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Temperaturmessung über Atmega 16
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niki1



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
Beiträge: 16

BeitragVerfasst am: Mo 29.Dez 2008 23:38:09    Titel: Temperaturmessung über Atmega 16 Bauteile finden Antworten mit Zitat

Hallo

ich habe mit der Bascom Programmierung von Avr's seit 2 Tagen begonnen.

Und wollte euch Fragen wie ich mit dem ADC vom Atmega 16 einen Ntc am besten auslesen kann(über einen Spannungsteiler ?)? Ich will die Temperatur messen und dann über einen Text-Lcd (HD44780) ausgeben.

Nun mein erstes Problem ist einmal, mit dem NTC .

Denn das Datenblatt von www.conrad.at ist katastrophal. Sucht mal unter der Artikelnummer 467243. Welche Spalte muss ich da nehmen?
Und gibt es dafür keine allgemeine Formel?

mfg niki1
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BellaD



Anmeldungsdatum: 03.12.2006
Beiträge: 1708
Wohnort: Klinik der misshandelten Kuscheltiere

BeitragVerfasst am: Di 30.Dez 2008 11:42:39    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

moin


du suchst dir im Datenblatt den passenden Typ raus Wink

M87 = G 350 5 K bedeutet 5 kiloohm bei 25% C
also ist für dich die RT/Kennlinie 8010 interessant
da schauen wir jetzt mal drauf und sehen links die Temperaturwerte in °C
in der Spalte 8010 steht unter RT/R25 das Verhältnis der Widerstandsänderung zur Grundtemperatur 25°C - siehe Zeile 25° ,da steht unter RT/R25 = 1.000 - das bedeutet das bei 25 ° der Widerstand des NTC
5k*1 = 5k beträgt.
Du müsstest jetzt eine Tabelle anlegen wo du für die Temperaturen die Faktoren hinterlegst um dann in Bascom deine Temperatur auszurechnen.

Da der ADC nur positive Spannungen mit 10 Bit (1023Schritte)digitalisieren kann, kannst du mit dem NTC als Spannungsteiler geschaltet, nur Temperaturen in einem kleinen Bereich mit hoher Auflösung oder grossem Bereich mit grober Auflösung messen.

Beacht das die max. Eingangsspannung des ADC 5V beträgt (je nach gewählter Referenzsp. auch weniger ).

Den Spannungsteiler kannst du so berechnen das bei der zu messenden mind. Temp. zB.10°C die Spannung am ADC 1Volt beträgt und bei 40° dann halt .....
Den dafür erforderlichen R kannst du nach R=U/I errechnen wobei der Strom durch den Spannungsteiler ca. 1mA betragen sollte um eine Eigenerwärmung möglichst gering zu halten.

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niki1



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
Beiträge: 16

BeitragVerfasst am: Do 01.Jan 2009 14:35:59    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Hallo.

Ersteinmal ein gesundes und erfülltes neues JAHR 2009.

Also so wie ich das verstanden habe kann ich mit diesen 10 Bit Auflösung einen Werte Bereich von 0°C bis 1023°C nur in 1°C Schritten darstellen, oder?
Somit könnte ich dann einen Wertebereich von -40°C bis 100°C locker mit hoher Auflösung darstellen oder?

Zitat:
Den Spannungsteiler kannst du so berechnen das bei der zu messenden mind. Temp. zB.10°C die Spannung am ADC 1Volt beträgt und bei 40° dann halt .....


Wieso muss ich den Spannungsteiler so dimensionieren dass bei meiner tiefst zumessenden Temperatur 1 Volt am Eingang von ADC ist?
Das heißt ich müsste dann so dimensionieren dass bei der Höchst zumessenden Temperatur der Strom so gering ist das er sich nicht auf meine Messchaltung auswirkt.

Mfg niki1
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kalledom



Anmeldungsdatum: 11.04.2008
Beiträge: 735
Wohnort: EU-Großbüllesheim

BeitragVerfasst am: Do 01.Jan 2009 16:20:09    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

niki1 hat folgendes geschrieben:
Somit könnte ich dann einen Wertebereich von -40°C bis 100°C locker mit hoher Auflösung darstellen oder?
Wenn Du -40 bis +100°C messen möchtest, dann ist das ein Bereich von 140°C. Dazu hast Du maximal 5V zu Verfügung, was eine Auflösung von 5000mV / 140°C = 35,7mV ergibt.
Der Spannungsteiler muß so ausgelegt sein, daß bei 0V = -40°C und bei 5V = +100°C angezeigt werden.

