Neulingsfrage: PT1000 Auswertung parallel zu vorh. Regler

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Neulingsfrage: PT1000 Auswertung parallel zu vorh. Regler

    







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Hallo!

Da meine Kenntnisse der Schaltungstechnik ziemlich eingerostet sind - vielleicht ist dieses das richtige Forum um mir, dem Neuling, auf die Sprünge zu helfen ...

Ich möchte Temperaturen, die mit PT1000 Fühlern von einem käuflichen Regler ausgewertet werden, parallel dazu mit einem Rechner mit protokollieren.

Dazu steht ein AD-Wandler zur Verfügung, der auf 16 Kanälen Spannungen im Bereich +/- 12V auswerten kann. Die Werte werden dann per TCP/IP über´s Hausnetz "abgeholt".

Der Applikationsvorschlag des Wandlerherstellers empfiehlt die übliche Speisung der PT1000 mit Konstantstromquelle.

Nun weiss ich nicht, ob & wie das der Regler "am anderen Ende" (auch) macht und möchte natürlich keine Rückwirkungen (Verfälschungen der Mess-Signale) erzeugen...

...gibt es dafür irgendwo einen Standard-Schaltvorschlag?
Oder ist das ein eher nicht-triviales Problem?

Messen kann ich über die PT1000 Sensoren am Regler 2V, wenn aber der Wandlereingang mit dem PT1000 Fühler einfach 1:1 verbunden wird (und die Signalmassen natürlich) taucht am Wandlerausgang kein vernünftiger Wert auf (wie bei offenem Eingang).

Schönen Dank im Voraus

Walther

BID = 390868

perl

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Zitat :
Messen kann ich über die PT1000 Sensoren am Regler 2V,
Das bedeutet, daß der PT1000 mit etwa 2mA gespeist wird.
Wenn du deinem ADC nicht beibringen kannst, mit geringerem Eingangssignal als +/- 12V zu arbeiten, wirst du wohl einen Verstärker brauchen, denn für 1°C Temperaturunterschied ändert sich das Messignal nur um knapp 8mV.




P.S.:
Wenn der PT1000 mit einem fertigen Regler verbunden ist und auch von dort gespeist wird, kann es sogar sein, daß sich die Spannung am Eingang dieses Reglers überhaupt nicht ändert.
Das hängt vom Innenleben des Reglers ab. Es gibt eben auch andere Auswerteverfahren als eine Spannungsmessung bei konstantem Strom

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Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  6 Dez 2006  3:38 ]

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Danke für die Auskunft!


Zitat :

Wenn du deinem ADC nicht beibringen kannst, mit geringerem Eingangssignal als +/- 12V zu arbeiten, wirst du wohl einen Verstärker brauchen, denn für 1°C Temperaturunterschied ändert sich das Messignal nur um knapp 8mV.


Das wäre natürlich verschenkte Messgenauigkeit...
also läuft es auf eine Lochrasterplatine mit vielen OP-Amps hinaus.
Vielleicht habe ich noch die guten alten 741 in der Wühlkiste.
Oder gibt es da einen aktuellen, 16-kanaligen Baustein der besonders leicht extern zu beschalten wäre?
Meine Kenntnisse sind - wie gesagt - nicht up-to-date.


Zitat :

Wenn der PT1000 mit einem fertigen Regler verbunden ist und auch von dort gespeist wird, kann es sogar sein, daß sich die Spannung am Eingang dieses Reglers überhaupt nicht ändert.


Das finde ich heraus mit Multimeter und zwei Tassen Wasser von verschiedener Temperatur.
Irgendwie muss das gehen - ich kann mir denken, dass ich nicht der erste bin, der so eine Fernüberwachung bauen will.

Walther





BID = 390937

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Nachtrag:

Zitat :
edefault hat am  6 Dez 2006 09:31 geschrieben :

Das finde ich heraus mit Multimeter und zwei Tassen Wasser von verschiedener Temperatur.


(nach Messreihe)... die Spannungsänderung am Regler beträgt 3,8mV/K, genau 2 Volt stehen an bei exakt 60°C.

Geht weiter...

Walther


BID = 390946

perl

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Das sieht dann so aus, als würde der Pt1000 nicht mit Konstantstrom, sondern über einen Widerstand von etwa 1000 Ohm mit einer konstanten Spannung von etwa 4V gespeist.

Da es wieder mal geheim zu sein scheint, wozu das Ganze dient, kann ich aber keine Empfehlungen zu etwaigen Verstärkern geben.





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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  6 Dez 2006 15:03 ]

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Zitat :
perl hat am  6 Dez 2006 15:01 geschrieben :

Das sieht dann so aus, als würde der Pt1000 nicht mit Konstantstrom, sondern über einen Widerstand von etwa 1000 Ohm mit einer konstanten Spannung von etwa 4V gespeist.

