ATtiny841 onboard Temperatur auslesen

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

ich bekomme bei einer Raumtemp. von ca. 22°C einen Wert von -1°C zurück, 
was ja nicht sein kann, auch wenn es unkalibriert ist. LSB wäre 274.
Der ATtiny841 läuft mit internen 8MHz.
Ist an meinen beiden Funktionen irgendwas falsch?

void set_onboard_Temp_Measurement()
{
  ADMUXA  = (1<<MUX3)|(1<<MUX2);    // enable Temp.Sensor
  ADMUXB  = (1<<REFS0);      // set 1,1V Reference
  ADCSRA  = (1<<ADPS2)|(1<<ADPS1);  // set Prescaler 64 (125kHz)
  ADCSRA |= (1<<ADEN);      // enable ADC
}


int16_t read_onboard_Temp()
{
  uint8_t low = 0;
  int16_t temp = 0;
  
  ADCSRA |= (1<<ADSC);    // Start A/D Wandlung
  while(ADCSRA & (1<<ADSC));  // warten auf fertige Wandlung
  low = ADCL;      // ADCL vor ADCH auslesen
  temp = (ADCH << 8) | low;
  return temp;        
}

angezeigt bekomme ich

ADCL 18
ADCH 1
ADC  274
Temp 274

[Stefan F. (Gast)]

Nach den Ändern des Multiplexers oder der Referenzsspannung liefert die 
erste Messung häufig einen falschen Wert. Verwerfe das erste Ergebnis 
und messe dann nochmal.

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

die Ausgabe ist nicht der erste Messwert, vielleicht der 10., auf jeden 
Fall älter als 5. Ich lasse die gezeigten Werte aller 5sec. ausgeben.

[S. Landolt (Gast)]

> was ja nicht sein kann, auch wenn es unkalibriert ist
Wo kann man das nachlesen? Ich habe eine Weile im Datenblatt gesucht, 
finde aber nur vage Angaben, keine Grenzwerte.

[Stefan F. (Gast)]

Im Datenblatt steht, dass die Typische Genauigkeit 10% sei. Wenn wir 
jetzt man zu deinem Wert 274 10% addieren, haben wir 304 was mehr als 
25°C entspricht.

Es könnte also durchaus sein, dass es sich um einen normalen Messfehler 
im Rahmen des Datenblattes handelt. Zumindest dann, wenn sich die 10% 
auf den messwert udn nicht auf die Temperatur in °C bezieht.

[S. Landolt (Gast)]

"Typically" - was heißt das? Ich kenne den ATtiny841 nicht, muss man die 
'Calibration data for temperature sensor'-Werte aus der 'Device 
Signature Imprint Table' selbst einrechnen?

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

in meinem Datenblatt von 5/2014, Kapitel 16.12, Seite 143 steht

The measured voltage has a linear relationship to the temperature as described in Table 16-2 The sensitivity is 
approximately 1 LSB / °C and the accuracy depends on the method of user calibration. Typically, the measurement 
accuracy after a single temperature calibration is ±10°C, assuming calibration at room temperature. Better accuracies 
are achieved by using two temperature points for calibration.

das interpretiere ich so, dass er ab Werk auf +/- 10°C genau ist.
Mein Messwert sollte sich demnach zwischen 12 und 32°C bewegen.
So denke ich das jedenfalls. Wenn ich nun -2°C erhalte, müsste noch 
irgendwas faul sein.

[S. Landolt (Gast)]

Das habe ich auch gelesen, verstehe es aber anders.

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

kann folgendes sein?

- die Temperaturmessung geht ohne Kalibrierung erstmal nachdem Mond
- man muss ihn mit Offset usw. kalibrieren
- danach geht er auf +/- 10°C genau, weil 1LSB = 1°C entspricht
- +/- 10°C restliche Ungenauigkeit deshalb, weil die 1,1V Ref. auch nur 
10% genau ist.

Kann man das so interpretieren?

[Karl M. (Gast)]

Hallo Veit,

ich lese das Datenblatt so, wenn man eine 1 Punkt Abgleich macht, dann 
sind +-10% Genauigkeit möglich.

