Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Temperaturvergleicher OK?


von Matze (Gast)


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Hallo,

Habe eine einfache Schaltung zum Vergleich von Termeraturen entworfen.
Sie soll nichts anderes tun, als zu Blinken z.b. 0,1Sec/Sec wenn die 
eine Temperatur größer der der anderen ist.
Dies soll mir genauer signalisieren wann meine Fenster an heißen 
Sommertagen zu öffnen sind.

Als Temperaturfühler sollen "Normale" NTC-Widerstände zum einsatz 
kommen.
Controller könnte z.b. ein Attiny13 sein, dieser soll sparsam mit 32KHz 
laufen und batteriebetrieben sein.
Die Temperatur kann über den internen Komparator verglichen werden, wenn 
gemessen wird. Dass reicht alle 5Minuten.

Über den Jumper kann noch etwas eingestellt werden.

Was haltet ihr davon?

von Michael B. (laberkopp)


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Matze schrieb:
> Was haltet ihr davon?

Abblockkondensatoren am uC sind nicht so dein Ding, hä.

Für 3.3V muss es über 470R schon eine LED mit geringer Flussspannung 
sein.

von Matze (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Abblockkondensatoren am uC sind nicht so dein Ding, hä.

Ja, hab mir überlegt ob die hier wirklich "notwendig" sind, aber das 
Teil soll ja fast immer nichts machen und nur selten mal 2mA aufnehmen.

Bei einer grünen LED die 2V / 2mA braucht passen 470Ohm.

von Sudo (Gast)


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Matze schrieb:
> Ja, hab mir überlegt ob die hier wirklich "notwendig" sind, aber das
> Teil soll ja fast immer nichts machen und nur selten mal 2mA aufnehmen.

Ja,  da jede Schaltflanke deinen uC zum Absturz bringen könnte,  kannst 
du so nicht argumentieren. Außerdem warum so kompliziert hätte es ein 
Komperator nicht auch getan?

von Bernd (Gast)


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Sudo schrieb:
> Matze schrieb:
>> Ja, hab mir überlegt ob die hier wirklich "notwendig" sind, aber das
>> Teil soll ja fast immer nichts machen und nur selten mal 2mA aufnehmen.
>
> Ja,  da jede Schaltflanke deinen uC zum Absturz bringen könnte,  kannst
> du so nicht argumentieren.

Einen kleinen 100 nF bekommt er noch unter den Baustein gelötet. Also 
kein Beinbruch.

> Außerdem warum so kompliziert hätte es ein Komperator nicht auch getan?

Interessante Aufgabe: Zwei NTC soll so ausgewertet werden, dass eine LED 
blinkt, wenn R-NTC1 kleiner R-NTC2 ist. Ein Komparator plus zwei 
Transistoren würde gehen.

von Carl D. (jcw2)


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Der Tiny13 braucht (geschickt programmiert) zwischen 2 Meßzyklen keine 
4μA. "Spezialbausteine", die nur vergleichen liegen min 10 mal höher. 
Ok, die melden sofort kalt und nicht erst in 5 Minuten ;-)

von Matze (Gast)


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So, habe nun 100nF drin.

Danke für den Tip, und die Kommentare.

von Bernd (Gast)


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> Der Tiny13 braucht (geschickt programmiert) zwischen 2 Meßzyklen keine
> 4μA.

Dass der ATTiny13 nur 4 µA aufnimmt kann ich nicht bestätigen.

> "Spezialbausteine", die nur vergleichen liegen min 10 mal höher.

Bestimmt nicht: Der MAX391 nimmt typisch 2,5 µA (max 3,2 µA) auf.

von hinz (Gast)


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Matze schrieb:
> So, habe nun 100nF drin.

Und jetzt noch den Kurzschluss raus...

von Carl D. (jcw2)


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> Bestimmt nicht: Der MAX391 nimmt typisch 2,5 µA (max 3,2 µA) auf.

Zitat Maxim: "MAX391/MAX392/MAX393 are precision, quad, 
single-pole/single-throw (SPST) analog switches"

Sparsame vielleicht. Nur die vergleichen nichts!

Falls es MAX931 sein sollte, ja der braucht wenig, nur kann der nicht 
die NTC's nur alle 5 min mal kurz einschalten, die werden dann 
dauerversorgt und man braucht keinen Ultra-Löw-Power-Komparator mehr.

von Harald W. (wilhelms)


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Bernd schrieb:

> Interessante Aufgabe: Zwei NTC soll so ausgewertet werden, dass eine LED
> blinkt, wenn R-NTC1 kleiner R-NTC2 ist. Ein Komparator plus zwei
> Transistoren würde gehen.

Das Problem ist, das die Temperatur/Widerstandskurven von beiden
NTCs nicht übereinstimmen werden. Mit einem µC könnte man zwei
unterschiedliche Temperatur/Widerstandskurven abspeichern und
verwalten.

von Peter D. (peda)


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Matze schrieb:
> Dies soll mir genauer signalisieren wann meine Fenster an heißen
> Sommertagen zu öffnen sind.

