Kühlschrank Thermostat

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execute0r

08.06.13 22:08

Danke für den Hinweis. Werde ich mit einprogrammieren.


xoexlepox

08.06.13 22:16

execute0r:
Wie müsste ich den PT100 verbauen damit ich den Temperaturbereich zwischen 0 und 20° abgedeckt habe ?

Die Konstruktion mit dem µC erscheint mir zwar "ein wenig oversized", aber wenn nichts Anderes verfügbar ist... Der PT100 ist ein PTC, d.h. der Widerstand steigt mit steigender Temperatur, und sollte bei 0°C etwa 100Ohm, und bei 20°C bei etwa 108Ohm betragen. Mit einem Spannungsteiler von 100Ohm nach VCC (5V stabilisiert?) und dem PT100 nach Masse solltest du somit eine Spannung von 2.5V bei 0° und ca. 2.6V bei 20° erhalten. Wenn du das an den invertierenden Eingang des OpAmps anklemmst, und den nichtinvertierenden Eingang (mit Hilfe eines Spannungsteilers aus gleichen Widerständen -10k?- zwischen VCC und GND) auf 2.5V legst, hast du am Ausgang des OpAmps schon einmal ein (digitales) Signal "unter/über 0°". Wenn du dann noch die Verstärkung des OpAmps mit Hilfe eines Widerstandes (z.B. 1k) vom Ausgang auf den invertierenden Eingang reduzierst (in diesem Beispiel auf etwa 20), solltest du eine Spannung am Ausgang des OpAmp erhalten, die sich zwischen 0° und 20° um ca. 2V ändert. Achtung: Diese Spannung fällt aufgrund der Invertierung bei steigender Temperatur! Die in diesem Beispiel verwendeten Werte entstammen einer "überschlagsrechung meines kranken Hirns", und sind demzufolge nicht unbedingt exakt/richtig -> "Ausprobieren". Auf jeden Fall solltest du in der Software eine Hysterese vorsehen (bei 9° "ein", aber erst bei 7° "aus"), das schont das Relais (und deine Nerven ).

PS: Das gleiche Problem mit einem Thermostaten (mit über 1m Kapillarleitung dran -> nur schwer zu bekommen) hatte ich vor ein paar Jahren auch. Ich habe es damals mit einem TL084 und einer 1N4148 als Temperaturfühler gelöst, wobei noch eine Laufzeitbegrenzung des Kompressors "abfiel" -> Läuft bisher.

Edith meint, ich hätte Infos zum Temperaturfühler hinzugefügt.



Zuletzt bearbeitet: 08.06.13 22:47 von xoexlepox

i_h

08.06.13 22:32

Immerhin hat der uC einen eingebauten OPV am ADC. Sogar differenziell kann er, mit wählbarer 20x Verstärkung.
Also PT100 mit Widerling gegen Masse, einen zweiten Spannungsteiler an's andere differenzielle Ende, Rest in Software. Wählt man den 2. Spannungsteiler geschickt, reicht auch die Auflösung dank 20x dicke aus.

execute0r

08.06.13 23:08

Klingt sehr vielversprechend

Mein Hauptproblem ist, dass ich mich mit Analogen Bauteilen nur schlecht bis sehr schlecht auskenne. Ich habe schlichtweg keine Erfahrung mit dieser Bauteilgruppe, bin aber bereit dieses zu ändern was spätestens in nem halben Jahr sowieso erfolgt da dann das Studium los geht... Meine stärke liegt in der digitalen Ebene Aber Back to Topic :

Ist es möglich das mir wer das kurz Skizziert was xoexlepox vorgeschlagen hat ? Bekomme das wahrscheinlich aus der beschreibung so nicht ans laufen

lg Heiko

xoexlepox

08.06.13 23:37

execute0r:
Ist es möglich das mir wer das kurz Skizziert was xoexlepox vorgeschlagen hat ?

Wenn du mit EAGLE < V6.x arbeitest (das XML-Gedöns ab V6 werde ich nicht anfassen, benutze hier V5.11.0), und mir deine Schaltung zusendest (als PN möglich?), kann ich dir meine Vorstellungen dort "reinstricken" und zurücksenden.


epsilon

08.06.13 23:37

Mach es nicht unnötig kompliziert. So wie Du es selber schon gesagt hattest: Vcc--R1--PT100--GND

Wenn Du die Betriebsspannung als Referenz nimmst, liest Du bei 0 Grad 2,5V bzw. 512. Der nächsthöhere Wert, also 513, entspricht ca. 2,505V oder 100,39 Ohm oder 1 Grad. Zufall, aber ganz praktisch. Was macht man, wenn das letzte Bit wackelt? Mehrfach wandeln, 4 oder 8 oder 16 Messungen oder so, und mitteln, fertig.

Der Vorschlag von i_h ist noch besser. PT100 wie oben auf PB4, auf PB3 über 10k --- 10k die halbe Versorgungsspannung legen und im Tiny in MUX[3..0] den Wert 0111 eintragen. Das mißt die Differenz zwischen beiden Pins und verstärkt das um 20. Du hast also eine Auflösung von ca. 0,05 Grad!!! Kostet allerdings einen Extrapin. Aber was solls!


execute0r

09.06.13 09:45

Wenn du mit EAGLE < V6.x arbeitest (das XML-Gedöns ab V6 werde ich nicht anfassen, benutze hier V5.11.0), und mir deine Schaltung zusendest (als PN möglich?), kann ich dir meine Vorstellungen dort "reinstricken" und zurücksenden.


