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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Thermomter DS18b20


Autor: Led35 (Gast)
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Hallo liebe Progger und Proggerinnen,
ich bin 16 Jahre alt und habe ein Problem. Ich möchte ein Thermometer 
bauen, welches digitale Signale eines DS18b20 in Drehbewegungen 
umrechnet. Die Drehbewegungen stellen dann durch bipolare Schrittmotoren 
eine Temperaturanzeige dar. Der verwendete Mikrokontroller ist der 
ATMega8. Ich habe anbei den Schaltplan und das Programm geschickt. Nun 
zu dem Problem:

Wenn ich das Programm starte, stellen sich die Motoren auf null, durch 
Lichtschraken. Danach leuchtet eine LED auf. Anschließend wird der 
DS18b20 ausgelesen und die Messwerte werden in Zehner, Einer und die 
Nachkommastelle aufgesplittet. Diese werden mit 8 multipliziert (für 
meine Skala) und dann wird der Weg mit der Aktuellen Position des Motors 
und der Position wo er hin soll berechnet. Danach bewegen sich die 
Motoren zu der gewünschten Zehner, Einer und Nachkommastelle.

Jetzt passiert folgendes:
Der erste Wert wird problemlos angezeigt, doch nach 10 Sekunden (erneute 
Messung) kommen Werte zustande, welche einen Unterschied von drei Grad 
ausmachen in Bezug auf den vorherigen Messwert.
Ich weiß leider nicht wo das Problem sein könnte und was ich noch machen 
könnte. Ich hoffe ihr könnt mir helfen oder wenigstens einen Tipp geben 
was ich vllt. kontrollieren soll bzw. ändern muss.

Danke für eure Hilfe !

PS:
Die L293D liegen mit den 0V Pins nicht an Ground, die Motoren bewegen 
sich trotzdem… Warum? Und wenn ich die 0V Pins an GND lege werden die 
L293D extrem heiß.

Autor: hinz (Gast)
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Led35 schrieb:
> Die L293D liegen mit den 0V Pins nicht an Ground, die Motoren bewegen
> sich trotzdem… Warum?

Schau dir mal im Datenblatt an wie die Eingänge des L293 aufgebaut sind.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/l293.pdf   Seite 8


> Und wenn ich die 0V Pins an GND lege werden die
> L293D extrem heiß.

Schau dir mal im Datenblatt an wie der L293 zu kühlen ist.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/l293.pdf   Seite 14

Autor: Klaus I. (klauspi)
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Sorry, habe gerade nicht viel Zeit mich durch Deinen Schaltplan 
durchzukämpfen.

Led35 schrieb:
> Die L293D liegen mit den 0V Pins nicht an Ground, die Motoren bewegen
> sich trotzdem… Warum? Und wenn ich die 0V Pins an GND lege werden die
> L293D extrem heiß.

Ja da läuft etwas grundsätzlich falsch. Bzw mich wundert eher das 
überhaupt etwas funktioniert.
Versorgungspannung der Logik und der Motoren am gleichen Strang ohne 
Kondensatoren.
Keine Abblockkondensatoren am uC.
Schau Dir mal ein paar Beispiele zum ULN2003A an. Der schaltet 
eigentlich nur eine Last an auf GND. An der anderen Seite der Last ist 
die Versorgungspannung VCC. Bei Dir macht der ULN2003A keinen Sinn. Bzw. 
bei kleinen Schrittmotoren reicht der ULN2003A als Treiber.

Sehe Dir lieber die Beispielschaltungen im Roboternetz mal an.

: Bearbeitet durch User
Autor: Led35 (Gast)
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Könnte das der Grund sein warum sich die Motoren nach der ersten Messung 
imer falsch stellen ?

Autor: Brummbär (Gast)
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Led35 schrieb:
> Der erste Wert wird problemlos angezeigt, doch nach 10 Sekunden (erneute
> Messung) kommen Werte zustande, welche einen Unterschied von drei Grad
> ausmachen in Bezug auf den vorherigen Messwert.