Das Problem ist, mit dem Außensensor wirklich die Luft zu messen und 
nicht die aufgeheizte Wand.

Wenn ich lüfte, sinkt die Innentemperatur, auch wenn der Außensensor 
einen Wert darüber anzeigt.

von Bernd (Gast)


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Carl D. schrieb:

Zahlendreher, wie du schon festgestellt hast.

> Falls es MAX931 sein sollte, ja der braucht wenig, nur kann der nicht
> die NTC's nur alle 5 min mal kurz einschalten, die werden dann
> dauerversorgt und man braucht keinen Ultra-Löw-Power-Komparator mehr.


Wer wird denn so kleinlich sein? Einen Transistor oder zwei dazu und 
eine Schaltung wird's im Nu.

von Holger L. (max5v)


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Ich sehe dabei übrigens noch ein Problem: Die Sonne.
Wenn einer der Sensoren gerade von der Sonne angeschienen wird wird es 
Probleme geben. Das könnte man aber mit einem Differenz Temperatur 
Sensor umgehen. Ein Sensor kommt in eine schwarze Hülle, einer in eine 
weiße. Durch die unterschiedlichen Messwerte kann man Rückschlüsse auf 
die Sonneneinstrahlung ziehen. Mit ein wenig herum rechnen eventuell auf 
eine Lufttemperatur.
Von einem NTC würde ich eher abraten da diese meines Wissens nach nicht 
linear sind, ein DS18B20 oder ähnliche Typen sind wesentlich einfacher 
zu handhaben.

von Michael B. (laberkopp)


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Harald W. schrieb:
> Das Problem ist, das die Temperatur/Widerstandskurven von beiden
> NTCs nicht übereinstimmen werden.

Häh ?

Dann kauf' halt nicht zwei unterschiedliche.

von Harald W. (wilhelms)


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Michael B. schrieb:

> Harald W. schrieb:
>> Das Problem ist, das die Temperatur/Widerstandskurven von beiden
>> NTCs nicht übereinstimmen werden.
>
> Häh ?
>
> Dann kauf' halt nicht zwei unterschiedliche.

Dann versuch mal, zwei genau gleiche zu kaufen.
Bei Standard-NTCs dürften Temperaturunterschiede
von ca. 5° bei gleichem Widerstandswert normal
sein. Man könnte vielleicht NTCs nehmen, wie sie
für Fieberthermometer angeboten werden.

Theoretisch wäre das die richtige Aufgabe für
Thermoelemente. Thermoelement nach draussen
hängen, Kaltlötstelle drinnen, und schon misst
man unmittelbar die Differenztemperatur.
Allerdings sind Messverstärker für Spannungen
im µV-Bereich auch nicht ganz simpel.

von Bernd (Gast)


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> Theoretisch wäre das die richtige Aufgabe für Thermoelemente.

Oder zwei Dioden (z. B. 1N4148) als Messfühler.

von Amateur (Gast)


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Frage an Radio Eriwan:

Welche Widerstände?

Die einzigen Kandidaten hierfür wären R2 und R3.
Schaltungsmäßig ist das aber ein Witz.

von Carl D. (jcw2)


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Bernd schrieb:
> Einen Transistor oder zwei dazu und
> eine Schaltung wird's im Nu.

Also so ein programmierbarer Transistor mit Timer um alle 5 min 
aufzuwachen und die eigentliche Meßschaltung einzuschalten?

Bernd schrieb:
>> Der Tiny13 braucht (geschickt programmiert) zwischen 2 Meßzyklen keine
>> 4μA.
>
> Dass der ATTiny13 nur 4 µA aufnimmt kann ich nicht bestätigen.

Den Zusatz in Klammern beachten!
Im PowerDown mit Watchdog sagt DB: max. <4µA. Alle 5s weckt der WD auf 
und nach wenigen Takten (um auf 60 zu zählen) mit 128khz und <40µA 
Verbrauch schläft er weiter. Alle 5min dann ein Meßzyklus auch mit 
128khz, <40µA für den µC und <200µA für den ADC:
1
60*5000ms    4µA 
2
60*   1ms   40µA
3
 1* 100ms  240µA
4
im Mittel:   5µA  (auf angefangene µA aufgerundet, eigentlich 4,1µA)
Wenn's dann blinkt, dann braucht die LED natürlich auch was, aber das 
wäre ja wohl auch mit Komparator der Fall.

von Matze (Gast)


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hinz schrieb:
> Und jetzt noch den Kurzschluss raus...

ja, wenn du mir sagst wo der ist?