Arbeite leider schon mit 6.1.1

Dann werd ich das mal so zusammenlöten und mal schauen

Schonmal danke für die Hilfe

lg Heiko

xoexlepox

09.06.13 12:28

execute0r:
Arbeite leider schon mit 6.1.1

Schade, aber in dieser Soft existiert ja leider auch kein "way back" oder ein universelles Datenformat -> Naja, wenn eine Firma erstmal verkauft wurde, strebt die Qualität dann sehr schnell gegen Null... Also habe ich meinen Vorschlag mal kurz in einen Schaltplan übersetzt:

Störe dich nicht an den "offenen Enden" des OpAmps, der Plan soll nur die Beschaltung der Ein/Ausgänge verdeutlichen. Brauchbar?


i_h

09.06.13 13:44

Du kannst es ohne OPV auch so machen:


Das Ding mit dem Strich durch soll der PT100 sein. Wo ADC+ und - sind musst du nachschauen, ist prinzipiell auch egal welches wohin kommt.
Einen der 10k Widerlinge würd ich durch ein Poti ersetzen (zB. den rechts unten), damit lässt sich der Nullpunkt noch komfortabel anpassen.

xoexlepox

09.06.13 14:01

i_h:
Du kannst es ohne OPV auch so machen...

Leider hat ein PT100 nicht 10kOhm, sondern nur ca. 100Ohm (bei 0°C). Das ist mir bei der Schaltung auch schon "etwas sauer aufgestoßen": Der Spannungsteiler "frisst" damit ca. 25mA...

shaun

09.06.13 14:02

Mit dem 100R Widerstand wird der PT100 aber zur Heizung
Lieber mit dem Strom in Richtung 1mA gehen und den 2. Zweig der Brücke entsprechend aufbauen, damit der Differenzverstärker ordentlich was zu verstärken hat.

PS. wo wirst Du studieren...? Nicht dass Du Dir zu viel erwartest. Wir haben in der TU OPV-Grundschaltungen angerissen, ansonsten war das Befinden der Ladungsträger in Halbleitern so viel wichtiger, dass es Physik der Halbleiterbauelemente, Elektronische Bauelemente und noch so einige Vorlesungen, von denen man sich eigentlich eher etwas Schaltungstechnik erwartet hätte, komplett ausgefüllt hat

Omega

09.06.13 14:13

Warum muss es denn unbedingt ein PT100 sein? Ein deutlich billigerer und einfacherer auszuschlachtender NTC wäre doch viel besser hier.
Du willst ja keine Temperatur genau messen, sondern einfach nur schalten. Mit einem NTC brauchst du deutlich weniger Strom und kannst den besser (genauer) auswerten.
Die Widerstandsänderung zwischen 4 und 5°C ist deutlich größer als bei einem PT100.

Edit: Siehe dir mal dieses Bild an: http://www.mikrocontroller.net/attachment/26793/ntc.JPG Da sieht man schön, wie groß der Widerstandsunterschied ist.

NTC 10k@25°C:
Widerstandswert bei 5°C: 25,34 kOhm
Widerstandswert bei 10°C: 19,87 kOhm

PT100
Widerstandswert bei 5°C: 101,95 Ohm
Widerstandswert bei 10°C: 103,9 Ohm

Fällt was auf?



Zuletzt bearbeitet: 09.06.13 14:26 von Omega

Bastelbruder

09.06.13 14:19

Auch der PT100 läßt sich "sporadisch" betreiben, d.h. man schaltet ihn nur alle 10 Sekunden für 10ms ein. Schneller muß die Temperaturabfrage im Kühlschrank wohl nicht sein.

Warum eigentlich überhaupt PT100, soll da eine Präzisionskältemaschine entstehen? Ich hätte einen NTC 10k gewählt, der hat bei 0°C schon um die 30k.

P.S. an meinem AEG Santo 165V (noch mit dem guten Kältemittel) hatte sich wenige Tage nach Erneuern der Türdichtung der Thermostat verabschiedet. Aufgemacht: Kontakt verbruzzelt (nach ca.30 Jahren nicht ungewöhnlich.) Nachgebogen um den Original-Federweg und die Hysterese wiederherzustellen, läuft schon wieder vier Jahre.

xoexlepox

09.06.13 14:19

shaun:
Mit dem 100R Widerstand wird der PT100 aber zur Heizung

Das ist ein durchaus berechtigter Einwand. Diesen Effekt habe ich bisher nicht berücksichtigt -> Knapp 63mW könnten das Messergebnis (anhängig von der Bauform und Anbringung) schon beeinflussen. Mit weniger Strom (z.B. 1mA) wandert jedoch die zu messende/vergleichende Spannung schon recht nahe an VCC. Da stellt sich dann die Frage, wie "Rail-to-rail-fähig" der OpAmp ist Die meisten "üblichen" OpAmps bekommen bei weniger als ca. 1V Differenz zur Betriebsspannung (oder GND) schon so ihre Probleme. Hat jemand Erfahrungen, wie das mit dem Amp im Atmel aussieht?


i_h

09.06.13 14:37

Ja dann nimm entweder iwas mit 10kOhm (würd auch eher zu einem 10k NTC raten, viel billiger) oder mach halt aus den 10kOhm neben dem PT100 auch 100 Ohm.

Oder häng das 2. differenzielle Ende gegen Vcc, oder tausch den PT100 mit dem 10kOhm darunter aus und häng das 2. Ende gegen Masse... gibt schier unbegrenzt Möglichkeiten .

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