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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik NTC Thermostat auf TC k-Typ umbauen


Autor: Heinz L. (luli)
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Hallo Gemeinde,

habe hier ein digitales Thermostat das mit einem NTC Themeratursensor 
arbeitet und von -50 bis +110 Grad anzeigt.

Mir ist schon klar das der NTC durch Widerstandsänderung bei Wärmezufuhr 
die Ausgangsspannung (müssten max. 5V sein) ändert und somit der 
Prozessor die Temperatur mittels Display anzeigt.

Soweit so gut.

Meine 2 Fragen an Euch wäre:

1. Kann ich mittels einer vorgeschalteten Schaltung mit einer daran 
angeschlossen Thermocouple K-Type (max. 1000 Grad) mit diesem Thermostat 
betreiben und einigermaßen korrekte Temperaturen ablesen? (ist ein 
3-digit Display, wobei man ja es so ablesen könnte: 100 Grad bei 
NTC-Anzeige wären 1000 Grad bei k-Typ-Anzeige).

2. Wie müsste diese vorgeschaltete Schaltung am 2-Pin NTC Anschluss 
aussehen?


Mir ist ebenfalls klar das die Thermocouple eine Spannung (10mV/C) 
liefert.

Wie ich das aber am NTC-Eingang des Thermostat anschließen kann ist mir 
ein Rätsel.

Kann jemand mit einer Schaltung helfen?

Gruß Heinz

: Verschoben durch Moderator
Autor: Achim S. (Gast)
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Heinz L. schrieb:
> Wie ich das aber am NTC-Eingang des Thermostat anschließen kann ist mir
> ein Rätsel.

Das hängt leider stark davon ab, wie deine bestehende Schaltung den NTC 
auswertet. Wenn es einfach über einen Spannungseiler geschieht, bei dem 
der NTC mit einem Ende an GND hängt, wäre es "relativ" einfach: dann 
kannst du statt des NTCs wahrscheinlich eine temperaturabhängige 
Spannung einprägen, die dem Spannungsabfall am NTC im Teiler bei der 
entsprechenden Temperatur entspricht.

Wenn der NTC anders verschaltet ist, dann musst du anders rangehen. In 
jedem Fall dürfte es eine aufwändige und rechenintensive Angelegenheit 
werden, die mit der Analyse des vorhandenen Thermostats beginnt. Am Ende 
steht wahrscheinlich die Erkenntnis, dass es einfacher, preiswerter und 
zuverlässiger wäre, den Thermostat zu wechseln.

Heinz L. schrieb:
> Mir ist ebenfalls klar das die Thermocouple eine Spannung (10mV/C)
> liefert.

Ja: Thermoelemente liefern Spannungen. Aber nicht 10mV/C sondern eher so 
was wie 0,041mV/K. Nur mit passender Nachbearbeitung kann man sowas wie 
10V/°C draus machen.

Autor: Achim S. (Gast)
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Achim S. schrieb:
> Nur mit passender Nachbearbeitung kann man sowas wie
> 10V/°C draus machen.

Autsch: natürlich "sowas wie 10mV/°C draus machen."

Autor: Heinz L. (luli)
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ja Richtig, das mit dem 10mV/C ist "nachbearbeitet", mein Fehler.

Wie das NTC-Thermostat das Signal intern weiter bearbeitet weis ich 
leider nicht.

Anderer Ansatz:

Ich habe einen Controller der 0-5V für die Thermocouple ausgibt, wobei 
5V -> 1250C und 0V -> 0C entsprechen.

Kann ich das irgendwie am NTC-Eingang meines Thermostates verwenden? Der 
NTC-Eingang arbeitet ja auch mit 0-5V, natürlich Widerstandsabhängig am 
NTC selbst je nach Temperatur die der NTC erfährt.

Wie?

Danke

: Bearbeitet durch User
Autor: Achim S. (Gast)
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Heinz L. schrieb:
> Wie das NTC-Thermostat das Signal intern weiter bearbeitet weis ich
> leider nicht.

