Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug DS18B20 an Heizungsrohr - wie?


von Simon M. (simon121)


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Hallo,

Ich möchte gerne die Temperaturen an Heizungsrohren mit DS18B20-Sensoren 
überwachen und habe mir hierfür vorkonfektionierte Sensoren bestellt 
(die mit der Metallhülse).

Nun rätsle ich, wo diese Fühler am sensibelsten sind: Stirnseitig oder 
seitlich?
Danach richtet sich ja die Art der Anbringung, woraus sich dann die 
nächste Frage ergeben würde... :-)

Um den Sensor seitlich ans Rohr anzubringen, würde ich mit 
Wärmeleitpaste, Kabelbindern und Rohrisolierung arbeiten.
Aber stirnseitig wird das ganze interessant...

Wäre toll, wenn Ihr Eure Erfahrungen mit mir teilen könntet.

Vielen Dank vorab,
Simon

: Verschoben durch Moderator
von Jens G. (jensig)


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Simon M. schrieb:
> Ich möchte gerne die Temperaturen an Heizungsrohren mit DS18B20-Sensoren
> überwachen und habe mir hierfür vorkonfektionierte Sensoren bestellt
> (die mit der Metallhülse).

Ja ja, die mit der Metallhülse. Es gibt ja auch nur eine Bauform mit 
Metallhülse ...

> Nun rätsle ich, wo diese Fühler am sensibelsten sind: Stirnseitig oder
> seitlich?

Die sind überall am sensibelsten, denn Metall leitet ja bekanntlich die 
Wärme ziemlich gut, so dass es da eher keinen störenden 
Temperaturgradienten geben dürfte. Da würde ich einfach den so einbauen, 
dass die Wärmeübergangsfläche am größten ist, also seitlich.

von Matthias S. (dachs)


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Steck die Dinger unter die Rohrisolierung und sichere diese mit 
Kabelbindern.
Fertig, jeder Aufwand darüber ist unnötig.

von Karl K. (leluno)


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kommt auf die geforderte Genauigkeit an. Wenn es um 1/10 Grad geht - 
z.B. für Wärmemessung - Hülse für Tauchfühler einlöten.

wenn es nicht so genau sein muss, möglichst parallel zum Rohr mit 
Isolierband und dann Wärmeisolierung drum rum.

von Helmut -. (dc3yc)


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Ich habe meine parallel zum Rohr mit metallenen Kabelschellen befestigt.

von H. H. (hhinz)


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Hättest du dir gleich als Rohranlegefühler bestellen sollen. Die 
superbilligen in der einfachen Hülse enthalten oft noch nicht einmal 
Wärmeleitpaste. Hol dir im Baumarkt Fugenband aus geschâumtem PE, 
eigentlich für das Verlegen von Estrich gedacht. Damit Fühler und Rohr 
umwickeln, und dann mit Kabelbinder fixieren. In der Software dann die 
Trägheit berücksichtigen.

von Rainer W. (rawi)


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Simon M. schrieb:
> Nun rätsle ich, wo diese Fühler am sensibelsten sind: Stirnseitig oder
> seitlich?

Die DS1820 haben die beste thermische Anbindung über die Pins. Da kommst 
du wegen der Metallhülse aber wohl nicht ran. Wie der DS1820 an die 
Metallhülse angekoppelt ist, weiß wohl nur der Hersteller - oder du 
musst einen auf machen.
Schon innerhalb des Heizungsrohres gibt es zur Wand einen 
Temperaturgradienten, d.h. nur mit einem Eintauchfühler mit an den 
Rohrdurchmesser angepasster Eintauchtiefe, sitzt du sauber im Strom 
drin. Wie stark der Gradient ist, hängt von deiner Rohrisolation und der 
Differenztemperatur ab.

Simon M. schrieb:
> ... würde ich mit Wärmeleitpaste ... arbeiten

Damit die Wärmeleitpaste ihre Wirkung entfalten kann, muss der zu 
überbrückende Luftspalt klein sein, d.h. du brauchst Cu- oder Al-Blöcke, 
die sauber an Metallhülse und Heizungsrohr anliegen. Wärmeleitpaste 
funktioniert primär nicht, weil sie die Wärme gut leitet, sondern weil 
sie den zweimaligen Wärmeübergang Luft-Metall vermeidet 
(Metall-Luft-Metall), auch wenn die Bezeichnung anderes vermuten lässt. 
Ansonsten ist das nur Schmierkram.

