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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik KTY 81 110 an Mega


Autor: Hannes H (Gast)
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Guten Abend

ich möchte verschiedene Temperaturen erfassen. Nun, grundsätzlich:
Sinnvoll wäre es, den KTY sowie den Seriellenwiderstand nicht direkt an
5V zu betreiben, sondern einen Spannungsbereich zwischen ca. 0,7V und 3V
 zu nutzen. Muss ich einfach die Referenzspannung (also 3V), an der der
Spannungsteiler aus KTY und Widerstand liegt auf AREF (Mega8) legen?
Sehe ich das richtig? Wozu dient dann AVCC?

Habe im Datenblatt nachgesehen, muss aber gestehen, das mein Englisch
sehr schlecht ist.

Vielen Dank

Autor: Ratber (Gast)
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Is eigentlich ganz einfach.

Der AD-Wandler löst mit 8 oder 10 Bit auf (Je nach Controller.Auch
Wahlweise) und diese auflösung bezieht sich auf die Referenzspannung
die du ihm gibst.
Soweit dürfte dir das ja schon geläufig sein.

Zur Auswahl stehen meist 3 Optionen.

Interne Referenz (ca. 2.56V.)
Die ist aber bei vielen Controllermodellen nicht gerade als besonders
genau bekannt)

Aref:
Am angegebenen Portpin wird dan die Referenzspannung angelegt wobei man
aber tunlichst innerhalb der im Datenblatt angegebene Grenzen bleiben
sollte.

AVCC:
Das ist ganz einfach die Versorgungsspannung des Analogteils (Eben
AD-Wandler und Komparator).
Warum AVCC ?
Nun die Trennung von Analog und Digitalteil des Controllers macht darin
sinn das ein AD-Wandler nix taugt wenn die Stromversorgung total
(Digital) Verrauscht ist.
Deswegen "AVCC" und nicht einfach "VCC".

Für AVCC sollten ebenfalls die Angegebenen Grenzen eingehalten werden
aber das versteht sich ja auch von selbst.

In deinem Falle also die 3V über Aref einspeisen und schon Wandelt er
mit 10 Bit auf 3V (ca. 2.93mV/Digit)

Das die Analoge Versortgung und die Referenz sauber und Stabil sein
sollten erwähne ich jetzt nur mal so aus Sicherheit.



So,habe fertig :D

Autor: Hannes H (Gast)
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Hi

Die Referenzspannung und Versorgung bekomme ich sauber hin, wobei ich
AVCC direkt auf VCC lege.

Gruß

Autor: thkais (Gast)
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"Sauber" ist relativ. Mit einem billigen Oszi siehst Du die Spikes
nicht, mit einem Voltmeter bemerkst Du schon garnichts - aber sie sind
da... Relativ gut klappt es, wenn man 100nF an GND/VCC und nochmal
100nF an GND/AVCC direkt an den Pins hat.
Es gibt im Datenblatt eine Empfehlung, wie AVCC an VCC angeschlossen
werden sollte, habs momentan nicht mehr im Kopf.

Autor: Ralf P (Gast)
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Hallöchen.

Kann mir jemand erklären, wie ich den analogen Versorgungsteil effektiv
vom digitalen entkoppeln kann?

Danke schon mal für Eure Antworten.

Gruß an alle.

Autor: Ratber (Gast)
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Die Einfachste und schon relativ wirksame Methode ist getrennte Regler
zu nehmen.

Da der Analogteil ja eh kaum Leistung benötigt reicht da schon ein
79L05.

Dazu noch einige Blocker in Form von 100nF Kerko und eine Räumliche
trennung vom Rest.
Damit läast sich schon recht gut Arbeiten und der kleine Extraregler
kostet nur einige Cent.

Wer es auf die Spitze treiben will der kann natürlich den ganzen
bereich massiv mit abschirmungen versehen aber das halte ich nur für
nötig wenn die Ummgebungseinflüsse es verlangen.

Noch weiter gehts indem man einen Externen Wandler nimmt aber ich stopp
hier mal weils schon zu weit geht.

