Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PT1000 an ESP32 per Spannungsteiler


von Tobias Z. (flntobi)


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Hallo Zusammen,

ich würde gerne einen bzw. mehrere PT1000 Temperatursensoren mit einem 
ESP32 auslesen. Geplant ist ein Temperaturbereich von 0 bis 100°C. Ich 
würde einfach einen Spannungsteiler mit 1kOhm an den ADC anschließen wie 
in Beitrag "PT1000, einfache Auswertung mit AVR (ATmega328)" beschrieben.

Beim ESP ADC lässt sich eine Spannungsdämpfung einstellen (bei mir 6db) 
so dass der ADC im Bereich 0-2V als Ausgabe 0-4096 liefert. Das bedeutet 
2048 pro Volt.

Wenn ich jetzt richtig Rechne bedeutet das
bei 0°C:
Spannung am ADC = (3,3V/2kOhm)*1kOHM = 1,65
das entspricht einem ADC-Wert 1,65*2048=3379
bei 100°C(PT1000 hat 1,4kOhm):
Spannung am ADC = (3,3V/2,4kOhm)*1,4kOHM = 1,925
das entspricht einem ADC-Wert 1,925*2048=3942

Das bedeutet immerhin eine Auflösung von (3942-3379)/100=5,6 Werten pro 
Grad bzw 0,2°C pro Bit

Hat das jemand schon ausprobiert? Hat jemand Erfahrung wie groß der 
Fehler des ADC oder der Widerstandskette ist?

Ich wundere mich nämlich das eine Internetrecherche zu PT1000 und ESP32 
keine Treffer zu diesem Vorgehen liefert.

Gruß Tobi

von MaWin (Gast)


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Tobias Z. schrieb:
> Hat jemand Erfahrung wie groß der Fehler des ADC oder der
> Widerstandskette ist?

Ein Pt1000 an dem einen Spannung von 2V liegt hat einen Temperaturfehler 
von irgendwas um 2 GradC wegen Eigenerwärmung.

Das ist also ein absolut unbrauchbarer Ansatz.

Normal sind 333uA für eine Spannung von 0.33V oder 100uA für eine 
Spannung von 0.1V.

Damit sinkt deine Messauflösung aber auf 2 bis 3 GradC.

Also auch unbrauchbar. Irgendwo dazwischen wird das Optimum sein, mit 
einem nicht rausrechenbaren Fehler um 1 GradC.

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

von H. B. (Gast)


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Das nur mit einem Spannungsteiler zu machen ist Pfusch.

Man prägt mit einer Konstantstromquelle mit sehr stabiler 
Referenzspannungsquelle einen Strom (bei PT1000) von 100µA oder 333µA 
ein, dann filtert und verstärkt man das Signal (kann man alles mit OP´s 
machen) misst das ganze mit einem möglichst hochauflösenden AD-Wandler 
mit sehr stabiler Referenzspannungsquelle und linearisiert die PT1000 
Kurve in der Software.

von m.n. (Gast)


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Tobias Z. schrieb:
> ich würde gerne einen bzw. mehrere PT1000 Temperatursensoren mit einem
> ESP32 auslesen.

Den ESP verwende ich nicht und nach überschlägigem Lesen des 
Datenblattes wird es auch dabei bleiben.
Dessen ADC hat zwar eine 12-Bit Auflösung, taugt sonst aber nicht viel 
(Offset, fehlende externe Vref).
Wäre es für Dich eine Alternative, einen ATmega die Temperaturen 
erfassen zu lassen und an den ESP zu übertragen?

H. B. schrieb:
> Das nur mit einem Spannungsteiler zu machen ist Pfusch.
>
> Man prägt mit einer Konstantstromquelle mit sehr stabiler

Großer Irrtum. Eine ratiometrische Messung hat entscheidene Vorteile.

von H. B. (Gast)


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>>
>> Man prägt mit einer Konstantstromquelle mit sehr stabiler
>
> Großer Irrtum. Eine ratiometrische Messung hat entscheidene Vorteile.

Kommt auf die Genaugkeit der Bauteile und die Schaltung an.
Man kann auch hier einen oder mehrere Referenzwiderstände zur 
ratiometrischen Messung verwenden.

Eine Messschaltung wie die allseits bekannte mit dem MCP3551 erreicht 
auch nur eine bescheidene Genauigkeit.
Gab erst vor kurzem einen Artikel drüber (finde ihn auf die schnelle 
leider nicht mehr) da wurde genau nachgerechnet wie genau bzw. ungenau 
dieses Prinzip arbeitet und das Ergebnis war ernüchternd.

von m.n. (Gast)


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H. B. schrieb:
> Eine Messschaltung wie die allseits bekannte mit dem MCP3551 erreicht
> auch nur eine bescheidene Genauigkeit.
> Gab erst vor kurzem einen Artikel drüber (finde ihn auf die schnelle
> leider nicht mehr) da wurde genau nachgerechnet wie genau bzw. ungenau
> dieses Prinzip arbeitet und das Ergebnis war ernüchternd.

Eine Genauigkeit von 0,5 - 1 K sollte doch für die meisten Anwendungen 
(Wein, Kaffee, Heizung, Badewasser) ausreichend sein - ob betrunken oder 
ernüchtert ;-)

von Harald (Gast)


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Man kann natürlich viel Aufwand in die Entwicklung einer diskreten 
Schaltung stecken ODER man nimmt den MAX31865. Ja, kostet Geld, 
entsprechende OPs usw. werden aber auch Geld kosten. Vergiss den 
einfachen Spannungsteiler, das wird nichts.

von Stefan F. (Gast)


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m.n. schrieb:
> Dessen ADC hat zwar eine 12-Bit Auflösung, taugt sonst aber nicht viel
> (Offset, fehlende externe Vref).