Bei DS1820, die mit ihrem TO-92 direkt ans Rohr montiert werden, 
funktioniert ein Tropfen Heißkleber recht gut - darüber ein Kabelbinder 
und Rohrisolation.

von (prx) A. K. (prx)


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Karl K. schrieb:
> Wenn es um 1/10 Grad geht

... dann vorher kontrollieren, ob das Nachbauten sind. Ich hatte für 
eine solche Aktion man solche mit Metallhülse besorgt - mit kurzem und 
langem Kabel. Die Einen waren genau, die anderen mit deutlicher 
Abweichung. Was allerdings bei Heizwasser egal war.

von Heinz R. (heijz)


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schieb sie irgendwo unter die vorhandene Isolierung, fertig

Falls keine Isolierung vorhanden, mach an der Stelle welche rum

Das reicht aus - falls höhere Genauigkeiten gewünscht sind musst als 
erstes sicherstellen das Du nicht eine der vielen Fälschungen gekauft 
hast

von H. H. (hhinz)


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Rainer W. schrieb:
> Damit die Wärmeleitpaste ihre Wirkung entfalten kann, muss der zu
> überbrückende Luftspalt klein sein, d.h. du brauchst Cu- oder Al-Blöcke,
> die sauber an Metallhülse und Heizungsrohr anliegen. Wärmeleitpaste
> funktioniert primär nicht, weil sie die Wärme gut leitet, sondern weil
> sie den zweimaligen Wärmeübergang Luft-Metall vermeidet
> (Metall-Luft-Metall), auch wenn die Bezeichnung anderes vermuten lässt.
> Ansonsten ist das nur Schmierkram.

Für dickere Schichten mischt man die Paste mit Diamantpulver.

von Simon M. (simon121)


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Wow, so viele Antworten, vielen Dank.

(Damit ich nicht noch eine weitere ironisch-sarkastische Schelle bekomme 
- ich habe diese Bauart: 
https://de.rs-online.com/web/p/entwicklungstools-sensorik/2049893  :-) )

Wie gesagt, es geht wirklich nicht um 1/10 Grad. Deshalb werde ich das 
Ganze pragmatisch angehen und die Fühler seitlich unter die Isolierung 
schieben und alles sauber festmachen.

Ihr wart mir eine super Hilfe - danke!
Simon

von Thomas (db8nr)


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Mach bitte mindestens 30cm des Kabels mit am Sensor zwischen dem Rohr 
fest. Der Sensor mißt vorwiegend die Kabeltemperatur. Wenn du das Kabel 
direkt abknickst dann würdest du mehr die Luft messen.

Ich meine sowas:
Mit Kabel direkt geknickt:
Rohr: 40°
Luft: 20°
Meßergebnis: ca. 25°

Siehe oben:
Rainer W. schrieb:
> Die DS1820 haben die beste thermische Anbindung über die Pins. Da kommst
> du wegen der Metallhülse aber wohl nicht ran. Wie der DS1820 an die
> Metallhülse angekoppelt ist, weiß wohl nur der Hersteller - oder du
> musst einen auf machen.

: Bearbeitet durch User
von Simon M. (simon121)


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Thomas schrieb:

> Der Sensor mißt vorwiegend die Kabeltemperatur.

Hallo Thomas,

oh, das überrascht mich jetzt. Der Sensor ist ja ganz vorne und mit 
seinen drei Beinchen angelötet - wie kann der die Kabeltemperatur 
messen?

VG Simon

von Thomas (db8nr)


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Das Kabel ist wahrscheinlich aus Kupfer und das leitet Temperaturen 
bestens. Wenn das Kabel in Luft ist dann ca. 20° und diese Temperatur 
geht dann an die Pins des Sensors.
Darum sollte das Kabel mit am Rohr sein, dann haben das Kabel und die 
Sensorpins die gleiche Temperatur wie das Rohr (z.B. 40°).

von Matthias S. (dachs)


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Thomas schrieb:
> Das Kabel ist wahrscheinlich aus Kupfer

Von den ca. 5mm Kabeldurchmesser sind bestenfalls 3x0.14 mm² aus Kupfer 
- und das auch noch gut verpackt im Inneren...

von Heinz R. (heijz)


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Thomas schrieb:
> Das Kabel ist wahrscheinlich aus Kupfer und das leitet Temperaturen
> bestens.

vor vielen Jahren habe ich mal in diesem Forum hier nachgefragt: 
Aussentemperatursensor der Heizung, Kupferkabel 3x1,5 durch die Wand 
nach aussen - verfälscht es die Messergebnisse?

