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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PT100 und Raspberry Pi


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Autor: Jo H. (madshadow)
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Hallo zusammen,

ich bin neu in der Szene und wage mich nun an mein erstes Projekt.

Es sollen 16 Temperaturfühler überwacht und die Messwerte visualisiert 
werden. Bei den Sensoren bin ich eingeschränkt, da sie in 3 und 4mm 
kleine Bohrungen eingesteckt werden müssen. Der bekannte digitale 
Kabelfühler DS18b20 fällt damit vom Tisch, da dessen Hülse nach Norm 6mm 
hat.

Aufgrund des Durchmessers müssen eigentlich PT100/1000 verwendet werden. 
Die Leitungen sind relativ kurz etwa 1.5m. Der Messbereich bewegt sich 
zwischen 20°C und 120°C. Auf ein Grad mehr oder weniger kommt es dabei 
nicht an.

Bisher ist mein Plan mit diesem HAT: 
https://moderndevice.com/product/oh-eye-analog-inputs-for-raspberry-pi/
Auf dem Raspberry zu arbeiten um eben die 16 analogen Eingänge zu 
bekommen.

Wie sähe eurer Meinung eine elegante Lösung für das Projekt aus?

Ich freue mich auf euer Feedback :-)

Autor: MaWin (Gast)
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Johannes B. schrieb:
> Bisher ist mein Plan mit diesem HAT:

Keine Ahnung was der kann, dieser moderne Rotz für Laien ist ja beim 
Verkäufer nicht mehr dokumentiert sondern wird bloss noch mit 
Werbeschlüsselwörtern wie 'Hat' angepriesen.

Aber für Pt100 sieht der nicht geeignet aus, ein Pt100 wird mit 1mA 
versorgt und liefert ca. 0.1V, man muss auf 38uV auflösen um 1 GradC 
erfassen zu können.

Dafür reichen 10 bit nur nach Differenzverstärkung und die hat der 'Hat' 
wohl nicht.

Auch ist fraglich wie lang deine Zuleitungen sind, ob man aus 
Genaugkeitsgründen nicht Pt1000 oder 4-Draht Messung machen sollte.

Für 20-120 GradC gehen Pt100 jedenfalls genau so wie digitale oder NTC 
oder KTY, aber sie haben gegenüber den anderen genannten den Vorteil, 
ohne Neukalibrierung austauschbar zu sein wenn sie mal durchgammeln.

Ich würde so eine Anzahl von Sensoren wohl in 4-Draht per 
Reihenschaltung an einem MCP3424 auswerten per Analogumschaltung mit 4 
CD4052


http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.32

Autor: Hat er doch angegeben (Gast)
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MaWin schrieb:
> Auch ist fraglich wie lang deine Zuleitungen sind

Johannes B. schrieb:
> Die Leitungen sind relativ kurz etwa 1.5m.

Autor: Kolja L. (kolja82)
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Autor: Dirk B. (dirkb2)
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Es gibt Pt100/Pt1000 auch mit anderen Kabellängen.

Es gibt fertige Pt100 Module, die nach außen OneWire sprechen.

Autor: der eine oder der andere (Gast)
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wie wärs mit einem rudel max6675 und einem (bzw. zwei) schieberegistern?

dann bleibt am raspi nur mehr die abfrage übrig, die wandlung (inkl 
kaltstellenkompensation) macht der chip für dich.

Autor: Brummbär (Gast)
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der eine oder der andere schrieb:
> rudel max6675

Dann aber kein PT100/1000!

Autor: MaWin (Gast)
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der eine oder der andere schrieb:
> kaltstellenkompensation

Du willst für den geringen Temperaturbereich doch nun keine 
Thermoelemente vorschlagen mit doppeltem Messfehler dank Kaltstelle ?

Da ist man doch leicht bei 5 GradC Abweichung.

Autor: Jo H. (madshadow)
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Danke für euer Feedback! Von der Platine mit den 2 ADC haltet ihr nicht 
so viel?

Autor: Mutluit M. (mutluit)
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Falls die Entfernung bzw. die Kabellänge ein Problem darstellen sollte, 
dann könnte man die Daten zentral sammeln und via WLAN an den PC 
schicken.
Nur so als Tip/Idee/Anregung...

: Bearbeitet durch User
Autor: Jo H. (madshadow)
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Ich komme mit der Hardware die ich benötige nicht so richtig weiter.
Denkt ihr es geht mit 16 MAX31865 und einem 16 Kanal Multiplexer vor dem 
Raspi?
Bin neu auf dem Gebiet und weiß nicht so recht, worauf ich achten muss.
Zwischen Platine und den Sensoren liegen etwa 1,5m.
Brauch ich eine seperate Messschaltung?

