Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Temperaturen von 40-180 Grad messen mit einem RaspberryPI


von Daniel K. (danielkuenzler)


Lesenswert?

Hallo miteinander

ich habe einen doppelwandigen Topf mit Heizung und Thermoöl drin.
In diesem Topf erhitze ich Wachs um es keimfrei zu bekommen.

Für dieses habe ich mir eine Steuerung der Heizungstemperaturregelung 
und ein Dashboard auf einem RaspberryPI2 gebaut. Für die 
Temperaturermittlung verwendete ich bis dato einen DS18B20, da ich nur 
Temperaturen bis 100Grad benötigte.

Für das Entseuchen des Wachses muss ich nun jedoch auf rund 130Grad 
gehen was über der Leistungsgrenze des DS18B20 liegt.

Nun bin ich auf der Suche nach Temperaturfühlern (werden ins Wachs 
eingetauscht) die diese Temperatur aushalten und der Möglichkeit diese 
auszulesen ev. analog dem Wire1 Protokoll dass ich bis dato verwendet 
hatte.
Wichtig ist einfach, dass ich die Temperaturinfo auch in die 
Raspidatenbank speichern kann, da damit dann die Heizungsregler 
gesteuert wird (weniger oder mehr Heizen).

Ev. kennt jemand von euch eine Möglichkeit.

Für Eure Beratung bedanke ich mich schon heute.

von Peter Z. (hangloose)


Lesenswert?


von H. H. (Gast)


Lesenswert?

MAX6675 und Typ K Thermoelement.

Gibts als Breakoutboard.

von Achim M. (minifloat)


Lesenswert?

Daniel K. schrieb:
> Wichtig ist einfach, dass ich die Temperaturinfo auch in die
> Raspidatenbank speichern kann,

Deiner ominösen Datenbankanbindung ist es wurscht, ob die Daten jetzt 
von einem NTC, PTC, PT100, Thermoelement, DS18x20,  LM35 oder einem 
Bolometer kommen.

Daniel K. schrieb:
> Für das Entseuchen des Wachses muss ich nun jedoch auf rund 130Grad
> gehen was über der Leistungsgrenze des DS18B20 liegt.

Vorschläge:

1. Thermoelement und MAX6675/MAX31855

2. Edelstahl-gekapselter NTC als unterer Widerstand in Spannungsteiler 
an ADC, Temperatur über Lookuptabelle (oberer Widerstand nach Bereich 
der besten Genauigkeit wählen)

mfg mf

Beitrag #7526444 wurde vom Autor gelöscht.
von Daniel K. (danielkuenzler)


Lesenswert?


von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Daniel K. schrieb:
> Peter Z. schrieb:
>> Vielleicht so etwas...
>>
> 
https://www.berrybase.de/temperatursensor-modul-mit-max6675-chipsatz-inkl.-pt100-temperaturfuehler
>
> Der ist leider nur bis 85Grad

Du sollst ja nicht den Chip ins Wachs tunken, sondern nur den Sensor 
(der übrigens kein Pt100 ist).

von Christian K. (chkddd)


Lesenswert?

Nicht ganz

> Der ist leider nur bis 85Grad

Messbereich: 0-1024°C
Betriebstemperatur (Modul): 20-85°C

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Daniel K. schrieb:
> Ev. kennt jemand von euch eine Möglichkeit

Da der rPi keine sinnvolle Analigschnittstelle besitzt, könnte 
derLM95172 helfen, es gibt auch noch einige (eventuell leichter 
beschaffbare) mehr bis 175 GradC offiziell die auch bei 180 nicht sofort 
kaputt gehen werden.

Alle anderen Lösungen, wie NTC oder Pt100, erfordern ein A/D-Interface 
Board, könnten in Summe aber die billigere Lösung darstellen.

Na ja https://www.pilogger.de/index.php/de/temperatur-messen


NTC sind halt arg unlinear, eher schlecht um grosse Temperaturbereiche 
abzubilden.

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

von Frank K. (fchk)


Lesenswert?

Vorschlag:

PT-1000 Sensor (dieser hier geht bis 280°C)
https://www.adafruit.com/product/3984

passendes Interfaceboard dafür:
https://www.adafruit.com/product/3328

Dokumentation:
https://learn.adafruit.com/adafruit-max31865-rtd-pt100-amplifier/

fchk

von Daniel K. (danielkuenzler)


Lesenswert?

Frank K. schrieb:
> Vorschlag:
>
> PT-1000 Sensor (dieser hier geht bis 280°C)
> https://www.adafruit.com/product/3984
>
> passendes Interfaceboard dafür:
> https://www.adafruit.com/product/3328
>
> Dokumentation:
> https://learn.adafruit.com/adafruit-max31865-rtd-pt100-amplifier/
>
> fchk

Herzlichen Dank für die tollen Rückmeldungen.