Da es wieder mal geheim zu sein scheint, wozu das Ganze dient, kann ich aber keine Empfehlungen zu etwaigen Verstärkern geben.


Und wieder danke! Die Widerstandswerte / Gradienten nach DIN in Tabelle von Pt100 habe ich auch schon per googeln entdeckt. Hier eingesetzt wird aber Pt1000 wg. Leitungslängen.

Ist auch nix geheim: Der Regler gehört zu meiner heizungsunterstützenden Solarthermieanlage und ich bin von Natur aus faul, also möchte ich zum Ablesen der Temperaturen von Kollektor, Speicher, Vorlauf und Puffer nicht immer mit einem Notizblock in den Keller laufen müssen... daher habe ich ein Kistchen angeschafft, das heißt FMod-TCP_Box (siehe: http://www.fiveco.com) und kann 16 analoge Signale im Bereich +/-12V mit 10 Bit Auflösung wandeln und die Ergebnisse per TCP/IP an beliebige anfragende Rechner im Netz ausgeben (unter Anderem).
Ein Server soll die Daten per cron-job regelmäßig abfragen und in eine Protokolldatei schreiben; später möchte ich eine grafische Aufbereitung per HTML und Javascript versuchen.
So viel zum geheimen Projekt... bislang ein reines Bastelobjekt:
http://www.walther-mathieu.de/PROJE.....4.jpg

Ein Verstärker, der mir gut gefällt ist der AD623... ist billig und einfach zu beschalten und kommt mit einfacher Versorgungsspannung aus (die wäre schon da).

Davon braucht´s erst mal nur vier Stück - für die anderen Sensoren (allerlei Temperaturen im System) bin ich bei der Beschaltung völlig frei - was nicht heißt dass der AD623 da nicht auch zum Einsatz kommen könnte. Mal sehen...

Beibt spannend!

Walther

BID = 391138

perl

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Zitat :
Die Widerstandswerte / Gradienten nach DIN in Tabelle von Pt100 habe ich auch schon per googeln entdeckt. Hier eingesetzt wird aber Pt1000 wg. Leitungslängen.
Das Komma bei den tabellierten Werten um eine Stelle nach rechts zu verschieben, stellt hoffentlich keine unüberwindliche Schwierigkeit dar.

Du kannst natürlich soetwas edles wie den AD623 verwenden, aber imho tut es der billige LM324 auch.
Da hast du für ein paar Cent gleich vier Verstärker in einem Gehäuse.
Der systematische Fehler, den du dir durch einen billigen Opamp einhandelst, ist wahrscheinlich kleiner als der durch Toleranzen von Spannungsteilerwiderständen und des Pt1000 hervorgerufene.
Nach meiner Erfahrung liegen die tatsächlichen Offset-Spannungen des LM324 um 2mV, was hier etwa 0,5°C entspräche, und wenn es sein muß, kann man das auch in der Software korrigieren.


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Zitat :

Du kannst natürlich soetwas edles wie den AD623 verwenden, aber imho tut es der billige LM324 auch.


Wieder danke für den Tipp!
Tatsächlich habe ich noch drei LM321 in meinem Vorrat entdeckt.
Die Gleichung für Uout=f(Uin) wäre

Uout = 28,6 Uin - 56,2 [V]

wobei mir noch unklar ist wie dafür der LM321 beschaltet werden muss und wie ich die vermutlich notwendige bipolare Versorgung kriege.
Vorhanden sind nur 5V aus dem Digitalteil des Wandlers oder 15V ungeregelt aus dessen Stromversorgung.

Ein Link auf eine Beispielschaltung würde mir weiter helfen.

VDiV

Walther

BID = 392002

perl

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Eine negative Versorgung wirst du nicht brauchen, denn einerseits kann man elektrisch stets eine Nullpunktsverschiebung durchführen, andererseits scheint mir der Einsatz einer Heizungsregelung bei einer Raumtemperatur unterhalb 0°C nicht sehr sinnvoll zu sein.

Wenn man kleine Widerstandsänderungen in Anwesenheit eines großen konstanten Wertes messen will, verwendet man im Allgemeinen eine Brückenschaltung und einen Differenzverstärker. Eine der möglichen Schaltungen findest du auf Seite12 des Datenblatts.

Es wird zweckmäßig sein, die Messbrücke aus einer stabilisierten Spannung zu speisen, während die Versorgung des OpAmps unstabilisiert sein darf.
Allerdings sollte man auch hier mindestens mittels Elko und Vorwiderstand dafür sorgen, daß die Versorgung des OpAmps nicht durch Störimpulse verseucht ist.

Die Versorgung des Digitalteils sollte nicht zur Versorgung der Brücke herangezogen werden, da man sich da leicht Störungen ein- und auskoppeln kann. Besser ist es einen separaten 9V oder 5V Festspannungsregler zu verwenden.