Ein 1 Punkt Abgleich, bedeutet die absolute Temperatur mit einem 
geeichten Messgerät erfassen und dies mit dem ADC Messwert der µC 
Temperaturmessung gleichsetzen.

Ein 2 Punkt Abgleich {x0,x1} läuft entsprechend über zwei Referenzwerte 
die zwei ADC Messwerten {y0,y1} zugeordnet werden.
Daraus wird dann eine Geradengleichung abgeleitet:

f(x) = m * a(x) + n

a(x):= (x - x0)
m:= (y1 - y0) / (x1 - x0)
n:= y0

[S. Landolt (Gast)]

Weiß nicht.
 Vielleicht mal diese 'calibration data' einrechnen und schauen, was 
heraus kommt.

[Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)]

Veit D. schrieb:
> das interpretiere ich so, dass er ab Werk auf +/- 10°C genau ist.
> Mein Messwert sollte sich demnach zwischen 12 und 32°C bewegen.

 Ja, sehe ich auch so, deswegen habe ich meine erste Antwort gelöscht.


> So denke ich das jedenfalls. Wenn ich nun -2°C erhalte, müsste noch
> irgendwas faul sein.

 Muss nicht unbedingt sein.
 Habe keinen Tiny841 hier, aber:
 5 M328P zeigen zwischen 21.75 und 22.50 C.
 4 Tiny85 zeigen von 21.60 bis 22 C.
 Die einzelnen Messungen schwanken um +/- 0.05 C

 Temperatur ist 22.5 C.

 Offset habe ich abgezogen, habe ich irgendwann mal aufgeschrieben.


 Probiere es mal so:

int16_t read_onboard_Temp()
{
  uint8_t low = 0;
  int16_t temp = -252;   /* Das ist dein Offset */
  
  ADCSRA |= (1<<ADSC);    // Start A/D Wandlung
  while(ADCSRA & (1<<ADSC));  // warten auf fertige Wandlung
  low = ADCL;      // ADCL vor ADCH auslesen
  temp += ((ADCH << 8) | low);
  return temp;        
}

 Und dann mit bekannten Temperaturen probieren.
 Wahrscheinlich klappt es.

Veit D. schrieb:
> Kann man das so interpretieren?

 Ja, deswegen rechnest du mit einem Offset, in deinem Fall -252.

 P.S.
 Ich rechne mit Float und summiere die Messungen.

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

kalibrieren kann ich immer noch und werde ich noch machen. Danke für die 
Hinweise diesbezüglich. Ich wollte erstmal das Grundübel verstehen, 
warum das so weit weg ist.

Was ist 'calibration data'? Habe ich das im Datenblatt überlesen?

@ Marc, verstehe ich gerade nicht wirklich, ich meine mit Offset ist das 
ja nun keine Kunst den Wert hinzubiegen. Das hätte ich dann am Ende mit 
kalibrieren gemacht.

[S. Landolt (Gast)]

> Was ist 'calibration data'?
Ist, wie schon oben angemerkt, in der 'Device Signature Imprint Table' 
zu finden, in meiner Datenblattversion Table 23-6.

[(prx) A. K. (prx)]

Veit D. schrieb:
> Was ist 'calibration data'? Habe ich das im Datenblatt überlesen?

Ja. Siehe "Device Signature Imprint Table"

[Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)]

Veit D. schrieb:
> @ Marc, verstehe ich gerade nicht wirklich, ich meine mit Offset ist das
> ja nun keine Kunst den Wert hinzubiegen. Das hätte ich dann am Ende mit
> kalibrieren gemacht.

 Nein mit kalibrieren korrigierst du die Nichtlinearität, deswegen
 2 oder mehr Messpunkte.
 Mit +/- 10 C und 1 C Auflösung braucht man aber normalerweise keine
 Kalibration, ein einmaliges Offset genügt vollkommen - das ist kein
 hinbiegen.

[S. Landolt (Gast)]

Ich würde das extern, d.h. mit dem Programmiergerät, auslesen und 
einfach mal mit einem Taschenrechner zu den 274 hinzurechnen.