Sehe ich dies richtig, dass wenn ich drei PT1000 (drei verschiedene 
Wachstöpfe) Sensoren anschliessen möchte, auch drei Interfaceboards 
benötige und noch entsprechend freie Pins auf dem Raspberry vorhanden 
sein müssen?

von Achim M. (minifloat)


Lesenswert?

Daniel K. schrieb:
> auch drei Interfaceboards benötige

Ja

Daniel K. schrieb:
> entsprechend freie Pins auf dem Raspberry

Eine SPI (MOSI, MISO, SCK, wobei der MAX nicht mal MOSI braucht) und je 
Modul ein GPIO als Chip-select.

mfg mf

von Frank K. (fchk)


Lesenswert?

Daniel K. schrieb:

> Sehe ich dies richtig, dass wenn ich drei PT1000 (drei verschiedene
> Wachstöpfe) Sensoren anschliessen möchte, auch drei Interfaceboards
> benötige und noch entsprechend freie Pins auf dem Raspberry vorhanden
> sein müssen?

Ja, Du brauchst auch drei Interfaceboards. Diese haben eine 
SPI-Schnittstelle. Hier kannst Du Pins sparen, indem Du SCK, MISO und 
MOSI parallel schaltest und nur die CS-Signale auf einzelne GPIO-Pins 
legst.

fchk

von Hans (piaggio)


Lesenswert?

PT1000 wird z.B. für thermische Solarkollektoren verwendet, die im 
Leerlauf auch bis über 200°C erreichen können.
Wichtig ist, dass auch das Kabel dieser Temp. standhalten kann.
Diese Sensoren werden mit PVC-Kabel z.B. für d. Kesseltemperatur 
angeboten - aber für Kollektoren mit hitzebeständigerem Silikonkabel.

von Mi N. (msx)


Lesenswert?

Daniel K. schrieb:
> Sehe ich dies richtig, dass wenn ich drei PT1000 (drei verschiedene
> Wachstöpfe) Sensoren anschliessen möchte, auch drei Interfaceboards
> benötige und noch entsprechend freie Pins auf dem Raspberry vorhanden
> sein müssen?

Wenn Du die RPis so liebst, kannst Du auch weitere Pico-RPis nehmen und 
Dir die teuren Zusatzplatinen sparen. Alternativ reicht auch ein 
ATmega48 für alle drei Kanäle.
Beispiel für Pico-Pi: Beitrag "PT1000 an RP2040-pico-Board"
Das neidgeplagte MaWinsche-Rauschen kannst Du getrost in die Tonne 
kloppen.

Vergossene PT1000 Sensoren mit Anschlußleitung gibt es normalerweise 
recht günstig bei Pollin, die aber derzeit wohl nicht lieferbar sind.

von Daniel K. (danielkuenzler)


Lesenswert?

Hans schrieb:
> PT1000 wird z.B. für thermische Solarkollektoren verwendet, die im
> Leerlauf auch bis über 200°C erreichen können.
> Wichtig ist, dass auch das Kabel dieser Temp. standhalten kann.
> Diese Sensoren werden mit PVC-Kabel z.B. für d. Kesseltemperatur
> angeboten - aber für Kollektoren mit hitzebeständigerem Silikonkabel.

Besten Dank für den Hinweis - gehe auf die suche nach Fühlern mit 3m 
Länge und dem Interface

von Daniel K. (danielkuenzler)


Lesenswert?

wollte gerade das Anschlussschema für die drei MAX31685 an einem RaspPI2 
zeichnen und bin unsicher.

VIN vom Board an +5V
GND vom Board an GND
3V3 vom Board - wird nicht benötigt
CLK vom Board an GPIO11 (SPI_CLK)
SDO vom Board an GPIO09 (SLI_MISO)
SDI vom Board an GPIO10 (SLI_MOSI)
CS  vom Board an GPIO05 für Board1, an GPIO06 für Board2 und an GPIO13 
für Board3
RDY vom Board wird nicht benötigt

Habe ich dies richtig interpretiert?

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Daniel K. schrieb:
> wenn ich drei PT1000

Ich lieber Salami.

Am Stück.

Zu Anfang war es noch Ein DS1820.

Glaubst du, die Leute haben Bock, dutzendmal das passende rauszusuchen, 
nur weil du deine Info scheibchenweise lieferst ?