Die Auflösung der 5V bei 10 Bit beträgt: 5000mV / 1024 = 4,88mV.
Für eine Anzeige in 0,1°C-Schritten müßte die Ausflösung 3,57mV betragen, bei 10 Bit sind aber nur 4,88mV möglich.

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MfG Karl-Heinz
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niki1



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
Beiträge: 16

BeitragVerfasst am: Do 01.Jan 2009 17:02:00    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Hallo.

Danke für die ausführliche Erklärung.

Da dass mit der Auflösung von 0,1 °C nicht klappt habe ich den Messbereich geändert und auf -20°C bis +50°C ausgelegt.

Somit wäre das mit dieser Auflösung lösbar.

Jedoch hänge ich irgendwie bei der Dimensionierung des Spannungsteilers, kommt es mir nur so vor oder wird das nicht so einfach mit einem in Serie geschalteten Widerstand?

Mfg niki1
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kalledom



Anmeldungsdatum: 11.04.2008
Beiträge: 735
Wohnort: EU-Großbüllesheim

BeitragVerfasst am: Do 01.Jan 2009 22:51:21    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

niki1 hat folgendes geschrieben:
.... kommt es mir nur so vor oder wird das nicht so einfach mit einem in Serie geschalteten Widerstand?
Mit einem einfachen Spannungsteiler geht das nicht.
Da Du keinen passenden Widerstand für den Spannungsteiler finden wirst und die Spannung bei -20°C bis +50°C auch nicht 0...5V betragen wird, mußt Du einen Operations-Verstärker mit einstellbarer Verstärkung einsetzen, der am Ausgang (fast) 0....5V liefert, was durch eine asymmetrische Versorgung mit 5V erreicht wird.
Außerdem mußt Du den Temperatur-Bereich, also den Nullpunkt, verschieben können; das kannst Du mit dem gleichen Operations-Verstärker erledigen.

Edit: Ich würde von einem Spannungsbereich 0,5...4,5V am Ausgang des OpAmp ausgehen.
Das ergibt bei 10 Bit-Auflösung: 4,0V / 4,88mV = 820 Stufen.
Bei 0,1°C Genauigkeit kann somit ein Temperatur-Bereich von 82,0°C abgedeckt werden. Das wäre z.B. von -20,0°C bis +62,0°C.

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MfG Karl-Heinz
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niki1



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
Beiträge: 16

BeitragVerfasst am: Fr 02.Jan 2009 17:10:11    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Hallo.

Heißt dass das ich einen nicht inv. Verstärker mit assymetrischer Versorgung brauche?

Und an den (-) Eingang hänge ich einfach eine Spannung an , um den 0 Punkt zu verschieben?

Mfg niki1
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kalledom



Anmeldungsdatum: 11.04.2008
Beiträge: 735
Wohnort: EU-Großbüllesheim

BeitragVerfasst am: Sa 03.Jan 2009 12:42:27    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

So ähnlich ....
Je nachdem wie rum der Spannungsteiler mit dem Temperatur-Sensor an GND und Plus angeschlossen wird, kannst Du auch einen Invertierer nehmen.
Vom Ausgang zum (-) Eingang ein Poti für die Verstärkung nicht vergessen.

Schau mal bei http://www.domnick-elektronik.de/elekovg.htm unter "Schaltungen mit asymmetrischer Spannungsversorgung".

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MfG Karl-Heinz
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niki1



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
Beiträge: 16

BeitragVerfasst am: Mo 05.Jan 2009 18:20:43    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Hallo.

Also ich kann mir das jetzt beim besten Willen nicht vorstellen.

Kannst du mir vielleicht einen Schaltplan erstellen ?

Mfg niki1
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kalledom



Anmeldungsdatum: 11.04.2008
Beiträge: 735
Wohnort: EU-Großbüllesheim

BeitragVerfasst am: Mo 05.Jan 2009 18:48:43    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Vielleicht kommst Du mit folgenden Plänen weiter.