Dann musst du es halt rausfinden. Erste wichtige Frage wäre: hat ein 
Ende des NTC das selbe Potential wie die Masse des Thermostats? Das 
würde deine Chancen schon mal ziemlich verbessertn.

Danach gehts weiter mit: welche Spannung liegt am NTC bei welcher 
Temperatur an?

Du schreibst:

Heinz L. schrieb:
> Der
> NTC-Eingang arbeitet ja auch mit 0-5V, natürlich Widerstandsabhängig

aber du bräuchtest nicht nur die Endwerte (0-5V) sondern die konkrete 
Kennlinie. Zumindest mal mit ein paar Werten nachgemessen, dann kann man 
sich die Zwischenwerte ggf. berechnen.

Und dann musst du ggf. die Spannung deines Thermoelementverstärkers so 
umrechnen, dass sie der NTC-Kennlinie entsprechen. Mit weniger Aufwand 
dürfte es kaum zu machen sein.

Autor: Heinz L. (luli)
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Ok, das mit den div. Temperaturen und der Spannung kann ich prüfen und 
dann hier nochmals schreiben.

Wie meinst du das genau, mit:
"hat ein Ende des NTC das selbe Potential wie die Masse des Thermostat"?

wie kann ichs prüfen?

Autor: Hp M. (nachtmix)
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Hol dir doch einfach einen neuen Controller z.B.: diesen: 
Ebay-Artikel Nr. 112096065382

Autor: Heinz L. (luli)
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Hp M. schrieb:
> Hol dir doch einfach einen neuen Controller z.B.: diesen:
> 
Ebay-Artikel Nr. 112096065382

ja danke, aber ich würde das gerne wie oben beschrieben versuchen

Autor: das Einhorn (Gast)
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Also Du baust einen Messverstaerker, der die 40uV/K in die 10mV/K 
Versterkt und wandelt das mit einem ADC in einem Controller. Dann 
rechnest du die zugehoerige Temperatur aus, und die spannung, die am NTC 
ausgegeben wuerde. Diese Spannung wird dann ber DAC Ausgegeben. Ich 
denke ein neues Thermoelement Messgeraet zu kaufen waere einfacher, 
guenstiger, schneller erledigt.

Autor: Heinz L. (luli)
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Hallo,

sonst noch jemand einen Tip wie ich meine Eingangsfrage mit "klassischen 
analogen Bausteinen" umsetzen kann?

Vielen Dank für die Hilfe

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Heinz L. schrieb:
> sonst noch jemand einen Tip wie ich meine Eingangsfrage mit "klassischen
> analogen Bausteinen" umsetzen kann?

Das hängt zuerst einmal von der Schaltung des bereits vorhandenen 
Thermometers ab, bzw. davon, wie der NTC angeschlossen ist. Wenn das 
Thermometer an einem Eingang eine vom NTC abhängige Spannung erwartet, 
ist es möglich, mittels Operationverstärker und ein bisschen Rechnen vom 
Thermoelement auf diese Spannung zu kommen.

Schlechter sieht es aus, wenn das Thermometer intern den Widerstand des 
NTC misst und man da von aussen nicht rankommt. Also mach doch mal ein 
paar Fotos von dem Thermometer, auf dem man die Schaltung sehen kann, 
vllt. hilft uns das ja weiter.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

ich könnte ja jetzt gemein sein: geeigneten Fotowiderstand statt des NTC 
ran.
Kleinen µC, der eine geeignete Lichtquelle abhängig von seiner 
Sensorspannung ansteuert.
Passende Kalibrierdaten als Tabelle im µC hinterlegen.