Meinst Du damit den aus dem Sensor gelieferten Wert, den von Dir 
umgerechneten oder den mit den Motoren angezeigten?

Wenn der Sensor sehr oft misst (ich habe mir den Code nicht angesehen) 
wird er wärmer. 3K können es schon sein. Das natürlich nur, wenn die 
Temperatur ansteigt. Kühlen wird der Sensor nicht.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Led35 (Gast)

>    Programm.docx (17,9 KB, 8 Downloads)

Was soll ein Quelltext als Word-Dokument?
Siehe Netiquette.

>    DAC_Entspurt.bas (5,39 KB, 7 Downloads)

So schon eher.

>    Untitled_Sketch_Schaltplan.png

Da sehe ich komische Dinge. Deine Optokoppler können so nicht 
funktionieren, wenn der Kollektror mit GND verbunden ist. Wenn es doch 
irgendwie geht, dann eher durch Zufall, weil ein Transistor in gewissen 
Grenzen auch mit vertauschtem Kollektor und Emitter funktioniert.

In deinem Programm werden zwar PC0-PC2 als Eingang geschaltet, man muss 
aber noch die internen Pull-Up Widerstände einschalten! In BASCOM gibt 
es dafür anscheinen keinen Befehl. Also einfach exteren Pull.Ups und 
gut, 10K sind OK.

https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutor...

Ich hoffe mal, daß du die 0V an den L293 alle angeschlossen hast und nur 
in deinem Verdrahtungsplan vergessen hast.

Dein IC2 als Treiber zwischen ATmega8 und den L293 ist nicht nötig, das 
kann man direkt verbinden. Außerdem fehlen dort die Pull-Up Widerstände, 
denn der ULN2003 ist ein Open Kollector Treiber. Das kann so gar nicht 
funktionieren, funktioniert wahrscheinlich nur wegen Dreckeffekten.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Ausgangss...

Wenn du Sowohl VS als auch VSS mit 5V betreibst, kommt an den Motoren 
nicht viel an, denn ca. 2V bleiben im L293 hängen. Reicht das?

>Der erste Wert wird problemlos angezeigt, doch nach 10 Sekunden (erneute
>Messung) kommen Werte zustande, welche einen Unterschied von drei Grad
>ausmachen in Bezug auf den vorherigen Messwert.

Und die nachfolgende Messung?

>Ich weiß leider nicht wo das Problem sein könnte und was ich noch machen
>könnte.

Eine systematische Fehlersuche.

>Die L293D liegen mit den 0V Pins nicht an Ground, die Motoren bewegen
>sich trotzdem… Warum? Und wenn ich die 0V Pins an GND lege werden die
>L293D extrem heiß.

Dann ist was extrm faul! So geht das nicht!

Deine Schrittmotoransteuerung sieht komisch und wirr aus. Da ist kein 
klare Linie drin. Ein Wunder daß sie funktioniert. Mit der richtigen 
Bitmanipulation kann man das deutlich besser machen. Den Ansatz mit 
der Schrittabelle hast du ja schon.

Autor: Zeno (Gast)
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Also ohne jetzt Deinen Quelltext angesehen zu haben, scheint mir die 
Beschaltung der Motoren etwas merkwürdig.
Wenn ich mir das von Hinz verlinkte Datenblatt (abb.6) anschaue, dann 
müßten doch die Motorspulen immer an einem Kanal angeschlossen werden. 
Also Spule AC an Pin 11/14 und Spule BD an Pin 3/6 und nicht so über 
Kreuz wie Du das gemacht hast.

Muß aber ehrlicherweise sagen, das ich in dieser Richtung noch nichts 
gemacht habe und vielleicht ist ja die Beschaltung so korrekt - lasse 
mich da gern belehren. Irgendwie sieht die Schaltung komisch aus.

Autor: Zeno (Gast)
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Habe mir es grad noch mal angeschaut. Da die Enableeingänge eh 
zusammengeschalten sind kann man es so machen wie der TO, enscheident 
ist halt das die Eingänge dann entsprechend angesteuert werden. Im 
Datenblatt ist in Abb.11 die Beschaltung eines Schrittmotors dargestellt 
und das ist dort so gemacht wie von mir vorgeschlagen - wäre auch viel 
übersichtlicher.