DM steht für Dehnungs-Meßstreifen und kann durch den Temp-Sensor ersetzt werden. Einige Werte der Brücke R2...R5 müssen dann geändert werden.
Alternativ kannst Du IC1A einfach nur als Impedanzwandler benutzen.

Oder nimm die andere Schaltung. Statt des blauen Rechtecks den Temp-Sensor dort einsetzen.

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niki1



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
Beiträge: 16

BeitragVerfasst am: Mo 05.Jan 2009 20:34:03    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Hallo Kalledom.

Welche Schaltung meinst du jetzt?

Mfg niki1
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BellaD



Anmeldungsdatum: 03.12.2006
Beiträge: 1708
Wohnort: Klinik der misshandelten Kuscheltiere

BeitragVerfasst am: Mo 05.Jan 2009 23:11:25    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

moin

du brauchst keinen OpAmp wenn du dich zB. erstmal mit einen Messbereich von 0 - 50° C zufrieden gibts.
siehe Anhang

Du musst nur erstmal aus dem Datenblatt ein Diagramm erstellen ( Taschenrechner) und dann für den Temperaturbereich die Werte ausrechnen
erstmal reichen ja die vorgegebenen 5° Schritte des Datenblattes - wenn sich dann rausstellt das der NTC halbwegs linear ist Rolling Eyes ist gut wenn nicht Crying or Very sad

da du 5V referenzsp. hast beträgt die Auflösung 5/1023 = ca.5mV
jetzt rechnest du die Spannung am Spannungsteiler für den höchsten Messwert = 50 ° und für den niedrigsten aus , daraus bildest du die Differenz deltaU - das ist der Wert um den Die Messspannung schwankt, die teilst du durch anzahl Grad (Messbereich) und bekommst damit den Spannungswert für ein Grad C .
wenn der jetzt ca. 40mV beträgt kannste den durch das kleinste noch messbare Spannungsinterval teilen und kommst damit auf die kleinst mögliche Auflösung in Grad C° (oder sonstwas) also 1/(40/5) =0,125°C
damit könntest du also jetzt 0 - 50° messen mit einer Auflösung von 0,125 ° - für die Anzeige müsstest du nun natürlich das nochmal in eine vernünftige Form bringen -sprich umrechnen.

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niki1



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
Beiträge: 16

BeitragVerfasst am: So 11.Jan 2009 19:22:32    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Hallo.

erm... ich verstehe jetzt nicht so ganz was ich machen muss.?

Jetzt muss ich ja nur noch Programmieren oder ?

Mfg niki1
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niki1



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
Beiträge: 16

BeitragVerfasst am: So 11.Jan 2009 19:45:26    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Hallo.

Hab mal in 5er Schritten die Tabelle in Excel eingetippt und als Diagramm ausgeben lassen.

Ist nicht sehr linear Sad

Mfg niki1
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derguteweka



Anmeldungsdatum: 18.12.2005
Beiträge: 1466

BeitragVerfasst am: So 11.Jan 2009 20:56:46    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Moin,

niki1 hat folgendes geschrieben:
Ist nicht sehr linear Sad

Das Leben ist kein Ponyhof Very Happy
Jetzt machste mal noch ein Diagramm, in dem du nicht den Widerstand ueber die Temperatur auftraegst, sondern die Spannung, die an einem Spannungsteiler aus dem NTC und einem dir genehmen Widerstand rauskommt - das ist dann naemlich ein Wert, den du gut messen kannst. Am besten du traegst die Spannung nicht mehr in Volt, sondern in dem entsprechenden Wert an, den der ADC ausgibt

Dann die Umkehrfunktion von dem ganzen Dingens.
Das wird aehnlich nichtlinear ausfallen. Solche Kurven kannst du dann durch Potenzreihen approximieren. Ich glaub', dass sogar im Excel eine Funktion dafuer drinnen ist, die dir ein Polynom bestimmter Ordnung ausspuckt, was moeglichst gut durch deine Messpunkte geht - da bin ich mir aber nicht sicher, ich arbeite nicht mit Excel.
Je hoeher die Ordnung, desto genauer die Approximation.
Wuerd' ich aber erstmal nur mit einem Polynom 2.Kajuete anfangen, also einer quadratischen Funktion.
Diese Funktion liefert dir dann fuer den gegebenen Wert des ADCs die dazu gehoerige Temperatur - und schon ist's fertig Smile

Gruss
WK
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