[S. Landolt (Gast)]

"Sei, Teufel, doch nur nicht wie Brei"

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

mit Atmel Studio 7 und meinem AVRISP mkII kann ich die nicht auslesen. 
Nur den OSCCAL kann ich auslesen.

@ Marc, habe verstanden

[Manfred (Gast)]

Veit D. schrieb:
> ich bekomme bei einer Raumtemp. von ca. 22°C einen Wert von -1°C zurück,
> was ja nicht sein kann,

http://playground.arduino.cc/Main/InternalTemperatureSensor :

"The internal temperature is the temperature inside the chip, just like 
the cpu-temperature of a computer. If the Arduino is not sleeping, this 
temperature will increase. If output pins are used to drive current (for 
example to drive a led) the internal temperature increases more.

This internal temperature can not be used to read the ambient 
temperature."

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

mir geht es jetzt nicht um das kalibrieren an sich. Erstmal wollte ich 
wissen ob mein Code fehlerfrei ist. Scheint ja so zu sein, wenn niemand 
meckert. :-)

Jetzt wollte ich mal zum Spass die Imprint Tabelle auslesen.
Allerdings weiß ich nicht wie ich an das jeweils 2. Byte rankomme.
Das haut noch nicht hin. Wer weiß wo ich im Nirwana lese.

void read_DeviceSignatureImprintTable ()
{
  int32_t data = 0;
  uart0_puts_P("ImprintTable");    uart0_putc('\n');
  
  for ( uint16_t i=0; i<0x17; i++) {  // word adress
    data = __LPM_enhanced__(i);
    uart0_send_int32(data);    uart0_putc('\n');
  }
}

113
192
139
192
108
193
137
192
136
192
135
192
134
192
133
192
132
192
32
195
130
192
129

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

mit dem Code erhalte ich nur 23x 37807 angezeigt.

void read_DeviceSignatureImprintTable ()
{
  int32_t data = 0;
  uart0_puts_P("ImprintTable");    uart0_putc('\n');
  
  for ( uint16_t i=0; i<0x17; i++) {  // word adress
    data = pgm_read_word(&i);
    uart0_send_int32(data);    uart0_putc('\n');
  }
}

und dem auch, nur eine anderer Wert der 23x gleich ist

void read_DeviceSignatureImprintTable ()
{
  int32_t data = 0;
  uart0_puts_P("ImprintTable");    uart0_putc('\n');
  
  for ( uint16_t i=0; i<0x17; i++) {  // word adress  
    data = __LPM_enhanced__(&i);
    uart0_send_int32(data);    uart0_putc('\n');
  }
}

Wie kommt man an die Bytes ran?

[Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)]

Veit D. schrieb:
> Wie kommt man an die Bytes ran?

 Du kannst doch mit diesem Programm weder Bytes noch sonst etwas aus
 Device Signature Imprint Table lesen...

 Das geht doch ganz anders, siehe:
 22.7.1 SPMCSR – Store Program Memory Control and Status Register

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

oh oh, ist komplett anders und komplizierter wie ich dachte.
Ich lese mich mal ein.
Danke soweit.

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

habe Angst ein falsches Register zu überschreiben. Deswegen frage ich 
lieber vorm testen ob meine Interpretation jetzt so stimmt?
Wegen den 3 Clock Cycles, gehe ich richtig in der Annahme das man 
nachdem setzen des SPMCSR nur 3 Takte Zeit hat zum setzen der Adresse 
die man auslesen möchte? Deswegen muss man die Bits im SPMCSR immer neu 
setzen?

void read_DeviceSignatureImprintTable ()
{
  int16_t data = 0;
  uart0_puts_P("ImprintTable");  uart0_putc('\n');
    
  for (int addr = 0x00; addr<0x2E; addr++)
  {   
    SPMCSR |= (1<<RSIG) | (1<<SPMEN);
    data = __LPM_enhanced__(addr);
    uart0_send_int32(data);  uart0_putc('\n');
  }
}

Haut das hin?

[Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)]

Veit D. schrieb:
> Haut das hin?

 In etwa.