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Zitat :
perl hat am 11 Dez 2006 13:19 geschrieben :

Eine negative Versorgung wirst du nicht brauchen, denn einerseits kann man elektrisch stets eine Nullpunktsverschiebung durchführen, andererseits scheint mir der Einsatz einer Heizungsregelung bei einer Raumtemperatur unterhalb 0°C nicht sehr sinnvoll zu sein.

...puh... ist keine Heizungsregelung (s. o.), und natürlich nicht unter 0°C (brrr). Sondern: es geht darum einen PT1000 Fühler parallel zu einem Solarregler zu "belauschen" der von letzterem bereits mit 2mV konstant gespeist wird (ohne dass der Regler was merkt).

Also soll der Eingang des Verstärkers möglichst wenig Strom ziehen. Die messbaren Spannungen im Bereich 1,624V (-40°C) bis 2,422V (160°C) möchte ich auf den Eingangsbereich des A/D Wandlers von +/-12V aufspreizen, um dessen Auflösung von 10Bit voll zu nutzen. Also muss der 321 am Ausgang auch neggative Spannungen können. Und das geht nur mit symmetrischer Versorgung, oder?

VDiV

Walther

BID = 392127

perl

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Zitat :
Also soll der Eingang des Verstärkers möglichst wenig Strom ziehen. Die messbaren Spannungen im Bereich 1,624V (-40°C) bis 2,422V (160°C) möchte ich auf den Eingangsbereich des A/D Wandlers von +/-12V aufspreizen,
Elektrisch ist auch das kein Problem, aber ich hatte angenommen, du wolltest die meisten Sensoren selbst speisen und nur bei einem die Spannung am Regler abnehmen.
Trotzdem kannst du, wenn du dich mit einer Auflösung 0,4°C begnügst, auf die negative Versorgung verzichten : 0,4*512= 204,8. Wenn man die für unsere Breiten unrealistische Minimaltemperatur von -40°C etwas anhebt, kann man auch bessere Auflösungen erzielen.

Was ist das denn für ein kranker ADC, der für 10Bit 24V Spannungsdifferenz braucht ?
Ich hatte an einen 16-Bit Wandler gedacht und da kann man leicht ein paar Bit verschenken.

Natürlich kannst du das Signal problemlos auch so hoch verstärken, aber dann brauchst du natürlich auch eine doppelte Versorgung.
Ich denke, wenn die Spannungsversorgung so problematisch ist, wäre es angebracht an einen anderen Wandler zu denken.

Es gibt genügend Mikrocontroller, die 10Bit-ADCs mit mehreren Kanälen an Bord haben, und mit weniger als 5V Eingangssignal zufrieden sind.
Beispielsweise kostet ein ATTiny13 etwa 1 Euro, hat einen 10Bit-ADC mit vier Kanälen, und kommt mit 0..1,2V Eingangssignal aus.


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Zitat :

Es gibt genügend Mikrocontroller, die 10Bit-ADCs mit mehreren Kanälen an Bord haben, und mit weniger als 5V Eingangssignal zufrieden sind.
Beispielsweise kostet ein ATTiny13 etwa 1 Euro, hat einen 10Bit-ADC mit vier Kanälen, und kommt mit 0..1,2V Eingangssignal aus.


Wieder mal herzlichen Dank.

Kann man solche Wandler per TCP/IP über´s Netz fernabfragen?

Das ist der Witz am FMod-TCP (www.fiveco.com)... ein kleines Platinchen, mit dem am Solarregler eine Ethernetschnittstelle nachgerüstet wird - nur: die korrekte Signalanpassung auf der analogen Seite fehlt mir eben noch.

Walther

BID = 392240

perl

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Nein, für Ethernet braucht man spezielle Hardware und einen TCP/IP Stack wird man in diese ganz kleinen Controller schon mangels RAM nicht hineinprogrammiert bekommen.
Andererseits würde ich das, was der von dir verlinkte Protokoll-Konverter (Box) bietet, auch nicht als ADC bezeichnen wollen.

Im übrigen hat nur "FMod-TCP Box" 16 analoge Eingänge, während das von dir erwähnte Platinchen nur einen (FMod-TCP) bzw. fünf (FMod-TCP DB) hat.
Dafür steht im Datenblatt, daß der 10 Bit ADC der Platinchen nur 0...5V Eingangsspannung benötigt. Das ist für derartige Chips normal.

Bei der Box irritieren mich insbesondere die Angaben:
"Voltage value of the 16 inputs pins between -12V and 12V. This value saturates at ~ -15.5V and 24V."
und
"The A/D converter has a 10 bits resolution (~0.43V)."

