereich harmonisch auftritt (von 
der Erdrotation mal abgesehen)

Und wenn Du im Industriellen Bereich einen KTY so einsetzt, dann ist das 
okay, die kanst Du naemlich auch per SPS-Eingangskarte, wie Du 
beschrieben hast, auslesen. Was ich um die Ohren geschlagen bekäme ware 
der ATMEL, AVR, PIC oder was auch immer......das ist das absolute no-go 
(Schon alleine von der Ersatzteilversorgung!)




Gruss
Michael

von Alexander S. (esko) Benutzerseite



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Wolfgang Kogler schrieb:
> Die Frage wäre jetzt nur, welche Kondensatoren
> / Tiefpasskonfigurationen am Besten für meine Situation passen würden.

Für den Tiefpass gibts ein paar Möglichkeiten, im Schaltplan im Anhang 
sind drei.
1. L1 + C1
2. L1 + L2 + C1
3. R2 + C2

C1 und C2 sollten Folienkondensatoren sein, die Induktivitäten sollten 
einen geringen Widerstand haben (<5Ω).
Ich würde es so machen wie im Bild. Nebeneffekt von R2 ist der Schutz 
des ADC-Eingangs.

Der durch die Schaltung erzeugte Fehler beträgt ca. 1/4 °C und ist damit 
vernachlässigbar.


Wolfgang Kogler schrieb:
> extra Kabel einziehen ist nicht möglich. Die Temperaturmessung muss auch
> nicht auf 0,1°C genau sein, +/- 1°C ist OK.

Eine Genauigkeit von 1°C ist eh nicht schaffbar, weil ein KTY81 dazu 
viel zu schlecht ist. Schau mal ins Datenblatt, z.B. im verlinkten 
beträgt die Ungenauigkeit bei 100°C zwischen ±3,5°C für den Besten Typen 
und ±10°C für den schlechtesten Typen.

Eine Auflösung von ±1°C geht aber problemlos. Der Unterschied zwischen 
Auflösung und Genauigkeit ist im verlinkten Artikel erklärt.

von Wolfgang K. (koksi)


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Michael Roek schrieb:
> Bei mir sind die Standard-Entfernungen nur 500.....3000km, aber ich habe
> das Glueck, dass ich immer irgendjemanden finde, der mir das vor Ort mal
> anschliessen kann.

In meiner näheren Umgebung gibts da keinen, was aber auch kein Problem 
ist, da ich es ja selber probiere, wenn ich wieder zu Hause bin. Dachte 
nur, dass ich das theoretische Wissen darüber auch fernab derweil 
erwerben könnte.


@ Alexander:
Danke für deine Schaltungsskizze mit den dazugehörigen Werten!

Eine Frage:
Wie kommt man auf einen Wert von 10k bei R2? Dass dieser im Zusammenhang 
mit C2 eine Grenzfrequenz von 7,2Hz ergibt ist mir klar. Nur wie würde 
es sich  bezüglich der Störunterdrückung verhalten, wenn man z.B. den 
Widerstand nur 1k macht? (den Kondensator dazu natürlich auf 22µ). Gibt 
es da Vor- bzw. Nachteile, warum man 10k mit 2,2µ anstatt z.B. 1k mit 
22µ nimmt?

Ich benutze den KTY81 nur in einem Temperaturbereich zwischen +10°C und 
+40°C. Da hat er anscheinend eine Genauigkeit von ungefähr +/- 2°C. Das 
ist vollkommen akzeptabel für mich. Die Auflösung der Anzeige der 
Temperatur habe ich gerundet auf 1°C.

mfg

von Jens M. (Gast)


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Wolfgang Kogler schrieb:
> Die anderen Adern werden verwendet für die Ansteuerung von Motoren (1kW,
> kein FU), sowie 230V, usw.

Super Design ;-).

Da wirst du kaum was vernünftiges Messen/Filtern können. Als erstes 
würde ich versuchen die Messstrecke so niederohmig wie möglich zu 
machen. Die besagten 4-20mA sind da schon eine Hausnummer.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Wolfgang Kogler schrieb:
> Danke für deine Schaltungsskizze mit den dazugehörigen Werten!
Gerne.

> Wie kommt man auf einen Wert von 10k bei R2? Dass dieser im Zusammenhang
> mit C2 eine Grenzfrequenz von 7,2Hz ergibt ist mir klar. ...
> Gibt es da Vor- bzw. Nachteile, warum man 10k mit 2,2µ anstatt
> z.B. 1k mit 22µ nimmt?