Für die Meisten Anwendungne reicht es wirklich die Spannungsversorgung
zu entkoppeln (2. Regler) und auch sonst an die Stabilisierung der
Schaltung zu denken.

Dazu gehöhrt auch das man den Digitalen Teil ebenfalls behandelt denn
Störungen die erst garnicht entstehen muß man hinterher nicht wieder
ausfiltern '-)

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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@ Rather,

78L05?

ansonsten Vcc 100 Ohm in Reihe und 100 nF nach Masse. Atmel sagt meiner
Meinung Vcc 100 µH in Reihe und dann 100 nF nach Masse.

MW

Autor: Ratber (Gast)
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@Michael


>78L05?


Die 100mA Variante im To-92 Gehäuse.
Kennste doch oder willst du auf was Anderes hinaus ?

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Ja aber nicht 79L05 , das geht in die Hose.

MW

Autor: Ratber (Gast)
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Ahhhh,soo.

Hab nur auf dein Zitat gesehen da wußte ich nicht was du wolltest.

Ja,klar.
Natürlich ein 78er.
War nen Tippfehler

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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@ Rather,

du bist in der Hardware wohl fit, wenn ich deine Postings so betrachte.
Aber bedenke folgendes: wenn du einem nicht so versierten Menschen mit
den 100mA suggerierst, dass das Bauteil geeignet ist für die Anwendung,
weise nicht auf den Strom sondern auf die Verlustleistung hin. Das Teil
kann bei einer Eingangsspannung von 20V nie und nimmer die 100mA. Die
Verlustleistung ist entscheidend. Nämlich sehr viel Leistung kann der
gute auch nicht verkraften.

Nur so nebenbei, wo ich doch zur Zeit so am Meckern bin.

MW

Autor: Ratber (Gast)
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Ja im Prinzip haste Recht nur würde diese besagte "nicht so versierten
Mensch" auch schnell mal sein Netzteil oder auch einen 1A Modell
(Stinknormalen 7805) schnell mal mit einer Halogenlampe zum Dimmen oder
nem größeren Elektromotor (Modellbau ?) überlasten.


Wenn also Hannes in diesem Konkreten Beispiel von dir wirklich ein 20V
Netzteil nimmt und ihm der 7805 ummmes Gehörn fliegt (Ja ich weiß.Er
hat ja nen Tempschutz.Nurmal so Bildlich eben) dann hat er was dabei
gelernt.
Eigentlich glaube ich aber nicht daran denn der Analogteil allein am
Controller verkonsumiert nicht soviel.
Gerademal einige mA bei Dauerwandlung.
das hält der 78L05 locker aus ,auch bei 20V am Eingang.


Um auf deinen Einwand zu kommen:

Wenn ich also jegliche DAU-Fehler (Sorry,aber ich muß dem Kind mal nen
Namen geben) berücksichtigen würde dann wäre entweder jeder Tip
Kilometerlang weil er jedesmal in einen kleinen Elektronikexkurs
ausartet oder ich dürfte garnicht mehr antworten weil ich ja keine 100
Prozentig wasserdichten Antworten geben kann.


Für meine Person habe ich da eine Grenze gezogen weil man sonst viel zu
schnell in eine endlose Geschichte gezogen wird.
Gerade Heute wo merklich viele unbedingt "was mit Controller" basteln
wollen.

Ich denke mal das Hannes schon fragen wird wenn er was nicht versteht.

Autor: Ratber (Gast)
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Zusatz:


@Michael

Was sollte ich also machen ?
Romane schreiben,schweigen oder einfach den mittelweg gehen ?

Deine Meinung würde mich interessieren .

Autor: Pete da Heat (Gast)
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@Ratber

Ich bin zwar nicht Michael, aber Du solltest weiterhin unbedingt beim
Mittelweg bleiben, denn ich finde Deine Postings (meistens) hilfreich.
Ich verstehen zwar nicht alles, aber für Deinen Kentnisstand gibst Du
dir trotzdem Mühe, auch Anfängern zu helfen, was man hier leider nur
von wenigen sagen kann.
Dass man nicht immer bei 0 anfangen kann ist natürlich klar.
Pete

Autor: Ratber (Gast)
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Yo,Danke.