Mir hat hier jemand sehr plausibel vorgerechnet dass das nichts ausmacht

von Thomas (db8nr)


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Rainer W. schrieb:

> Die DS1820 haben die beste thermische Anbindung über die Pins. Da kommst
> du wegen der Metallhülse aber wohl nicht ran. Wie der DS1820 an die
> Metallhülse angekoppelt ist, weiß wohl nur der Hersteller - oder du
> musst einen auf machen.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ein PDF aus Bildern als Doku gaaanz toll. Typisch Arduino-Krempel.
Wenigstens steht unten eine Adresse:
https://wiki.dfrobot.com/Waterproof_DS18B20_Digital_Temperature_Sensor__SKU_DFR0198_

Da ist sogar das Metallröhrchen mit Abmessungen abgebildet.

Im unten verlinkten ZIP ist sogar ein altes Datenblatt zum Sensor 
enthalten, noch von Dallas, heute von Analog Devices:
https://www.analog.com/en/products/ds18b20.html

Und die Arduino-Programmtexte sind auch lesbar, statt als Bild.

von Wollvieh W. (wollvieh)


Angehängte Dateien:

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Wer eine gute Nagelfeile und ruhige Hände hat, kann sich nach dieser 
Anleitung versuchen und das Gehäuse minimieren.

https://www.reddit.com/r/AskElectronics/comments/1fm4b18/how_to_make_to92_smaller/?tl=de


Simon M. schrieb:

> oh, das überrascht mich jetzt. Der Sensor ist ja ganz vorne und mit
> seinen drei Beinchen angelötet - wie kann der die Kabeltemperatur
> messen?

Hängt ganz davon ab, wie gut die Hülsentemperatur auf Kabel und Sensor 
übertragen wird im Vergleich zu den drei Kupferadern. Aber gerade bei 
einer hohen Temperaturdifferenz, wie z.B. 20°C Raum und 80°C 
Kesselwasser, dürfte es schon einen mehr oder weniger merklichen Einfluß 
geben.

Früher hätte man das mit finiten Elementen auf einer Cray ausgerechnet, 
wie lang Hülse und Isolierung sein müssen. Heute, wo jeder die nötige 
Rechenleistung dazu in der Tasche hätte, läßt man lieber KI dazu was 
labern. :)

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Simon M. schrieb im Beitrag
> oh, das überrascht mich jetzt. Der Sensor ist ja ganz vorne und mit
> seinen drei Beinchen angelötet - wie kann der die Kabeltemperatur
> messen?
Halte doch einfach mal mit Kältespray auf das Kabel...

Ich habe das "Problem" so gelöst, daß ich den Sensor und 20cm Kabel 
unter die Isolierung geschoben habe.

von Simon M. (simon121)


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...toller Hinweis - ich werde darauf achten, auch das Kabel ein Stück 
weit einzupacken.

Danke Euch!

von Peter O. (peter_o)


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Löte doch ein Stück Kupferrohr an deine Wasserleitung. Innendurchmesser 
minimal größer als Sensoraußendurchmesser. Dann den Sensor mit 
Wärmeleitpaste ins Rohr schieben.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Angehängte Dateien:

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Hier die Zeichnung des Metallrohrs

https://www.analog.com/en/resources/technical-articles/package-thermal-resistance-values-theta-ja-theta-jc-for-temperature-sensors-and-1wire-devices.html

Da bekommt man Thetawerte der Sensoren, allerdings aus der Zeit, als der 
Hersteller noch Maxim hieß, die hat AD nur kopiert. Und eine 
Gehäusezeichnung mit Abmessungen sucht man bei AD auch vergeblich.

von Simon M. (simon121)


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Hi Peter,

das ist sicher eine gute Lösung - aber gehe dann eher den pragmatischen 
Weg.
Ich habe nichts zum Löten und pfusche lieber nicht an der Anlage herum. 
:-)

vg
Simon

von Thomas (db8nr)


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Simon M. schrieb:
> ...toller Hinweis - ich werde darauf achten, auch das Kabel ein Stück
> weit einzupacken.
>
> Danke Euch!

Das Kabel muß Rohrtemperatur und nicht Lufttemperatur haben!
Somit bin ich jetzt zufrieden ;-)

: Bearbeitet durch User
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