Autor: MaWin (Gast)
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Jo H. schrieb:
> Brauch ich eine seperate Messschaltung?

Ja.
Der rPi ist nicht geeignet zur Analogmesswerterfassung und digitale 
Sensoren möchtest du ja nicht, sind bei 1.5m Kabel auch nicht ganz 
unproblematisch.

Weder OhEye noch MAX31865 sind vernünftige Lösungen.

Die von dir benötigte Genauigkeit (nach Kalibrierung oder ohne 
Kalibrierung) und Auflösung sind zudem unbekannt.

Du hattest offenbar keinen Bock vetlinkte Hinweise zu lesen.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Jo H. schrieb:
> Denkt ihr es geht mit 16 MAX31865 und einem 16 Kanal Multiplexer vor dem
> Raspi?

Der MAX31865 besitzt eine SPI Schnittstelle. Da brauchst du keinen 
Multiplexer, sondern jeweils ein Chip Select Signal.

Autor: Wolfgang (Gast)
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MaWin schrieb:
> Der rPi ist nicht geeignet zur Analogmesswerterfassung und digitale
> Sensoren möchtest du ja nicht, sind bei 1.5m Kabel auch nicht ganz
> unproblematisch.

Wo siehst du bei 4-Leiter-Anschluss und einer Leitungslänge von gerade 
mal 1,5m das Problem?

Und einen DS18B20 über 1.5m Kabel zu betreiben, ist nun wirklich kein 
Problem.

Autor: John B. (Gast)
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Jo H. schrieb:
> Ich komme mit der Hardware die ich benötige nicht so richtig weiter.
> Denkt ihr es geht mit 16 MAX31865 und einem 16 Kanal Multiplexer vor dem
> Raspi?

Da du neu in diesem Thema bist, würde zuerst mal einen einzelnen Sensor 
mit MAX31865 in Betrieb nehmen und austesten.

Wenn die Schaltung funktioniert und der Sensorwert korrekt vom Raspi 
verarbeitet wird, kannst du dich um die Kanalerweiterung kümmern.

Andernfalls hast du zuviele offene Baustellen und Hürden, die zu 
bewältigen sind.

Autor: Jo H. (madshadow)
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Wolfgang schrieb:
> Der MAX31865 besitzt eine SPI Schnittstelle. Da brauchst du keinen
> Multiplexer, sondern jeweils ein Chip Select Signal.

Hi Wolfgang danke für deine Hilfe!
Ich weiß, dass der Controller über zwei Chip-Select auf der 
Steckerleiste verfügt. Die übrigen 14 lege ich dann über Software auf 
unbenütze GPIO-Pins?

Die benötigte Genauigkeit beträgt 2°C. Von der Auflösung reichen mir in 
dem Anwendungsfall ganze Zahlen.

Autor: der eine oder der andere (Gast)
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Brummbär schrieb:
> der eine oder der andere schrieb:
>> rudel max6675
>
> Dann aber kein PT100/1000!

MaWin schrieb:
> Du willst für den geringen Temperaturbereich doch nun keine
> Thermoelemente vorschlagen mit doppeltem Messfehler dank Kaltstelle ?

tschuldign vielmals, habe die sensoren auf dem testaufbau inkl. 
'angeflanschten' ics verwechselt. die habe ich vor ca. einem monat 
geändert und im moment nicht dran gedacht.

ist ja nix passiert

Autor: Wolfgang (Gast)
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Jo H. schrieb:
> Ich weiß, dass der Controller über zwei Chip-Select auf der
> Steckerleiste verfügt. Die übrigen 14 lege ich dann über Software auf
> unbenütze GPIO-Pins?

Oder du nimmst 4 GPIOs und überlässt den Rest einem 4:16 Dekoder

Autor: MaWin (Gast)
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Wolfgang schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Der rPi ist nicht geeignet zur Analogmesswerterfassung und digitale
>> Sensoren möchtest du ja nicht, sind bei 1.5m Kabel auch nicht ganz
>> unproblematisch.
>
> Wo siehst du bei 4-Leiter-Anschluss und einer Leitungslänge von gerade
> mal 1,5m das Problem

4-Leiter-Anschluss von Digitalsensoren ? Das Problem liegt offenbar 
darin, dass du Beiträge nicht lesen kannst.

Autor: Peter D. (peda)
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Ich würde 4 Stück 74HC4051 nehmen. Je 2 Stück schalten die 
Konstantstromquelle auf den Sensor und die anderen 2 den ADC-Eingang 
(16Bit-ADC).
Die Sensoren sollte man eh nur pulsen, damit durch den Strom kein 
Meßfehler durch Eigenerwärmung entsteht.

Autor: Ghast (Gast)
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Du kannst die Max auch alle hintereinander hängen, dann reicht ein Chip 
Select, das Telegramm ist dann halt etwas länger.