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Ermessenssache.

Ich meinte darauf hinweisen zu müssen.

MW

Autor: Ratber (Gast)
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Yo,kein Problem.

Autor: Hannes H (Gast)
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So denn,

nun habe ich mich noch kurz mit der Thematik beschäftigt.

Nächste Frage. Ich habe mir einen Bereich von -40°C bis + 60°C
herausgesucht zu dem noch ein wenig die Spg. optimiert - bin jetzt bei
Aref 3,641V. Ergibt sich aus Berechnung Mindestwiderstand/1mA.

Auflösung ist somit auch klar. Jetzt habe ich nur noch ein Problem -
das ganze Teil ist nicht wirklich linear. Nun brauche ich nach meinem
Verständniss, eine Konstante, mit der ich Pi*Daumen den passenden Wert
rausbekomme. Ich habe im Datenblatt einen Wert Namens
"resistance-ratio" (Anhang Seite 3; 3-4 letzte Zeile in Tab.)
gefunden und mit dem mal die Reihe durchgerechnet / Es passt dann
eigentlich recht ganau. Aber kann ich des einfach so machen? Ich habe
mir eigentlich eine linearitätskonstante gewünscht...?!?

Autor: Ratber (Gast)
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Ach du meinst einfach zb. Temp=adc*x und gut ist ?

Nein so einfach ist das eben nicht.

Die einfachste Variante ist einen 2.7K Metallfilmwiderstand mit einem
Temperaturkoeffizenten von t=25 zu nutzen.
Dessen Temperaturkennlinie gleicht die Nichtlinearität des Kty
weitgehends erträglich aus.
Der Nachteil ist aber das der Widerstand immer die gleiche Temperatur
haben muß wie der Fühler damit das auch klappt.
Dh. in der Praxis das der Fühler damit wieder Dreipolig wird.


Die nächste Variante ist eine Schaltung mit Operationsverstärker die
die Linearisierung übernimmt und gleichzeitig den nutzbaren
Sapnnungsbereich am ausgang optimaler an den AD-Wandler anpasst (Also
annähernd 0-5V für den gewälten Temperaturbereich).
Aber auch hier muß dieser Verstärker die gleiche Temperatur wie der
Fühler haben.
Das wird bei Messtemperaturen unter ca. 5° dann Problemetisch wegen
Feuchtigkeit.

Eine adäquate Methode ist es Softwaremäßig auszugleichen.
Die Widerstandswerte für die jeweiligen Temperaturen stehen ja im
Datenblatt und mit bekanntem Vorwiderstand weiß man dann auch die
spannungen bei jeder Temperatur.
Trägt man zb. die Werte in 5° Schritten in eine Tabelle ein dann kann
man die fehlenden 4 Zwischengrade einfach Linear errechnen und hat so
eine recht genaue Auswertung (zgl.der Angegebenen Standardtolleranz
natürlich).
Die Merhode kostet aber mehr Rechenzeit und Platz für die Tabelle.


Ja und weil das einigen zuviel Arbeit ist nehmen sie einfach einen
1-Wire Sensor ala Dallas 18s20 (oder LM75 für I2C oder auch noch andere
für andere Schnittstellen) den man einfach nur auslesen muß.
Es entfallen alle Rechnungen weils Ergebnis schon in Grad Celsius
vorliegen.
Der Nachteil ist natürlich der Preis dieser Sensoren der irgendwo um
die 3.5 Euro losgeht.


Eine weitere Alternative möchte ich nicht unterschlagen.
Den LM35

Der 3 Polige Fühler bekommt einfach seine Versorgungsspannungund
liefert am Ausgang 10mV pro Grad Celsius.
Ist also Supereinfach auszulesen.
Das Modell "DZ" das vo 0-100° missst (Mit Negativer Versorgung auch
unter 0°) gibt es schon für 1.50€
Das Modell "CZ" Kann mit einfacher Versorgung auch -40 bis +110°
messen aber der kostet so um die 3.50€


Jetzt mußt du selber entscheiden was für dich in Frage kommt.