Ich denke, zur Strafe musst du mit drei Boards leben, oder dir selbst 
eins suchen.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

Frank K. schrieb:
> Vorschlag:
>
> PT-1000 Sensor (dieser hier geht bis 280°C)
> https://www.adafruit.com/product/3984

Ganz nett und auch bezahlbar. Aber warum drei Kabel anstatt vier? Damit 
hätte man eine echte Vierdrahtmessung und alles wäre OK. Dreidraht ist 
halbgarer Unsinn. Da kann man es auch gleich bei zwei Drähten belassen.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

Daniel K. schrieb:
> wollte gerade das Anschlussschema für die drei MAX31685 an einem RaspPI2
> zeichnen und bin unsicher.

Na dann ZEICHNE doch erstmal! Erspare uns deine Lyrik!

von Daniel K. (danielkuenzler)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Daniel K. schrieb:
>> wenn ich drei PT1000
>
> Ich lieber Salami.
>
> Am Stück.
>
> Zu Anfang war es noch Ein DS1820.
>
> Glaubst du, die Leute haben Bock, dutzendmal das passende rauszusuchen,
> nur weil du deine Info scheibchenweise lieferst ?
>
> Ich denke, zur Strafe musst du mit drei Boards leben, oder dir selbst
> eins suchen.

keine Ahnung warum du sauer bist. mein Intro war, dass es mit den DS1820 
nicht geht (wegen zu hohen Temperaturen).
Nun verfolgte ich den Ansatz mit den drei Modulen und wollte mich 
rückversichern, dass ich sie richtig anschliesse.

Bitte entschuldige wenn dies scheibchenweise war

von Dieter W. (dds5)


Lesenswert?

Falk B. schrieb:
> Dreidraht ist
> halbgarer Unsinn. Da kann man es auch gleich bei zwei Drähten belassen.

Dreidraht funktioniert einwandfrei, so lang alle 3 Adern den gleichen 
Widerstand haben. Die Schaltung misst den Spannungsfall auf einer Seite 
des Pt und zieht den für die dritte Ader ab.

Bei Vierdraht entfällt diese Einschränkung.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

Dieter W. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Dreidraht ist
>> halbgarer Unsinn. Da kann man es auch gleich bei zwei Drähten belassen.
>
> Dreidraht funktioniert einwandfrei, so lang alle 3 Adern den gleichen
> Widerstand haben. Die Schaltung misst den Spannungsfall auf einer Seite
> des Pt und zieht den für die dritte Ader ab.

Theoretisch ja, wird das aber auch praktisch so gemacht? Denn dazu 
braucht es einen umschaltbaren, differentiellen ADC-Eingang.

> Bei Vierdraht entfällt diese Einschränkung.

Und man braucht nur einen differentiellen Eingang. Der 4. Draht ist 
einfacher und billiger als der umschaltbare ADC.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Falk B. schrieb:
> Denn dazu braucht es einen umschaltbaren, differentiellen ADC-Eingang.

Oder einen OpAmp.

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

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
>> Denn dazu braucht es einen umschaltbaren, differentiellen ADC-Eingang.
>
> Oder einen OpAmp.
>
> https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.32

OK, geht so. Aber auch da ist der Aufwand für einen halbweg guten OP 
nicht geringer als für einen 4. Draht.

von Frank K. (fchk)


Lesenswert?

Falk B. schrieb:

>> Dreidraht funktioniert einwandfrei, so lang alle 3 Adern den gleichen
>> Widerstand haben. Die Schaltung misst den Spannungsfall auf einer Seite
>> des Pt und zieht den für die dritte Ader ab.
>
> Theoretisch ja, wird das aber auch praktisch so gemacht? Denn dazu
> braucht es einen umschaltbaren, differentiellen ADC-Eingang.

Der MAX31865 auf der Interface-Platine kann mit 2-, 3- und 4-Leiter 
Sensoren betrieben werden. Ich denke nicht, dass der Fragesteller sehr 
hohe Ansprüche an die Genauigkeit hat. Wachs ist da sehr geduldig.

fchk

von Peter (pittyj)


Lesenswert?

Mal ein anderer Sensor: Wir haben hier einen FIR Temperatursensor 
MLX90632. Der wird ganz normal über I2C betrieben.
Dieser Sensor wird dann nicht in das Medium getaucht, sondern der nimmt 
die Wärmestrahlung der Oberfläche auf. Ähnlich einer Kamera.
Der Sensor muss <85 Grad sein, kann dann aber bis 200 Grad messen.
"On the other hand, the standard version covers an object temperature 
range from -20 to 200˚C but offers an accuracy of ±1˚C."

Vielleicht könnte so etwas auch gehen?
Die I2C Adresse kann übrigens geändert werden, dann könnte man auch 
mehrere Sensoren an einem Bus betrieben.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Mi N. schrieb:
> Wenn Du die RPis so liebst, kannst Du auch weitere Pico-RPis nehmen

Ein rPiPico hat mit einem rPi ungefähr so viel zu tun wie ein Apfel mit 
einem Keks.