Carl D. schrieb:
> Zitat Maxim: "MAX391/MAX392/MAX393 are precision, quad,
> single-pole/single-throw (SPST) analog switches"

Wie geil, wusste nicht das es so enorm sparsame OPs gibt.

Harald W. schrieb:
> Das Problem ist, das die Temperatur/Widerstandskurven von beiden
> NTCs nicht übereinstimmen werden. Mit einem µC könnte man zwei
> unterschiedliche Temperatur/Widerstandskurven abspeichern und
> verwalten.

Ja dass ginge, ich kann aber wohl keine Temperaturkurve fahren, insofern 
würde ich einen "Ausgleichswert" bei gleicher Temperatur beider Sensoren 
festlegen.

Holger L. schrieb:
> Von einem NTC würde ich eher abraten da diese meines Wissens nach nicht
> linear sind, ein DS18B20 oder ähnliche Typen sind wesentlich einfacher
> zu handhaben.

Der DS1820 hätte das Sonnenproblem auch, aber dafür wird wird sich schon 
eine Lösung finden lassen.

Harald W. schrieb:
> Kaltlötstelle drinnen

Was ist eine Kaltlötstelle?
Gibt die eine Referenzspannung?

Bernd schrieb:
> Oder zwei Dioden (z. B. 1N4148) als Messfühler.

Das müssten Transistoren dank Verstärkung noch besser können.
Oder?


Ja der Attiny 13 ist echt schön Sparsam, habe hier einen in als Würfel 
mit 3V Batterieversorgung. Während er Schläft braucht er um die 100nA, 
wach arbeitend @32KHz warens etwa 30uA, wenn das Würfeln beendet ist und 
nur noch der interne Timer 30Sec lang das Ergebniss anzeigt etwa 3uA.

von MaWin (Gast)


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Matze schrieb:
> Ja der Attiny 13 ist echt schön Sparsam, habe hier einen in als Würfel
> mit 3V Batterieversorgung. Während er Schläft braucht er um die 100nA,
> wach arbeitend @32KHz warens etwa 30uA, wenn das Würfeln beendet ist und
> nur noch der interne Timer 30Sec lang das Ergebniss anzeigt etwa 3uA.

Wo hast du denn die LCD Würfelaugen her, selbstgemacht ?

http://fluessigkristalle.com/selbstbau.htm

von Harald W. (wilhelms)


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Matze schrieb:

>> Kaltlötstelle drinnen
>
> Was ist eine Kaltlötstelle?
> Gibt die eine Referenzspannung?

Nein, eine Referenztemperatur.

>> Oder zwei Dioden (z. B. 1N4148) als Messfühler.
>
> Das müssten Transistoren dank Verstärkung noch besser können.
> Oder?

Nein, nur ungenauer.

von hinz (Gast)


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Matze schrieb:
> hinz schrieb:
>> Und jetzt noch den Kurzschluss raus...
>
> ja, wenn du mir sagst wo der ist?

Direkt unter dem uC.

von Michael B. (laberkopp)


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Harald W. schrieb:
> Bei Standard-NTCs dürften Temperaturunterschiede
> von ca. 5° bei gleichem Widerstandswert normal
> sein.

Nö. Widerstandswerttoleranzen von 1%, 2% und 5% sind bei Mess-NTC heute 
normal,
und dank der steilen Kennlinie muss der Wert um 2%-4% abweichen um 1 
GradC Fehlmessung zu bekommen.

Genauigkeiten von 0.5 GradC sind also gar nicht zu ungewöhnlich, und 
selbst in äusseren Bereichen bleibt es besser als 2 GradC.

Sagt Epcos/TDK/Vishay.

von Matze (Gast)


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MaWin schrieb:
> Wo hast du denn die LCD Würfelaugen her, selbstgemacht ?

Ne, die Werte sind ohne LEDs gemessen.
Ist aber sehr toll dass man die selber bauen kann.

Harald W. schrieb:
> Nein, nur ungenauer.

Warum ungenauer?
Diode:
Id=Is*(E^(Ud/Ut)-1)

Transistor
Ic=Is*E^(Ube/Ut)*(1+Uce/Ua)

Somit müsste der Transistor besser geeignet sein. (Steiler)

hinz schrieb:
> Direkt unter dem uC.

Ja, das stimmt...

Michael B. schrieb:
> Nö. Widerstandswerttoleranzen von 1%, 2% und 5% sind bei Mess-NTC heute
> normal,

Ja das sind sie wohl, jedenfalls scheinen 1 oder 2% kein 
beschaffungstechnisches Problem zu sein.

von Matze (Gast)


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Habe das Layout noch etwa kompakter gemacht, Ich denke das passt dann.

Vielen Dank :)

von hinz (Gast)


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Matze schrieb:
> Habe das Layout noch etwa kompakter gemacht, Ich denke das passt
> dann.

Nö, der Entkopplungskondensator wirkt so verschlimmbessernd, der muss so 
kurz wie möglich an den uC.

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