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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Simulieren eines PT100


Autor: DerAndi (Gast)
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Hallo,

ich habe ein Wasserbad, welches nur einen PT100 Eingang hat, bekomme die 
Regeltemperatur jedoch Digital.
ich suche somit eine günstige Möglichkeit einen PT100 (mind. 5 - 80°C, 
Genauigkeit 0,1°C-0,5°C) zu simulieren. Hierbei hat der Microkontroler 
die Temp. aus einem 1-wire temp.Sensor erhalten und soll diese als 
Wiederstand an das Wasserbad weitergeben. Gibt es für diesen Bereich 
eine geeignete Lösung. Einen digitalen Pot. habe ich hierfür leider noch 
nicht gefunden.

Danke Andi

Autor: Analog (Gast)
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Gibt es dafür auch eine formulierte Frage?

Autor: DerAndi (Gast)
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Hallo,

Die Frage ist: Wie realisiere ich eine Schaltung, bei welcher ein 
Digitaler Wert in einen entsprechenden Wiederstand umgewandelt wird, 
welcher von seiner Größenordnung und Varianzbreite dem eines PT100 
entspricht.
Prinzipiell brauche ich somit einfach einen digitalen Potentiometer. Ich 
habe jedoch keinen gefunden, welcher im entsprechenden 
Wiederstandsbereich mit der entsprechenden Genauigkeit(Abstufung) 
funktioniert. Gibt es vileicht doch einen oder kann ich mein Ziehl auch 
anders erreichen.

Danke

Autor: Dieter Stotz (Gast)
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Andi,

nur zur Info: Falsche Schreibweise "Wiederstand", richtige Schreibweise 
"Widerstand". Kommt von wider = gegen. Und dann noch Ziel, nicht Ziehl.

Zu Deiner Frage: Dafür gibt es Geräte, die sehr teuer sind, z. B. von 
der Fa. Burster.
Man könnte über eine Reihe niederohmiger MOS-FETs ein in 2er-Potenzen 
gestuftes Array digital bedienen. Bei einer Parallelschaltung ergibt 
sich dann aber eine Funktion der Leitwerte, nicht der Widerstände. 
Bedingung für diese Schaltung wäre auch noch, dass sie nur für eine 
Polarität betrieben werden kann. Eine bipolare Ausführung wäre einiges 
aufwändiger.

Der Pt hätte bei 0 °C eine Wid. von 100 Ohm, bei 80 °C einen von ca. 131 
Ohm. Würden wir mit diesem o. g. Array einen Widerstandsbereich von 100 
Ohm bis sagen wir mal 140 Ohm generieren wollen, so könnte man dies 
durch einen Grundwiderstand (der permanent geschaltet ist) von 140 Ohm 
und besagtem Array realisieren, welches einen Minimalwiderstand von 350 
Ohm aufweist. Man müsste also lauter 2er-Potenzen dieses Widerstands 
schalten, also 700, 1400, 2800 Ohm usw. Sinnvollerweise würde man jedoch 
E-Reihe-Werte wählen, mit denen die Abstufung einfacher ist.

Die Anzahl der Stufen im Array richtet sich nach der geforderten 
Auflösung -- überschlagsmäßig wäre bei einem Bereich von 80 K in 
0,5-K-Schritten insgesamt 160 Schritte notwendig, was man mit 8 Bit 
bewerkstelligen könnte. Man muss jedoch beachten, dass man mit einer 
solchen "Leitwert-Addition" nur eine nichtlineare Widerstands-Simulation 
machen könnte. Anhand der am weitesten außen im Bereich liegenden 
Schritte könnte man sich jedoch ausrechnen. Wenn ich richtig gerechnet 
habe, wäre dies die Zuschaltung des LSBit mit ca. 90 k, und dies einmal 
bei 140 Ohm und dann bei ca. 100 Ohm. Man kommt auf 139,78 gegen 140 und 
99,89 gegen 100 Ohm. Im einen Fall also ca. 0,2 Ohm und im anderen (bei 
der niedrigen Temperatur) 0,1 Ohm. Sollte für eine 0,5-K-Auflösung 
genügen.