Dazu kommt noch, dass die WiFi Sendestufe sowohl in den ADC als auch in 
den Spannungsregler herein strahlt.

Da geht es um so kleine Spannungs-Differenzen, die kannst du nur mit 
einem externen gut abgeschirmten ADC vernünftig messen.

von m.n. (Gast)


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Harald schrieb:
> werden aber auch Geld kosten. Vergiss den
> einfachen Spannungsteiler, das wird nichts.

Das mag bei einigen Leuten zutreffen, denn Verstand muß man haben, den 
kann man nicht kaufen.

von Harald (Gast)


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m.n. schrieb:
> Harald schrieb:
>> werden aber auch Geld kosten. Vergiss den
>> einfachen Spannungsteiler, das wird nichts.
>
> Das mag bei einigen Leuten zutreffen, denn Verstand muß man haben, den
> kann man nicht kaufen.

Verstehe den Satz nicht.

von Tobias Z. (flntobi)


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Hallo,

Da habe ich ja eine ganz schöne Diskussion ausgelöst. Ich bitte auf 
jeden Fall alle sachlich zu bleiben.
Die Diskussion hat mich ganz schön angespornt etwas Licht hinter die 
festgefahrenen Meinungen zu bringen.
Fassen wir mal Zusammen:

Es gibt einiges was gegen die einfache Spannungsteilerschaltung spricht:
1. PT-1000 wird mit hohem Strom betrieben (bei 0°C: 3,6V und 2kOhm 
ergibt 1,8mA) und die Eigenerwärmung könnte das Messergebnis 
verfälschen. Ich möchte mit meinen Sensoren Flüssigkeit messen und somit 
sollte die Eigenerwärmung durch die gute Wärmeableitung wenig Einfluss 
haben.
2. Der ADC des ESP32 ist schlecht. Wie groß der Fehler ist, kann aber 
niemand wirklich belegen.

Es bleibt die Frage, welche Genauigkeit lässt sich erreichen. Eine 
Genauigkeit von +/-2°C würde mir reichen. Ich werde die nächste Zeit mal 
einen Versuch starten und den Sensor anschließen und mal in kochendes 
und Eiswasser halten. Dann werden wir ja sehen was ich herausbekomme.

Gruß Tobi

von Thomas (kosmos)


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hat dein µC vielleicht eine Konstantspannungsquelle integriert? Habe das 
mal  im Datenblatt des ATMega16M1/32M1/64M1 gesehen.

von Achim H. (pluto25)


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Das mit dem Spannungsteiler geht recht gut. Leider hat der PT1000 damit 
eine leicht verkrümmte Kennlinie. Aus 0,10,100° werden 0, 11, 97°. 
Störungen im Adc würde ich als Vorteil sehen. Sie erlauben eine höhere 
Auflösung mit Mehrfachmessungen so das problemlos eine Anzeige mit einer 
Kommastelle realisiert werden kann. So könnte auch der Vorwiderstand 
etwas erhöht werden.
Ich habe hier ca ein Grad Eigenerwärmung mit 4k7 bei 5V im Luftfühler

von Stefan F. (Gast)


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Du musst den Sensor nicht ständig bestromen. Du könntest die 
Stromversorgung mit einem Transistor schalten, so dass sich der Sensor 
immer nur für kurze Momente während der Messung erwärmen kann.

von m.n. (Gast)


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A. H. schrieb:
> Das mit dem Spannungsteiler geht recht gut. Leider hat der PT1000 damit
> eine leicht verkrümmte Kennlinie.

Die hat er auch ohne Spannungsteiler.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Du musst den Sensor nicht ständig bestromen.

Und auch das ist weiter oben schon verlinkt worden. Ganz übersichtlich 
in "PT1000.ino" 
Beitrag "Re: PT1000, einfache Auswertung mit AVR (ATmega328)"

von MaWin (Gast)


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m.n. schrieb:
> Ganz übersichtlich in "PT1000.ino"

Die "Lösung" war vor 5 Jahren schon Scheisse und es ist nur bedauetlich, 
dass du bis heute nichts hinzugelernt hast.

Dass im Datenblatt des Pt1000 ein Messstrom von 0.1mA oder 0.3mA 
empfohlen wird, aus ARef laut Datenblatt nicht mehr als 1mA gezogen 
werden soll, geht dir alles am Arsch vorbei, das reisst du locker um das 
10-fache, und es gibt dir nichts zu denken.

So misst man richtig:
https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.32

von M. K. (Gast)


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Tobias Z. schrieb:
> Ich bitte auf
> jeden Fall alle sachlich zu bleiben.

Mehr Glück in einem anderen Forum.
Ohne gut sitzende Beleidigungen in Fäkalsprache kommt die eigene 
Großartigkeit nicht so recht zur Geltung.
Und deswegen sind wir ja hier.
Nicht um DIR zu helfen, sondern um der Welt zu beweisen wie unglaublich 
geile Typen wir sind. ;-)

von Harald (Gast)


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Ganz nebenbei ist der MAX31865 auch noch +/-45V sicher gegen 
Fremdspannung, oftmals durchaus wichtig. War es jedenfalls in meinen 
Einsatzgebieten. Bau das mal in die Variante Spannungsteiler oder OP 
ein, da hängen die empfindlichen Eingänge direkt an der Außenwelt.

Ausdrücklich möchte ich hier betonen, dass ich die anderen Lösungen 
anerkenne und respektiere. Bestimmt habt ihr euch viele Gedanken gemacht 
(und/oder auch gerechnet) und es funktioniert bestimmt ganz gut. Der 
Maxim-Vorschlag richtig sich etwas mehr an Leute, die schnell eine gut 
funktionierende Schaltung haben möchten.

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