Fakt ist das die GND-Pins des L293 angeschlossen werden müssen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Zeno (Gast)

>Also Spule AC an Pin 11/14 und Spule BD an Pin 3/6 und nicht so über
>Kreuz wie Du das gemacht hast.

Damit will er Halbschrittbetrieb machen.

Autor: Bastler (Gast)
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Ist das Problem die Messung oder die Anzeige über die Schrittmotoren?

Entweder den Messwert auf dem uart ausgeben oder eine fixen Wert auf den 
Schrittmotoren ausgeben, z.B. 1 min 20°, 1 min 21° usw

Autor: Zeno (Gast)
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Falk B. schrieb:
> Damit will er Halbschrittbetrieb machen.

OK! Kenne mich da halt nicht so aus. Es sieht halt alles etwas 
unübersichtlich aus.
Aber das was der TO da vor hat müßte doch auch gehen wenn man das so 
beschaltet wie im Datenblatt Abb.11. Das wäre für mich viel 
übersichtlicher. Bei solchen Projekten ist es eigentlich immer gut wenn 
man die Vorschläge des Herstellers aufgreift, das vermindert meist die 
Fehlerwahrscheinlichkeit beträchtlich.

Ich hätte höchstwahrscheinlich erst mal einen Motorkanal aufgebaut und 
getestet. Wenn dieser läuft wie gewünscht dann die 2 anderen dazu und 
erst wenn alles wie gewünscht funktioniert den Sensor dazu. So bleibt es 
übersichtlich und man findet Fehler oder falsche Denkansätze viel 
schneller. Aber jeder muß halt auf seine Art glücklich werden.
Ich befürchte mal das er an einer Stelle einen ganz trivialen Fehler 
gemacht hat. Jetzt hat halt das Projekt schon eine gewisse Größe 
erreicht, was die Fehlersuche schwierig macht.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Bastler schrieb:
> Ist das Problem die Messung oder die Anzeige über die Schrittmotoren?

Vielleicht ist es auch die Umwandlung der vom DS18B20 gelesenen binären 
Daten in einen Temperaturwert.

Zumindest bei der Umrechnung der Rohdaten in Temperatur
Dim Temperatur As Integer
Dim Celsius As Single
...
Dim C As Single
Dim Cc As Integer
...
      Celsius = Temperatur / 16

      C = Celsius * 10
      Cc = Round(c)
könnte es gut sein, dass jegliche "Nachkommastellen" schon bei der 
Division flöten gehen, weil sowohl Temperature als auch 16 Integer sind 
und vermutlich das Ergebnis auch - egal ob es hinterher auf ein Single 
zugewiesen wird. cc wird sich also immer in 10er-Schritten ändern.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Zeno (Gast)

>Ich hätte höchstwahrscheinlich erst mal einen Motorkanal aufgebaut und
>getestet. Wenn dieser läuft wie gewünscht dann die 2 anderen dazu und
>erst wenn alles wie gewünscht funktioniert den Sensor dazu.

Genau so läuft eine systematische Fehlersuche.

>schneller. Aber jeder muß halt auf seine Art glücklich werden.

Man kann auch vom Rest der Welt lernen.

>Ich befürchte mal das er an einer Stelle einen ganz trivialen Fehler
>gemacht hat.

Wenn Leistungstreiber keinen Masseanschluß haben, ist das eher ein 
fataler Fehler! 8-0

Autor: Led35 (Gast)
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Danke erstmal für die zahlreichen Antworten.
Ich glaube nicht, dass das Problem an der Messung liegt, denn ich habe 
diesen Programmschnipsel auf einem anderen Mikrokontroller geladen und 
mir die Werte auf das LCD-Display anzeigen lassen, da hat es einwandfrei 
funktioniert.

Wenn die L293D an 0V angeschlossen sind, dann werden diese ziemlich 
heiß, wie viel Grad sind den normal für diese ?