Autor: Wolfgang (Gast)
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MaWin schrieb:
> 4-Leiter-Anschluss von Digitalsensoren ? Das Problem liegt offenbar
> darin, dass du Beiträge nicht lesen kannst.

Du hast scheinbar übersehen, dass der TO von Pt100 Sensoren sprach. Auch 
für einen Raspberry Pi gibt es Zusatzplatinen, die ihm das Tor zur 
analogen Welt öffnen.

Autor: Brummbär (Gast)
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Wolfgang schrieb:
> Du hast scheinbar übersehen, dass der TO von Pt100 Sensoren sprach. Auch
> für einen Raspberry Pi gibt es Zusatzplatinen, die ihm das Tor zur
> analogen Welt öffnen.

Der TO sprach von PT100, weil Digitalsensoren einen zu großen 
Einbaudurchmesser hätten. Ich verstehe es so, dass er schon gerne 
Digitalsensoren einsetzen würde.

Autor: MaWin (Gast)
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Wolfgang schrieb:
> MaWin schrieb:
>> 4-Leiter-Anschluss von Digitalsensoren ? Das Problem liegt offenbar
>> darin, dass du Beiträge nicht lesen kannst.
>
> Du hast scheinbar übersehen, dass der TO von Pt100 Sensoren sprach

Du hast offensichtlich übersehen, dass der Satz, auf den du dein 
Gerülpse absonderst, sich auf Digitalsensoren bezieht.

Autor: Karl K. (karl2go)
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Jo H. schrieb:
> Von der Platine mit den 2 ADC haltet ihr nicht
> so viel?

Nicht in Verbindung mit den PT100/PT1000, dazu ist die Auflösung des 
Boards / der Spannungshub der PT pro Grad Temperaturänderung zu gering.

Aber mit NTC Sensoren würde es gehen, die haben eine größere 
Widerstandsänderung und damit einen größeren Spannungshub. Und die gibt 
es mit 2mm Größe.

NTC 4k7 oder 10k, als Spannungsteiler mit 4k7 oder 10k Widerstand. Das 
ist hochgradig nichtlinear, aber das kann der Raspi problemlos 
umrechnen.

Allerdings müssen die NTC kalibriert werden, was aber eigentlich auch 
kein Problem ist.

Alternativ gehen auch Dioden, haben -2mV/K Temperaturgang. Das ist 
grenzwertig für Deine Anforderung, ein NTC bringt um die 50mV/K bei 3.3V 
und Rntc=Rdiv.

Autor: wendelsberg (Gast)
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MaWin schrieb:
> Keine Ahnung was der kann, dieser moderne Rotz für Laien ist ja beim
> Verkäufer nicht mehr dokumentiert sondern wird bloss noch mit
> Werbeschlüsselwörtern wie 'Hat' angepriesen.

Leider, und dazu kommt, dass das Minimum an Information auch noch 
unzuverlaessig ist: "Weight  2 g" glaube ich jedenfalls nicht.

wendelsberg

Autor: bastelbaer (Gast)
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Guckst du mal hier. Das sin 6 PT100 mit Kompensation und so. Erweitern 
auf 16 Kanäle, an den Raspi dran und gut ist.

https://www.elektormagazine.de/articles/6-kanal-temperaturmonitor-logger-messungen-von-240-c-bis-850-c

Autor: Tester (Gast)
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Wie wäre es mit einem professionellen System wie z.B.: Keysight 34972A 
mit 34901A? Das kann eine 4 Polmessung.
Ansonsten benötigst Du eine Konstantstromquelle mit 1mA pro Sensor und 
einem Voltmeter mit 200mV Endausschlag. 1mV /°C ist die Auflösung, 200mV 
sind 200°C, 100mV sind 0°C.
Wenn es Dein Sensor aushält und Eigenerwärmung kein Thema ist, kannst 
auch 10mA durch den Sensor jagen. Dann hast Du 2V Endausschlag mit 
10mV/°C.
Mit einer Relaismatrix schaltest Du den entsprechenden Sensor auf den 
ADC.

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Tester schrieb:
> Ansonsten benötigst Du eine Konstantstromquelle mit 1mA pro Sensor und
> einem Voltmeter mit 200mV Endausschlag. 1mV /°C ist die Auflösung, 200mV
> sind 200°C, 100mV sind 0°C.

Bei welchem Pt100 soll denn das passen ?

Tester schrieb:
> Wenn es Dein Sensor aushält und Eigenerwärmung kein Thema ist, kannst
> auch 10mA durch den Sensor jagen. Dann hast Du 2V Endausschlag mit
> 10mV/°C.

Du hast so was von keine Ahnung, daß es kracht.

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