Nachteile:
22µF Folienkondensatoren sind recht groß und schwerer beschaffbar. Der 
Strom durch den µC ist im Fehlerfall (z.B. 24V liegen an der 
Sensorleitung an) 10 Mal größer.

Vorteile:
Geringer Beeinflussung des Messsignals, durch den Leckstrom in den 
ADC-Eingang.


> Ich benutze den KTY81 nur in einem Temperaturbereich zwischen +10°C und
> +40°C. Da hat er anscheinend eine Genauigkeit von ungefähr +/- 2°C.
Wie linearisierst du den Sensorwert im µC?

Was für eine Temperatur ist das denn?

von Wolfgang K. (koksi)


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Jens Martin schrieb:
> Wolfgang Kogler schrieb:
>> Die anderen Adern werden verwendet für die Ansteuerung von Motoren (1kW,
>> kein FU), sowie 230V, usw.
>
> Super Design ;-).

Wie gesagt, war kein Design, sondern die einzige Möglichkeit.


Alexander Schmidt schrieb:
>> Wie kommt man auf einen Wert von 10k bei R2? Dass dieser im Zusammenhang
>> mit C2 eine Grenzfrequenz von 7,2Hz ergibt ist mir klar. ...
>> Gibt es da Vor- bzw. Nachteile, warum man 10k mit 2,2µ anstatt
>> z.B. 1k mit 22µ nimmt?
>
> Nachteile:
> 22µF Folienkondensatoren sind recht groß und schwerer beschaffbar. Der
> Strom durch den µC ist im Fehlerfall (z.B. 24V liegen an der
> Sensorleitung an) 10 Mal größer.
>
> Vorteile:
> Geringer Beeinflussung des Messsignals, durch den Leckstrom in den
> ADC-Eingang.

Also sind 10k aus praktischen Gründen ein Richtwert. Es könnten also 
genauso 22k oder etwas in diesem Bereich genommen werden. Nur halt nicht 
zu groß, damit der ADC noch richtig messen kann. Stimmt das so?


Alexander Schmidt schrieb:
> Was für eine Temperatur ist das denn?

Normale Aussentemperatur, aber nur in der Sommerzeit. Es geht dabei 
einfach nur um den Vergleich zwischen Aussen- und Innentemperatur und 
dass ich einen ungefähren Wert zum Ablesen habe.

mfg

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Wolfgang Kogler schrieb:
> Also sind 10k aus praktischen Gründen ein Richtwert. Es könnten also
> genauso 22k oder etwas in diesem Bereich genommen werden. Nur halt nicht
> zu groß, damit der ADC noch richtig messen kann. Stimmt das so?

Ja.

Was ich noch loswerden möchte:
Ich hab in der Schaltung oben L2 zusätzlich zu L1 eingebaut um 
Common-Mode Störungen zu dämpfen. Ob es sie hier gibt ist zwar unklar, 
aber sicher ist sicher.
Common-Mode wäre hier eine Störspannungsquelle zwischen der langen 
Leitung links und der Masse rechts liegt.

von Der Rächer der Transistormorde (Gast)


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Wolfgang Kogler schrieb:
> Ich benutze den KTY81 nur in einem Temperaturbereich zwischen +10°C und
> +40°C. Da hat er anscheinend eine Genauigkeit von ungefähr +/- 2°C

Dat Dingens ist aber static sensitive hat ab 1k Widerstand und die 20% 
Toleranz (@10°C) sind auch nicht so der Bringer.

Warum nimmst du nicht das was sich im industriellen Umfeld als "best 
practice" bewährt hat? PT100 z.B. Robust einfach gibt es bis 0,1% 
Toleranz etc. Da jagst du dann einfach ein bisschen mehr Strom durch so 
das die Störungen den nicht so schnell wegdrücken können und rechnest 
die Eigenerwärmung wieder raus?

Hast du eine Platinallergie ;-)?

von Der Rächer der Transistormorde (Gast)


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Alexander Schmidt schrieb:
> Ich hab in der Schaltung oben L2 zusätzlich zu L1 eingebaut um
> Common-Mode Störungen zu dämpfen. usw usf


Das sieht alles gut und richtig aus, hat aber den Nachteil das niemand 
wissen kann was da alles in welchen Frequenzbereichen wie und wo 
induziert und potentialdifferrenziert. Das kann in Bereichen liegen wo 
Signal und Störungen nicht unterscheidbar sind. Dann ist Essig mit jeder 
Filterung.