Man könnte vermutlich auch einen S-FET als gestuerten Widerstand 
verwenden.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Heinz L. (luli)
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Matthias S. schrieb:
> Heinz L. schrieb:
>> sonst noch jemand einen Tip wie ich meine Eingangsfrage mit "klassischen
>> analogen Bausteinen" umsetzen kann?
>
> Das hängt zuerst einmal von der Schaltung des bereits vorhandenen
> Thermometers ab, bzw. davon, wie der NTC angeschlossen ist. Wenn das
> Thermometer an einem Eingang eine vom NTC abhängige Spannung erwartet,
> ist es möglich, mittels Operationverstärker und ein bisschen Rechnen vom
> Thermoelement auf diese Spannung zu kommen.
>
> Schlechter sieht es aus, wenn das Thermometer intern den Widerstand des
> NTC misst und man da von aussen nicht rankommt. Also mach doch mal ein
> paar Fotos von dem Thermometer, auf dem man die Schaltung sehen kann,
> vllt. hilft uns das ja weiter.

anbei Bild vom Thermostat

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Heinz L. schrieb:

> sonst noch jemand einen Tip wie ich meine Eingangsfrage mit "klassischen
> analogen Bausteinen" umsetzen kann?

Das würde eine doppelte Umformung bedeuten: Zuerst Thermoelement
auf linearen Spannungsausgang. Dafür gibts zum Glück Standard-ICs.
Dann Linearsignal auf unlinear umformen. Dafür kann man eine
Approximation einer gebogenen Kennlinie auf eine Kennlinie mit
mehreren geraden Abständen machen. Da gibts Schaltbeispiele z.B.
zur Dreieck-Sinus-Umformung. Leider sind solche Schaltungen
fehlerbehaftet. Innerhalb des Reglers wird wieder von gekrümmter
auf gerade Kennlinie umgeformt, was neue Fehler ergibt. Alles
im Allen, eine sehr unsichere Lösung. Ein neuer fertiger Regler
mit Thermoelementeingang wäre jedenfalls einfacher, genauer und
billiger.

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Heinz L. schrieb:
> anbei Bild vom Thermostat

Ja schön, das ist eine unscharfe Kopie von irgendeinem Internet 
Bildchen. Damit ist nicht so viel anzufangen. Das einzige ist ein 
Mikrocontroller mit drumherum.
Dann miss doch mal wenigstens am vorhandenen Thermometer an den beiden 
NTC Anschlüssen gegen Masse die Spannung gegen die Temperatur 
aufgetragen. Es wäre auch schön, wenn in den Unterlagen der Anschluss 
daneben erwähnt würde, das sieht mir nach Brückensensor aus.

Autor: Heinz L. (luli)
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Matthias S. schrieb:
> Heinz L. schrieb:
>> anbei Bild vom Thermostat
>
> Ja schön, das ist eine unscharfe Kopie von irgendeinem Internet
> Bildchen. Damit ist nicht so viel anzufangen. Das einzige ist ein
> Mikrocontroller mit drumherum.
> Dann miss doch mal wenigstens am vorhandenen Thermometer an den beiden
> NTC Anschlüssen gegen Masse die Spannung gegen die Temperatur
> aufgetragen. Es wäre auch schön, wenn in den Unterlagen der Anschluss
> daneben erwähnt würde, das sieht mir nach Brückensensor aus.


sag mir bitte was du genau sehen willst, ich mache dann Fotos davon. Der 
Anschluss neben dem NTC, hat keine Funktion, ist glaube ich um den 
Prozessor zu programmieren.

Ja, das mit dem messen der beiden NTC-Anschlüsse (Volt/angezeigte 
Temperatur) mache ich morgen

: Bearbeitet durch User
Autor: Hp M. (nachtmix)
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Matthias S. schrieb:
> Wenn das
> Thermometer an einem Eingang eine vom NTC abhängige Spannung erwartet,
> ist es möglich, mittels Operationverstärker und ein bisschen Rechnen vom
> Thermoelement auf diese Spannung zu kommen.

Rechnen allein reicht nicht.
Den NTC braucht er trotzdem, wenn er nicht eine mit Eiswasser 
thermostatisierte Vergleichstelle bereitstellen will.