PS:
Ich betriebe die Schrittmotoren im Halbschrittbetrieb.
Der Schaltplan ist flasch ich habe 5 V an den Collector angeschlossen.

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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Zeno schrieb:
> Ich hätte höchstwahrscheinlich erst mal einen Motorkanal aufgebaut und
> getestet.

Nicht nur du.
Man kann alle Schaltungsteile einzeln testen...
Die Anzeige könnte man z.B. über das Terminal testweise ansteuern.
Die Temperatur kann man sich auch per Terminal ausgeben lassen.

Autor: Led35 (Gast)
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Das mit der Temperatur funktioniert wie gesagt ordentlich, auch die 
Umrechnung von dieser.

Die Motoren wurden auch einzeln geprüft, bevor ich sie an den DS18b20 
angeschlossen habe, dies ist auch positiv verlaufen, der DS18b20 ist 
auch nicht falsch verkabelt wurden.

Ich stehe immer noch vor dem Problem warum die 2. Messung und die 
darauffolgenden falsch sind, die erste Messung funktioniert.

PS:
Bei mir sind die L293D nicht an Masse, ich verstehe nur nicht warum sie 
trotzdem funktionieren...

Und wie ist die Normaltemperatur für diese?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Led35 (Gast)

>diesen Programmschnipsel auf einem anderen Mikrokontroller geladen und
>mir die Werte auf das LCD-Display anzeigen lassen, da hat es einwandfrei
>funktioniert.

Gut.

>Wenn die L293D an 0V angeschlossen sind, dann werden diese ziemlich
>heiß, wie viel Grad sind den normal für diese ?

Was hast du denn für Schrittmotoren? Laufen die WIRKLICH mit 3V? Wenn 
ja, sind das wahrscheinlich Hochstromtypen. Wieviel Strom brauchen die 
pro Wicklung?

So ein Treiber-IC kann schon mal 60-70°C warm werden, das faßt man nicht 
mehr lange an. Für den IC ist das OK. Aber bei einem kleinen 
Schrittmotor, der vielleicht 100-300mA pro Wicklung braucht, sollten die 
ICs nicht so warm werden. Ich vermute, da schwingt was, weil auch bei 
der Ansteuerung der Treiber die Pull-Ups fehlen. Dadurch wird der IC 
heiß. Von der fehlenden Masseverbindung ganz zu schweigen. 8-0

>Der Schaltplan ist flasch ich habe 5 V an den Collector angeschlossen.

Dann solltest du den Schaltplan korrigieren. Was ist mit den Pull-Up 
Widerständen?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Led35 (Gast)

>Bei mir sind die L293D nicht an Masse, ich verstehe nur nicht warum sie
>trotzdem funktionieren...

Wir auch nicht. Mach mal ein GUTES Bild von deinem Aufbau, siehe 
Bildformate.

Autor: Led35 (Gast)
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Das sind alte Motoren, aus einem Spielautomaten, welche eigentlich mit 
12 Volt laufen, aber ich glaube man kann sie auch mit 5 Volt betreiben.

Der Pullup muss nach dem Emitter oder?

Also ist es normal, dass man die L293D nicht mehr anfassen kann ?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Led35 (Gast)

>Das sind alte Motoren, aus einem Spielautomaten, welche eigentlich mit
>12 Volt laufen, aber ich glaube man kann sie auch mit 5 Volt betreiben.

Im Leerlauf schon.

>Der Pullup muss nach dem Emitter oder?

Er muss zwischen den AVR-Eingang und +5V. Nomen est Omen!

>Also ist es normal, dass man die L293D nicht mehr anfassen kann ?

Kommt drauf an, wieviel Strom fließt.

Autor: Led35 (Gast)
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Wenn der L293D nicht an Masse geschaltet ist, fließt ein Strom von 
200-300 mA.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Led35 (Gast)

>Wenn der L293D nicht an Masse geschaltet ist, fließt ein Strom von
>200-300 mA.

Und MIT Masseanschluß?