Motoren z.B. haben die Eigenschaft auch mal unter Last zu laufen. Auch 
noxh verschiedene. Was die zurückspeisen ist nicht vorhersehbar.

von Funkenfritz (Gast)


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eine ganz andere Überlegung:

Übertragung der Temperaturdaten über Trägerfrequenz.
Sowas wird überall für Steuerungszwecke auf Strakstromleitungen gemacht.
Man kann die Daten relativ leicht wieder ausfiltern.

mfg Funkenfritz

von Funkenfritz (Gast)


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oder gleich per Funkübertragung

siehe --> Forum: HF, Funk und Felder - Temperatur per Funk übertragen

mfg Funkenfritz

von Wolfgang K. (koksi)


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Der Rächer der Transistormorde schrieb:
> Hast du eine Platinallergie ;-)?

Was mich bei den Platinsensoren abgeschreckt hat, war der enorme 
Schaltungsaufwand dabei. Habe aber gesehen, dass es dafür schon fertige 
Auswerteschaltungen gibt 
(http://www.pollin.de/shop/dt/NTU4OTgxOTk-/Bausaetze_Module/Bausaetze/Bausatz_PT1000_Messwandler.html).


Die Temperaturfühler, die dann bei Pt100 für mich in Frage kommen würden 
bei gleicher Bauart wären dann:

http://www.amazon.de/Temperaturfühler-Kabelfühler-PT100-Silikon-2-Leiter/dp/B006TBY47O/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1373112251&sr=8-2&keywords=Pt+100

http://www.amazon.de/Rohranlegefühler-Anlegefühler-200°C-PT100-6-0m/dp/B006W9C9AM/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1373112295&sr=8-1&keywords=rohranlegef%C3%BChler+pt100

Ist es dann egal, dass diese nur einen 2-Leiter-Anschluss besitzen? 
(bezüglich Störungen, usw.) Habe gelesen, dass bei den Pt-Fühlern eine 
3- oder 4-Leiterauswertung besser wäre.

mfg

von Hans J. (step_up_mosfet)


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Du kannst doch in der unmittelbaren Nähe des Sensors einen kleinen 
Controller hinpacken und die analogen Signale in digitale umwandeln, 
dann stören die Störungen der 380V Leitung nicht mehr so sehr.

Du kannst aber auch ein einfaches geschirmtes Kabel nehmen, GND ist 
außen und der analoge Wert wird über die Mittelader übertragen.

von Der Rächer der Transistormorde (Gast)


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Wolfgang Kogler schrieb:
> Ist es dann egal, dass diese nur einen 2-Leiter-Anschluss besitzen?

Du hast doch sowieso nur 2 Leitungen.


> (bezüglich Störungen, usw.) Habe gelesen, dass bei den Pt-Fühlern eine
> 3- oder 4-Leiterauswertung besser wäre.

Bei deinen Anforderungen ist das akademisch. Es bringt auch weniger als 
nichts da auf den extra Leitern wieder die Störungen reinballern.


> Was mich bei den Platinsensoren abgeschreckt hat, war der enorme
> Schaltungsaufwand dabei. Habe aber gesehen, dass es dafür schon fertige
> Auswerteschaltungen gibt

Die Polin Bastelplatine kann 5V speisen. Ergo fließen bei 100 Ohm 10mA 
durch den PT100. Das sollte erstmal das gröbste killen. Die "Impedanz" 
wird Faktor 10 kleiner, was die Störungen wohl unter deine Toleranz 
drückt. Probieren geht über studieren, wichtig ist ne saubere 
galvanische Trennung der gesamten Schaltung zu allen! Massen. Sonst 
fließen wieder Ausgleichsströme die du mit nix auf der Welt wegbekommst.

von Frank K. (fchk)


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Wolfgang Kogler schrieb:
> Der Rächer der Transistormorde schrieb:
>> Hast du eine Platinallergie ;-)?
>
> Was mich bei den Platinsensoren abgeschreckt hat, war der enorme
> Schaltungsaufwand dabei.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/xtr105.pdf

Schau auf Seite 7.

fchk

von Sebastian W. (sebastian_w29)


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Du hast 230V (oder 380V) an der Stelle, wo die Temperatur zu messen ist? 
Dann würde ich dort einen Attiny über ein Netzteil versorgen, die 
Temperatur vor Ort wie auch immer messen 
(http://www.mikrocontroller.net/articles/Temperatursensor, z.B. 
DS18B20), und dann über die vorhandenen zwei Leitungen und einen 
Optokoppler (als Stromschleife und zur galvanischen Trennung) die 
Temperatur digital an den Atmega melden.