Autor: Arc Net (arc)
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Hp M. schrieb:
> Matthias S. schrieb:
>> Wenn das
>> Thermometer an einem Eingang eine vom NTC abhängige Spannung erwartet,
>> ist es möglich, mittels Operationverstärker und ein bisschen Rechnen vom
>> Thermoelement auf diese Spannung zu kommen.
>
> Rechnen allein reicht nicht.
> Den NTC braucht er trotzdem, wenn er nicht eine mit Eiswasser
> thermostatisierte Vergleichstelle bereitstellen will.

Sowas gibt's schon fertig... AD8495, der "rechnet" die 
Kaltstellentemperatur (0°C - 50°C in diesem Fall) um und gibt 5 mV/K 
aus.
Der Klassiker wäre der AD595

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Arc N. schrieb:

> Sowas gibt's schon fertig... AD8495, der "rechnet" die
> Kaltstellentemperatur (0°C - 50°C in diesem Fall) um und gibt 5 mV/K
> aus.
> Der Klassiker wäre der AD595

Bleibt immmer noch die Erzeugung der krummen Kennlinie des NTC.

Autor: Heinz L. (luli)
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Hallo Leute,

mal ne Frage:

Der NTC wird ja mit 0-5V versorgt und gibt je nach 
Temperatur/Widerstandsänderung den Wert zurück der dann am Thermostat 
angezeigt wird.

Kann ich denn da nicht einfach einen Widerstand am NTC anbringen der 
dann einfach den Wert verschiebt?

Also bisher ist es so:

100 Grad -> ca. 0V
-50 Grad -> ca. 5V

ich hätte gerne:

1000 Grad -> ca. 0V


Kann ich da nicht einfach einen Widerstand in die NTC-Leitung in Reihe 
einsetzten der das verschiebt?

Klar die Displayanzeige würde eh nur maximal 100 anzeigen, was dann eben 
1000 Grad entsprechend würde und NICHT 100 Grad.

Lassen wir außen vor das der NTC ja nicht 1000 Grad aushalten würde, das 
ist mir schon klar.

Mir geht es hier nur um die technische/elektronische Lösung!

vielen Dank für eure Hilfe

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Heinz L. schrieb:

> Kann ich da nicht einfach einen Widerstand in die NTC-Leitung in Reihe
> einsetzten der das verschiebt?

Liest Du  egentlich auch die Antworten, die man Dir gibt?
Es gibt keine einfachen Lösungen für Dein Problem.
Die einfachste Lösung wäre der Kauf eines neuen Thermostaten,
passend zu Deinem Fühler.

Autor: MaWin (Gast)
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Heinz L. schrieb:
> Der NTC wird ja mit 0-5V versorgt und gibt je nach
> Temperatur/Widerstandsänderung den Wert zurück der dann am Thermostat
> angezeigt wird. Also bisher ist es so:
> 100 Grad -> ca. 0V
> -50 Grad -> ca. 5V

Wohl eher nicht.

Heinz L. schrieb:
> Mir geht es hier nur um die technische/elektronische Lösung!
        Temp-A/D      uC      el.Poti   
        +------+   +------+   +-----+   +-----------+
   +----|      |---|      |   |     |   |           |
   |    |      |   |      |---| MAX |---|   dein    |
K-Type  |AD8495|---|ATTiny|SPI|5481 |   | digitaler |
   |    |      |   |      |---|     |-R-| Thermostat|
   +----|      |---|      |   |     |   |           |
        +------+   +------+   +-----+   +-----------+
                     |  |                   |  |
                   Batterie            Stromversorgung
Natürlich sind auch andere Bauteile möglich, z.B. ein uC der
direkt den K-Typ Sensor auswerten kann, wie 
http://www.ti.com/lit/an/slaa216/slaa216.pdf
und man beachte die hohe Toleranz und ppm Temperaturabhängigkeit der 
üblichen elektronischen Potis.