Autor: Falk Brunner (falk)
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Miss mal den Widerstand der Schrittmotorwicklungen mit einem Multimeter.

Autor: Led35 (Gast)
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Ungefähr 23-24 Ohm.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Led35 (Gast)

>Ungefähr 23-24 Ohm.

Klingt gut, denn dann fließen bei 3V effektiver Spulenspannung nur

I = U / R = 3V / 24 Ohm = 125mA

Das macht

P = I * U = 0,125A * 2V = 250mW

Verlustleistung pro Wicklung im Treiber, in Summe also 500mW pro L293. 
Da wird der zwar schon ganz gut warm aber nicht heiß, vielleicht 
40-50°C.

Autor: Paul Baumann (paul_baumann)
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Falk B. schrieb:
> In deinem Programm werden zwar PC0-PC2 als Eingang geschaltet, man muss
> aber noch die internen Pull-Up Widerstände einschalten! In BASCOM gibt
> es dafür anscheinen keinen Befehl.

Naja, das ist ja auch nicht richtig:

Config Portc.0 = Input
Config Portc.1 = Input
Config Portc.2 = Input

Es muß heißen:
config Pinc.0 = Input
config Pinc.1 = Input
config Pinc.2 = Input

Pull-up Widerstände kann man dann als Nächstes so einschalten:
PortC = &B00000111

Das schaltet die Ziehwiderstände an PortC 0, 1 und 2 ein und läßt den 
Rest in Ruhe.

MfG Paul

: Bearbeitet durch User
Autor: Wolfgang (Gast)
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Led35 schrieb:
> Das mit der Temperatur funktioniert wie gesagt ordentlich, auch die
> Umrechnung von dieser.

Und die bekommst mit dem Code wirklich Nachkommastellen raus?

Autor: Led35 (Gast)
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Ja das funktioniert alles, aber ich muss mich nochmal korrigeren, denn 
die Schaltung verbraucht insgesamt ohne Masse an den L293D rund 150mA.

Anbei ist mein Versuchsaufbau und die Hauptplatine, sowie die 
Schrittmotoren...

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Led35 (Gast)

>Ja das funktioniert alles, aber ich muss mich nochmal korrigeren, denn
>die Schaltung verbraucht insgesamt ohne Masse an den L293D rund 150mA.

Mit oder ohne angeschlossene Schrittmotoren?

>Anbei ist mein Versuchsaufbau und die Hauptplatine, sowie die
>Schrittmotoren...

Schönes Drahtverhau ;-)

Wie erkennst du dann, wenn die Temperatur um 3 Grad anders ist? Ich sehe 
keine Zeiger.

Wie auch immer, du MUSST die Masse an ALLEN Pins der L293 anschließen. 
Wenn dann ohne Schrittmotoren viel Strom fließt, hast du irgendwo einen 
Kurzschluß.

Autor: Led35 (Gast)
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Ohne angeschlossenen Schrittmotoren, viel Strom fließt zum Glück 
nirgends.
Die Motoren besitzen drehbare Scheiben, auf denen Zahlen drauf sind, 
drei Scheiben, weil Zehner, Einer und Nachkommastelle angezeigt werden 
sollen.

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Led35 schrieb:

> Wenn die L293D an 0V angeschlossen sind, dann werden diese ziemlich
> heiß, wie viel Grad sind den normal für diese ?

Steht im Datenblatt.

Autor: Michael K. (tschoeatsch)
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@Led35 schau mal da
https://bascomforum.de/index.php?thread/98-thermometer/
ich hab' sowas auch schon mal in verschiedenen Versionen gebaut, die 
Programme dazu findest du hier auch. Musst dich halt zum download 
anmelden.

Autor: Michael Bertrandt (laberkopp)
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Led35 schrieb:
> Die L293D liegen mit den 0V Pins nicht an Ground,

Verbinde also erst mal GND mit GND und entferne den ULN2803, der ist 
nicht nur überflüssig, sondern er funktioniert in der Form hier nicht 
weil er kein "high" liefern kann.

> die Motoren bewegen sich trotzdem… Warum?