Autor: Hannes H (Gast)
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ICh denke, als nächstes versuche ich die 1-Wire Methode ;-)

Aber, nun möchte ich erstmal das ans laufen bekommen. Ich habe ein
wenig durch gerechnet, 2,5° Schritte - es passt erstaunlich genau im
Bereich -30 -> + 40°C - und das ist ja der Bereich, der abgedeckt
werden muss.

Vielen Dank, für deine ausführliche Antwort.

Autor: Hannes H (Gast)
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So - ich habe die Schaltung, wie im Anhang versucht.

Zuvor habe ich die AREF einfach auf VCC gebrückt -> da hat alles
Tadellos funktioniert. Nun möchte ich jedoch AREF mit 3,86V speisen -
um ein wenig genauer zu werden (lach - und das beim KTY) - und jetzt
zeigt mir mein µC ständig den MAX Wert an - egal, ob ich kalt oder warm
mach...

Da ist doch jetzt irgendwo der HUND begraben - oder ist es einfach
schon zu spät? Den C1 kann ich rausnehmen / keine Änderung zu sehen.

Vielleicht hat noch jemand einen Tipp für mich.

Autor: Ratber (Gast)
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Der plan is schon so ok bis auf einige Prinzipelle Schwächen.

Ich gehe mal davon aus das der ADC auch auf AREF steht.(Unbedingt
überprüfen.)

Vermutlich ist aber auch nur der 10K Trimmer etwas zu hochohmig für den
Aref oder du hast irgendwo nen Fehler drinn.(Trimmer defekt,Schaltfehler
usw.)
Überprüf das mal und versuch ggf. nen 1K Poti.

Ein Kondensator mit einigen nf am Aref wäre nicht schlecht um störungen
einwenig vorzubeugen.

Für den Trimmer würde ich nen Spindeltrimmer besserer ausführung nehmen
um etwas stabiler arbeiten zu können.
Normale Potis oder Drehtrimmer driften zu stsrk und du hättest nur ein
Schätzeisen.

Was mir sonst noch auffällt ist das du oben vom KTY81-110 Sprichst und
im Plan aber ein 220er angegeben ist.
Der 110er ist der 1K Typ und der 220er eben 2K

Autor: Hannes H (Gast)
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Was meinst Du damit, das der ADC auch auf AREF stehen soll?

Die Versorgung des ADC läuft normal über VCC - das sollte kein Problem
sein, denn Probleme treten erst auf, wenn AVCC kleiner AREF ist.

Ich versuche es später noch mit dem 1k Poti.

KTY 220 o. 110 - habe beide, und in diesem Fall einfach den 220
angegeben.

Gruß

Autor: thkais (Gast)
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Die Referenz des A/D-Wandlers kann verschiedene Quellen haben: AVCC,
2.56V oder extern per AREF.
Wird im Register ADMUX mit den Bits REFS1 und REFS0 eingestellt.

Autor: Hannes H (Gast)
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Jappp - Danke.

Das siebte BIT schalte ich auf NULL um externe Referenz zu wählen -
funktioniert aber auch nicht - auch nicht, wenn ich auf 1kOhm Poti
runter gehe.

Autor: Ratber (Gast)
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>Das siebte BIT schalte ich auf NULL um externe Referenz zu wählen

Folglich ist das andere Bit auf 1 ja ?.

Aref ist 00 für die Bits 6 und 7.

Mit 10 bekommste garnix.

Autor: ghost22 (Gast)
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Hab den alten beitrag zwar eben erst gelesen,
aber heute ne kurve des kty 81-110 aufgenommen.
er wurde zusammen mit nem referenzfuehler (PT100) im oelbad erwaermt.
kty und referenzfuehler waren dabei mechanisch verbunden.
die messwerte hab ich in excel als diagramm ausgewertet und mir
die trendlinie (lineare regression) ausgeben lassen. das sieht
verdammt linear aus ;-) jedenfalls folgt die messkurve recht genau der
referenz. fuer einfache anwendungen ist der kty sicher ganz brauchbar.

schoenen abend..




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