Er hat zwar immerhin Anslogeingänge, die sind aber nicht so dolle (eher 
8 bit als 12 bit) und ein PGA fehlt auch.

> und
> Dir die teuren Zusatzplatinen sparen. Alternativ reicht auch ein
> ATmega48 für alle drei Kanäle.
> Beispiel für Pico-Pi: Beitrag "PT1000 an RP2040-pico-Board"
> Das neidgeplagte MaWinsche-Rauschen kannst Du getrost in die Tonne
> kloppen.

Na ja, deine krude Spannungsteilerauswertung löst wegen effektiv nur 8 
bit von 0 bis 200 GradC gerade mal 36 Stufen auf oder 6 GradC pro Stufe, 
da kommt kein Neid sondern Mitleid auf.

> Vergossene PT1000 Sensoren mit Anschlußleitung gibt es normalerweise
> recht günstig bei Pollin, die aber derzeit wohl nicht lieferbar sind.

Die teuren sind lieferbar

https://www.pollin.de/p/kabelfuehler-mit-sensor-pt1000-2-m-180016

Günstige hab ich bei Pollin nie gesehen.

von Mi N. (msx)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Ein rPiPico hat mit einem rPi ungefähr so viel zu tun wie ein Apfel mit
> einem Keks.

Der Kuchenboden wird aus Keksen gemacht und der Belag aus Äpfeln. Dazu 
ein kräftiger Tee oder Kaffee. Mit Kakao kennt das doch jedes Kind.

> Er hat zwar immerhin Anslogeingänge,

Die habe ich noch garnicht entdeckt.

> Die teuren sind lieferbar
>
> https://www.pollin.de/p/kabelfuehler-mit-sensor-pt1000-2-m-180016

Danke für den Tipp. Bei 8 Euro/Stk. bestelle ich gleich ein paar mit.

von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Er hat zwar immerhin Anslogeingänge, die sind aber nicht so dolle (eher
> 8 bit als 12 bit)

Was meinst du mit "nicht so dolle"?
Auflösung, Genauigkeit, Rauschen, Abtastjitter, DNL, Offset, ...?

von Thomas S. (Firma: Chipwerkstatt) (tom_63)


Lesenswert?

Achim M. schrieb:
> Deiner ominösen Datenbankanbindung ist es wurscht, ob die Daten jetzt
> von einem NTC, PTC, PT100, Thermoelement, DS18x20,  LM35 oder einem
> Bolometer kommen.

Dem ist an der Stelle nicht so. Der Rhaspy kan von Haus aus DS18x20 
einlesen. Dies tut er intuitiv und ganz automatisch, sobald er an dem 
vorgesehenen Port einen DS18xxx findet. Und analoge, wie den PT 
100/PT1000 kann er damit nicht einfach an die DB schicken.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Rainer W. schrieb:
> Was meinst du mit "nicht so dolle"?

ENOB soll so 8.5 sein, der Rest rauscht.

von Mi N. (msx)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Rainer W. schrieb:
>> Was meinst du mit "nicht so dolle"?
>
> ENOB soll so 8.5 sein, der Rest rauscht.

Ick lach mir schräg!
"soll so"? Keine konkrete Quelle? Stand das in der Blödzeitung?
Voll der Laberkopp!

Rainer W. schrieb:
> Auflösung, Genauigkeit, Rauschen, Abtastjitter, DNL, Offset, ...?

Der ADC hat an einigen Stellen signifikante Ausreißer, die man aber 
kompensieren kann. Siehe beiliegend Abbildung aus dem Datenblatt.
Aktuell gibt es gerade auch etwas zu diesem Thema an anderer Stelle:
Beitrag "Re: PT1000 an RP2040-pico-Board"

Man muß es wissen, dann kann man damit umgehen.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Mi N. schrieb:
> Ick lach mir schräg!
> "soll so"? Keine konkrete Quelle? Stand das in der Blödzeitung?
> Voll der Laberkopp!

Das steht im Datenblatt, wurde dir neben anderen Defiziten deines 
Pfuschs schon gesagt

Beitrag "PT1000 an RP2040-pico-Board"

und z.B. hier

https://forums.raspberrypi.com/viewtopic.php?t=323704&start=25

Und ja, "soll so", weil ich selbst das Ding nicht benutze.

von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> ENOB soll so 8.5 sein, der Rest rauscht.

Gegen Rauschen hilft Mittelung. Eine Verdoppelung der Messwerte 
reduziert die Rauschamplitude um einen Faktor sqrt(2). Bei einer 
Temperaturmessung dürfte die Abtastrate nicht das Problem sein.

Michael B. schrieb:
> und z.B. hier
>
> https://forums.raspberrypi.com/viewtopic.php?t=323704&start=25

Viel Gelaber ...

: Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.