Der Strom fliesst über die Eingänge durch den ULN2803 nach GND.

> Und wenn ich die 0V Pins an GND lege werden die
> L293D extrem heiß.

Na ja, wie viel Strom ziehen deine Schrittmotoren ? Bei 600mA wird er 75 
GradC heiss, WENN die GND-Anschluss nicht mit einer Kühlfläche verlötet 
sind (was nach Meinung des Herstellers aber angeraten ist).

Led35 schrieb:
> Der erste Wert wird problemlos angezeigt, doch nach 10 Sekunden (erneute
> Messung) kommen Werte zustande, welche einen Unterschied von drei Grad
> ausmachen in Bezug auf den vorherigen Messwert.

Eventuell Erwärmung, nicht nur durch den L293, sondern auch der DS18B20 
selbst bringt 1 GradC.

Autor: Ulf (Gast)
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Hallo

Wenn Du die genannten Änderunge gemacht hast, wäre es sehr hilfreich, 
wenn Du dann auch den korrgierten Schaltplan hier nochmal einstellst. 
Dann kann man nochmal schauen, ob das auch OK ist.

Gruß Ulf

Autor: Brummbär (Gast)
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Led35 schrieb:
> Das mit der Temperatur funktioniert wie gesagt ordentlich, auch die
> Umrechnung von dieser.

Led35 schrieb:
> Ich stehe immer noch vor dem Problem warum die 2. Messung und die
> darauffolgenden falsch sind, die erste Messung funktioniert.

Was denn nun? Die Temperatur stimmt, aber stimmt dann doch nicht?

Autor: Led35 (Gast)
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Danke für die Zahlreichen und wirklich hilfreichen Antworten, ich 
versuche es am Wochenende nochmal neu zu löten. Ich versuche alle Tipps 
mit einfließen zu lassen.

Soweit habe ich auch alles verstanden, nur wie muss ich die Pullups an 
die Ansteuerung der Motoren verkablen ?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Led35 (Gast)

>Soweit habe ich auch alles verstanden, nur wie muss ich die Pullups an
>die Ansteuerung der Motoren verkablen ?

Im einfachsten Fall dem ULN rausschmeißen und die Steuersignale direkt 
verbinden. Dann brauchst du auch keine Pull-Ups.

Autor: Led35 (Gast)
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Danke für eure Hilfe.

Jetzt funtzt alles! :-)

Mir wurden auch die ersten Temperaturen angezeigt.

Autor: Falk Brunner (falk)
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Und wo lag der Fehler?

Autor: Felix V. (led35)
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Ich habe eine komplett neue Platine nach euren Vorgaben gelötet seit dem 
funzt alles...

Autor: Falk Brunner (falk)
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Na dann zeig doch mal en aktuellen Schaltplan und ein Bild deines Werks.

Autor: Felix V. (led35)
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Einen neuen Schaltplan habe ich leider nicht...
Aber ein Video und ein Bild.

Autor: Mitleser (Gast)
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Klasse !

Autor: Horst S. (Gast)
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Herzlichen Glühstrumpf!

Autor: Felix V. (led35)
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Die LED's stehen für:

Rot = Messung
Grün = Innen Temperatur
Gelb = Maximal Temperatur
Blau = Minimal Temperatur

--> Dieses Video ist leider ein Vorgänger, ich habe jetzt 2 Sensoren 
angeschlossen welche auch beide ohne Probleme funktionieren. Die 
Maximale und Minimale Temperatur des Außen-Temperatur-Sensors wird 24 h 
gespeichert und alle 6 Sekunden zur Anzeige gebracht. Alle 6 Sekunden 
wird auch zwischen der innen Temperatur und der außen Temperatur 
gewechselt.

Nochmals Danke für eure Hilfe.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Felix V. schrieb:
> DSCN1994.MOV (17,3 MB, 0 Downloads)

Na prächtig.

Wie wäre es mit einem Stativ, um die Kameraführung etwas ruhiger zu 
gestalten.

Autor: Mitleser (Gast)
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Immer das gemotze

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