Ich lese daraus, daß er offenbar 44 Volt Spannungsdifferenz für den gesamten Bereich braucht und jenseits von +/- 12V stark nichtlinear wird.
Genauigkeitsspezifikationen sind ja vorsichtshalber auch nicht erwähnt.

Abgesehen von der Versorgungsproblematik bekommst du ohne Trickschaltungen auch einen Swing von über 40V mit keinem der gängigen Operationsverstärker hin.
Da das Teil vermutlich nicht ganz billig ist, solltest du vor dem Kauf den Hersteller mal um genauere Spezifikationen dieses so genannten ADC bitten.

Falls du dich aber für die Platine mit nur einem ADC entscheidest, kannst du mit vier der digitalen Ausgänge ganz locker einen analogen 16 zu 1 Multiplexer ansteuern und damit 16 Eingänge (oder mehr) abfragen. Leicht zu basteln und Centkram.

Also gehe zurück auf Start und studiere die Unterlagen der verschiedenen Modelle noch mal genau.

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Und wieder vielen Dank!
Du kniest Dich ja mächtig rein in dieses Ding.


Zitat :
perl hat am 12 Dez 2006 12:39 geschrieben :

Im übrigen hat nur "FMod-TCP Box" 16 analoge Eingänge, während das von dir erwähnte Platinchen nur einen (FMod-TCP) bzw. fünf (FMod-TCP DB) hat.

Sorry, da war ich nicht genau genug. Ich habe hier die FMod-TCP Box aufgehängt in der Hoffnung, damit zunächst den Solarregler zu belauschen (4 Fühler) und später auch die Zustände von Heizung (Temperaturen, Pumpenn) und Brauchwasseranlage (Füllstände).

Zitat :

Dafür steht im Datenblatt, daß der 10 Bit ADC der Platinchen nur 0...5V Eingangsspannung benötigt. Das ist für derartige Chips normal.

Bei der Box irritieren mich insbesondere die Angaben:
"Voltage value of the 16 inputs pins between -12V and 12V. This value saturates at ~ -15.5V and 24V."
und
"The A/D converter has a 10 bits resolution (~0.43V)."

Ich lese daraus, daß er offenbar 44 Volt Spannungsdifferenz für den gesamten Bereich braucht und jenseits von +/- 12V stark nichtlinear wird.
Genauigkeitsspezifikationen sind ja vorsichtshalber auch nicht erwähnt.

Ja, das ist recht nebulös. So ein Kästchen ("Box") war halt da, und jetzt möchte ich es mit Hilfe einer geeigneten Instrumentenverstärkerschaltung an den Regler "interfacen".

Natürlich wäre es das geeignete, nur den linearen Bereich von +/-12V zu benutzen, auch wenn dabei noch Auflösung verloren geht. Alles unter bzw. bis 1 Grad reicht.

Die Alternative könnte eine Kennlinienkompensation auf der Softwareseite sein, aber so weit wollte ich den Aufwand erst mal nicht treiben.

Soweit ich das verstanden habe ist die Anzahl der analogen Eingänge eine Frage des verwendeten Multiplexers... das OEM Platinchen hat nur fünf Kanäle, dafür würde es bequem in den Solarregler mit hinein passen. Ein Kanal bliebe frei, vielleicht für die Umgebungstemperatur - mit extra Schaltung für die Konstantstromversorgung des Sensors etc.


Zitat :

Abgesehen von der Versorgungsproblematik bekommst du ohne Trickschaltungen auch einen Swing von über 40V mit keinem der gängigen Operationsverstärker hin.


Schon klar... +/-12 aber schon.


Zitat :

Also gehe zurück auf Start und studiere die Unterlagen der verschiedenen Modelle noch mal genau.


Ich könnte auch das ganze Spielfeld zuklappen und einen neuen Solarregler kaufen (der frei programmierbar ist) und ein Zusatzmodul für die Ethernet-Fernabfrage ... dann noch einen Windows Rechner, um das zugehörige Protokoll- und Visualisierungsprogramm drauf laufen lassen zu können...
...könnte, wollte aber nicht. Der vorhandene Regler ist nämlich ganz nett, und die Wandlerbox sonst zu nix nütze.

Umkreisen wir die Aufgabe also weiter...

Leider finde ich mein Buch "Operationsverstärkerschaltungen" nicht mehr, keine Ahnung, wer sich das ausgeliehen hat. Dass ich den letzten Messignal-Anpass-Verstärker selbst gelötet habe (für eine DMS Brücke) ist 20 Jahre her, leider.

Aber die LM321 ICs liegen noch in der Wühlkiste, Lochrasterplatine und Widerstandssortiment sind noch da.

Eine Spannungsumsetzung von 1,5 ... 2,5V auf -12 ... 12V.
Am Samstag Abend, wo der Bastelladen schon geschlossen hat.

...geht also weiter.


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