Wenn ein Netzteil schon zu groß ist dann geht vielleicht die Schaltung 
aus http://www.atmel.com/Images/doc2566.pdf Figure 2 (Low-Cost, 
Transformerless Power Supply), aber dann bitte die dortigen 
Sicherheitshinweise beachten!

Wenn keine Spannungsversorgung vor Ort möglich ist, dann bau doch so 
etwas wie die S0-Schnittstelle 
(http://de.wikipedia.org/wiki/S0-Schnittstelle), und versorg dabei einen 
Attiny vor Ort parasitär wie von Alexander vorgeschlagen. Auch hier 
sollte der Atmega wieder über einen Optokoppler angebunden werden, siehe 
Schaltungsaufbau in der Wikipedia.

HTH

LG, Sebastian

von Wolfgang K. (koksi)


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Danke an alle für die Hinweise und Tipps! Werde diese bei meiner 
jetzigen Schaltung, sowie den zukünftigen Schaltungen berücksichtigen 
und gleich anders (besser) planen.

Für die jetzige Schaltung werde ich es mit dem normalen Tiefpass 
probieren. Ist zwar eine "Pfusch-Lösung", habe aber zur Zeit nicht mehr 
Zeit zur Verfügung, um eine bessere Lösung dafür zu bauen. Wenn das 
reicht, dass der ADC des µC nicht mehr abschmiert, dann soll das derweil 
für mich reichen. Aber wie gesagt, in Zukunft werde ich eure Ratschläge 
befolgen und es besser machen bzw. vorher sicherheitshalber nochmal 
nachfragen ob es so passt.

Thx & mfg
Wolfgang

von Wolfgang K. (koksi)


Angehängte Dateien:

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Habe mich ein bisschen umgesehen wegen bereits fertiger Lösungen und 
dabei folgende Messschaltung gefunden:

http://www.ebay.at/itm/Ausenfuhler-aktiv-0-10V-Messumformer-0-C-100-C-Pt100-Temperaturfuler-/320803473745?pt=Mess_Pr%C3%83%C2%BCftechnik&hash=item4ab1608951

Datenblatt als Anhang:
16-32V Betriebsspannung
Der Ausgang wäre umschaltbar von 0-10V auf 4-20mA-Betrieb.
Linearisiert das Ausgangssignal mit Hilfe eines Polynoms dritter Ordnung
Max. Bürde 200 Ohm (im Datenblatt steht komischerweise 200W)

Was haltet ihr von diesem Teil? Wäre das eine saubere Lösung für die 
Messung mittels eines Pt100 bzw. würde es reichen für meinen 
Anwendungsfall?
Das wäre der Billigste, den ich gefunden habe, wo ich mir denke, dass er 
schon etwas besseres ist. Alle anderen sind über 50€.

mfg

von Frank K. (fchk)


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Da wird wohl die Schaltung drauf sein, auf die ich Dich in meinem 
letzten Posting hingewiesen habe. Du kannst Dir aussuchen, ob Du das 
selber aufbaust oder kaufst.

Wobei Deine Zeit wohl nichts zu kosten scheint - ansonsten hättest Du 
schon längst zu einem Kaufteil gegriffen.

fchk

von Nosnibor (Gast)


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Wolfgang Kogler schrieb:
> Max. Bürde 200 Ohm (im Datenblatt steht komischerweise 200W)

Ein beliebter "Druckfehler" der PC-Ära vor Unicode: irgendwo auf dem Weg 
von der Textverarbeitung zum PDF ist der Font mit dem Omega drin 
verlorengegangen (oder die Anweisung, ihn zu benutzen). Wenn das unter 
Windows passiert, wird das Omega durch W ersetzt, beim Mac durch Z.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Nosnibor schrieb:
>> Max. Bürde 200 Ohm (im Datenblatt steht komischerweise 200W)
> Ein beliebter "Druckfehler" der PC-Ära vor Unicode: irgendwo auf dem Weg
> von der Textverarbeitung zum PDF ist der Font mit dem Omega drin
> verlorengegangen (oder die Anweisung, ihn zu benutzen).

Soweit ich weiß, war es schon lange vor der PC-Ära gängig, statt dem 
Omega ein großes W zu verwenden. Mit Unicode dürfte das wenig zu tun 
haben.

von Wolfgang K. (koksi)


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Frank K. schrieb:
> Da wird wohl die Schaltung drauf sein, auf die ich Dich in meinem
> letzten Posting hingewiesen habe.

Ich nehme das dann mal als Bestätigung, dass diese Schaltung kein 
Bastelzeug ist, sondern schon etwas professioneller ist und auch ohne 
Probleme bei mir dann funktioniert ;)

mfg

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