Klar, man muss die Digitalwerte erst über eine Tabelle auf die 
geforderte Temperatur anpassen.


Gruß

Dieter

Autor: Stefan May (smay4finger)
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Eventuell ist es einfacher, die Eingangsschaltung Deines Wasserbades zu 
modifizieren. Dort wird meist über mit einem Konstantstrom der 
Spannungsabfall über dem PT100 gemessen. Eine Spannung mit der 
entsprechenden Genauigkeit könntest Du per PWM erzeugen.

Sind die 1-Wire-Sensoren überhaupt so genau? Und benötigst Du wirklich 
diese Genauigkeit für Dein Wasserbad?

mfg, Stefan.

Autor: winne (Gast)
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µC gneriert PWM auf Tiefpass (R-C_Glied) und steuert damit

Mosfet mit separatem BULK (wie in Analogschaltern, potentialfrei z.B. 
SMY52 )

Autor: 6640 (Gast)
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Ein Simulator scheint um einiges aufwendiger als die ganze Steuereung zu 
ersetzen. Einen PT100 gibt's fuer 10 Euro, somit ist alles andere viel 
teurer.

Autor: holm (Gast)
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Ich glaube er will gar nicht so einen Aufwand sondern nur die Heizung 
dieses Wasserbades nach einem anderen Digitalthermometer steuern.
Dazu würde ein einziger verschiebbarer Schaltpunkt ausreichen. Die Frage 
Nr.1
währe für mich wie denn die Digitalsignale aussehen..

Gruß,

Holm

Autor: Ulrich P. (uprinz)
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Wie war das mit den Kanonen und den Spatzen...

Da wurde doch weiter oben bereits ausgerechnet, dass man lediglich 190 
Schritte braucht. Darunter wurde festgestellt, dass die Regelung über 
den veränderbaren Widerstand des PT100 ja entweder eine Stromregelung 
oder eine Spannungsregelung sein kann ( Spannungsteiler über zweiten im 
Wasserbad untergebrachten Widerstand).
Möglichkeit 1: Wasserbad Elektronik aufmachen und nachsehen.
a) Es ist eine Stromregelung und man nimmt einen I-DAC der einfach in 10 
bis 14 Bit einen Strom steuern kann. Kosten nicht viel und ist einfach 
anzusteuern.
b) Es ist eine Spannungsregelung, also nimmt man einen U-DAC, der Rest 
wie a)

Möglichkeit 2: Man will das Wasserbad nicht zerlegen also sollte man 
einen Widerstand nur durch einen Widerstand ersetzen.
Also bei Analog oder Maxim einen dieser I2C oder SPI programmierbaren 
Audio-Volume Controller nehmen, die einem teilweise sogar mit etwas 
Comfort helfen, sie können sich ihre Einstellung nämlich auch in einem 
EEPROM speichern.
Dieses elektronische Poti kann man nun durch Reihen- und 
Parallel-Schaltung von ein paar Widerständen in den ungefähren 
Widerstandsbereich des PT100 bringen.
Dann misst man mit dem PT100 und einem Referenz Thermometer einen 
Temperaturverlauf des Bades. Anschließend kennt man den nötigen Strom / 
die nötige Spannung. Dann schließt man seine Schaltung an und fährt den 
DAC oder das I2C-Poti einmal von 0 bis Anschlag und notiert die den 
Werten entsprechenden Ausgangsgrößen ( V / A ).
So hat man nun zwei Tabellen mit einer gemeinsamen Basis, der 
Solltemperatur und dazu passend den analogwert des PT100 und den 
Digitalwert des DAC.
Das ganze passt in einen Mega0.5 oder tiny lässt sich also in einen 9Pol 
SubD unterbringen.

Gruß, Ulrich

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