Autor: Heinz L. (luli)
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Was würde denn passieren wenn ich einen Widerstand in die NTC-Leitung 
einsetze?

es würde sich doch was ändern.

@MaWin:

so wie ich es oben beschreibe, habe ich es aber gemessen:

100 Grad sind ca. 0V
-50 Grad sind ca. 5V

gemessen an den zwei NTC Anschlüssen an der Platine.

: Bearbeitet durch User
Autor: Test (Gast)
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Das ist ein Thermostat, den man für 10€ aus China bekommt. Ich hab genau 
so einen. Der ist nun mal für NTC ausgelegt, gebaut und programmiert. 
Dran rumbasteln ist möglich, aber nur um des Bastelns selbst!

Ich habe auch einen dem oben verlinkten Regler ähnlichen für K-Typ 
Sensoren und der funktioniert wunderbar als Controller für einen 
Rohrofen bis 800°C.

Es geht schneller so einen aus China zu bestellen, als den vorhandenen 
umbzubauen. Besonders in anbetracht der gezeigten Expertise bezüglich 
Thermoelementen, NTCs und deren Auswertung. Kannste ruhig glauben...

Autor: Heinz L. (luli)
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Test schrieb:
> Das ist ein Thermostat, den man für 10€ aus China bekommt. Ich hab genau
> so einen. Der ist nun mal für NTC ausgelegt, gebaut und programmiert.
> Dran rumbasteln ist möglich, aber nur um des Bastelns selbst!
>
> Ich habe auch einen dem oben verlinkten Regler ähnlichen für K-Typ
> Sensoren und der funktioniert wunderbar als Controller für einen
> Rohrofen bis 800°C.
>
> Es geht schneller so einen aus China zu bestellen, als den vorhandenen
> umbzubauen. Besonders in anbetracht der gezeigten Expertise bezüglich
> Thermoelementen, NTCs und deren Auswertung. Kannste ruhig glauben...


hast du einen Link für deinen Controller? Danke

das Thermostat hat halt diverse Funktionen, (Alarm, minimum/maximum 
Alarm, Relais) welche ich bisher für einen K-Typ nicht gefunden habe. 
Schon garnicht in dieser einfachen und für mich idealen Bauform

Autor: MaWin (Gast)
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Heinz L. schrieb:
> das Thermostat hat halt diverse Funktionen, (Alarm, minimum/maximum
> Alarm, Relais) welche ich bisher für einen K-Typ nicht gefunden habe.

Hä ?
Ebay-Artikel Nr. 231093669137

(und wer bis 1000 GradC messen will:)
Ebay-Artikel Nr. 251929501715

> Schon garnicht in dieser einfachen und für mich idealen Bauform

Du meinst ohne Netzteil und Gehäuse aber trotzdem teuer ?

Autor: Heinz L. (luli)
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MaWin schrieb:
> Heinz L. schrieb:
>> das Thermostat hat halt diverse Funktionen, (Alarm, minimum/maximum
>> Alarm, Relais) welche ich bisher für einen K-Typ nicht gefunden habe.
>
> Hä ?
> 
Ebay-Artikel Nr. 231093669137
>
> (und wer bis 1000 GradC messen will:)
> 
Ebay-Artikel Nr. 251929501715
>
>> Schon garnicht in dieser einfachen und für mich idealen Bauform
>
> Du meinst ohne Netzteil und Gehäuse aber trotzdem teuer ?

Danke MaWin.

Aber irgendwie ist das alles nix

Ich hätte halt gerne mein Thermostat verwendet.

Autor: Test (Gast)
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Genau so einen Sestos-Regler hab ich. Und dazu ein 40A Solid State 
Relais, da hab ich aber nicht das günstige aus China genommen, sondern 
das teure aus DE...

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Heinz L. schrieb:

> Ich hätte halt gerne mein Thermostat verwendet.

Das ist so ähnlich, als wenn Du ein Dieselauto plötzlich mit Benzin
betreiben willst. Es geht zwar theoretisch, aber ob das Sinn macht?

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