 Gelesen wird 1 Byte, nicht uint16_t und nicht uint32_t.
 Adressen (Byte Adressen) gehen von 0x00 bis 0x2D.

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

naja gut, aber ich muss jetzt nicht noch eine extra serielle Funktion 
schreiben, ein Byte sollte auch in ein int32 passen. :-) Zudem manche 
der Werte signed Bytes sind.   :-)

Habs nun doch mal von der Leine gelassen, ich erhalte folgende Werte
Der Wert 41 von OSCCAL0 haut hin,
der Wert 129 von OSCCAL 1 stimmt nicht,
wenn ich mit meinem mkII auslese erhalte ich 0x00. ???
Allerdings klingt der Temp.Offsetwert wieder plausibel mit seinen 23.
Was der Gain mit 125 sein soll, kann ich nicht sagen, wenn das 1,25 sein 
sollen komme ich auf keinen grünen Zweig.

ADCL 17
ADCH 1
ADC  273  // LSB
Temp -2    // °C (LSB-275)
ImprintTable (addr 0x00 ... 0x02D)
0:  30
1:  41    // Calibration data for internal 8MHz oscillator (OSCCAL0)
2:  147
3:  45
4:  21
5:  128
6:  255
7:  129    // Calibration data for internal 32kHz oscillator (OSCCAL1)
8:  255
9:  44
10:  255
11:  255
12:  255
13:  105
14:  87
15:  52
16:  56
17:  49
18:  52
19:  51
20:  255
21:  7
22:  21
23:  31
24:  23
25:  3
26:  18
27:  5
28:  19
29:  5
30:  255
31:  255
32:  31
33:  255
34:  8
35:  67
36:  68
37:  29
38:  129
39:  130
40:  186
41:  157
42:  248
43:  188
44:  125    // Calibration data for temperature sensor (gain)
45:  23     // Calibration data for temperature sensor (offset)

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

habe noch einen zweiten ATtiny841 programmierfertig gemacht und die 
Tabelle ausgelesen.

ImprintTable
0:  30
1:  35      // Calibration data for internal 8MHz oscillator (OSCCAL0)
2:  -109
3:  43
4:  21
5:  -128
6:  -1
7:  -127
8:  -1
9:  39
10:  -1
11:  -1
12:  -1
13:  105
14:  87
15:  52
16:  56
17:  49
18:  52
19:  51
20:  -1
21:  7
22:  31
23:  31
24:  23
25:  3
26:  18
27:  5
28:  19
29:  5
30:  -1
31:  -1
32:  31
33:  -1
34:  8
35:  60
36:  68
37:  24
38:  -128
39:  -123
40:  -69
41:  -96
42:  -8
43:  -68
44:  -128
45:  15      // Calibration data for temperature sensor (offset)

ADC vom onboard Sensor zeigt mir 272 LSB an, -275 + die 15 wären 12°C.
Kann man vergessen, haut nicht hin. Ohne eigene Kalibrierung geht hier 
nichts los. Wofür der hinterlegte Offset gut sein soll, weiß wohl selbst 
Atmel nicht. Die scheinen den ja beim Sensor auslesen selbst nicht zu 
verwenden. Die könnten den ab Werk kalibrierten Offset wie beim OSCCAL 
automatisch auslesen und mit verrechnen beim LSB auslesen. Naja gut 
genug gemeckert.

Danke für die Kalibriernachhilfe und fürs Code drüberschauen.

[spess53 (Gast)]

Hi

>Wofür der hinterlegte Offset gut sein soll, weiß wohl selbst
>Atmel nicht. Die scheinen den ja beim Sensor auslesen selbst nicht zu
>verwenden.

Da gibt es sogar eine AppNote:

AN_8108 - AVR122: Calibration of the AVR`s Internal Temperature 
Reference

MfG Spess

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

da gehts aber nur um die nachträgliche Kalibrierung. Erklärt nicht warum 
die Temperaturmessung ab Werk so weit daneben liegt und wofür der 
eingespeicherte Offsetwert gut sein soll, wenn der auch nicht stimmt. 
Zumindestens bei meinem 2. ATtiny.