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Schnelle Wassertemperaturmessung mit DS18B20 |
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BID = 850259
Vendor2k Gerade angekommen
Beiträge: 10
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Hallo Gemeinde!
Ich bräuchte mal ein paar Ratschläge zum Wassertemperatur messen.
Grund der Messung ist, dass ich einen elektronischen Warmwassermischer bauen möchte. Ich habe schon alle Teile beisammen (Kugelhähne mit Servos, Y Stück, Mikrokontroller mit Touch TFT, etc...) und stehe gerade vor einem kleinen Problem:
Die Temperaturmessung des Wassers soll schnell gehen. Der DS18B20 macht bei 9 Bit ca. alle 110ms eine Messung.
Der Aufbau:
Zur Messung der Temperatur habe ich eine 1/2" Rotguss Hahnverlängerung genommen, in die ich ein 6mm Loch gebohrt habe.
In dises Loch kam ein 6mm Messingrohr mit zugelötetem "Boden". Das Messingrohr habe ich mit der Hahnverlängerung verlötet.
Wärmeleitpaste und DS18B20 in das Messingrohr und los gings mit der Messung.
Das Probelm ist, dass die Messinghülse die komplette Temp an die Verschraubung und sämtliche mit der Verschraubung verbundenen Teile abführt.
Eine Messung ergab bis zu 13°C Unterschied und Trägheit von 6s zw. Messwert und tatsächlicher Wassertemp. Das ist eine Katastrophe
Hat jemand eine Idee, wie ich eine reaktionsschnelle Messung hinbekomme?
Das ganze steht natürlich unter Druck ca. 5 Bar oder höher.
Wie kann ich thermisch entkoppeln? Mit 2k Harz wird das sicher nicht lange Dicht sein? Das ganze ist nach den Servo-Kugelhähnen, aber ich bin jmd der gerne 3-fache Sicherheit plant und solide Bastelt
Ich hoffe auf ein paar gute Tips...
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Vendor2k am 1 Okt 2012 12:34 ] |
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BID = 850261
ElektroNicki Inventar
Beiträge: 6429 Wohnort: Ugobangowangohousen
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Der Sensor ist mit seinem riesigen Gehäuse viel zu träge!
Ich würde eher einen kleinen Platinsensorkrümel nehmen und dessen Anschlüsse zum Korrosionsschutz einharzen und nur das Keramikplättchen freilassen.
Diese Sensoren dürften für deine Anwendung ausreichend linear sein.
_________________
[ Diese Nachricht wurde geändert von: ElektroNicki am 1 Okt 2012 12:43 ] |
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BID = 850262
Vendor2k Gerade angekommen
Beiträge: 10
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Und das Plättchen dann in den Wasserstrom? Sicherlich schon wenn du von Korrosionsschutz redest.
Wie bekomme ich die Käbelchen druckdicht wieder raus?
Ich überlege, Kupferlackdraht dafür zu verwenden, damit ich keine Gummiisolation habe.
Den Kollegen hier:
http://www.reichelt.de/Sensoren/PCS.....85067
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Vendor2k am 1 Okt 2012 13:00 ]
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BID = 850269
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Hat jemand eine Idee, wie ich eine reaktionsschnelle Messung hinbekomme? |
Indem du eine D-Komponente berücksichtigst.
D.h. du schliesst aus der Anstiegsgschwindigkeit auf die nächsten zu erwartenden Meßwerte.
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BID = 850281
unlock Schriftsteller
Beiträge: 901 Wohnort: Mosbach
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Hallo,
man könnte die Hahnverlängerung auch gegen ein wesentlich dünneres(Wandstärke) Kupferrohr tauschen,und die Hülse schräg gegen die Fliessrichtung einlöten.
Du kannst aber auch zusätzlich je einen Messfühler in die WW-Leitung und einen in die KW-Leitung einbauen,quasi als grobe Vorregelung.
Dazu solltest du aber bei der Programmierung das Fenster für die Nachregelung verkleinern.
_________________
One Flash and you're Ash !
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BID = 850284
GeorgS Inventar
Beiträge: 6450
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Hallo
zuerst mal: Die Kugelhähne sind ganz schlecht!
Unabhängig von der Messung sind die praktisch
ungeeignet, da sie schon auf wenigen Grad Drehwinkel
von zu auf voll auf gehen.
Die Wahl der Richtigen Ventile hängt stark vom
(erlaubten) Druckverlust ab.
Ansonsten hat deine Regelstrecke eine Totzeit,
"kann" das dein Regler?
Wie groß ist die Zeitkonstante dieses DS18B20?
Wie groß ist die kleinste Strömungsgeschwindigkeit
in Relation zur Totzeit?
Wie ist das Mischverhalten dieses Y?
Ansonsten: Die schnellsten Thermometer sind
Thermoelemente, direkt in der "Suppe", was aber
nicht immer geht.
Georg
_________________
Dimmen ist für die Dummen
[ Diese Nachricht wurde geändert von: GeorgS am 1 Okt 2012 17:21 ]
[ Diese Nachricht wurde geändert von: GeorgS am 1 Okt 2012 17:22 ]
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BID = 850295
Vendor2k Gerade angekommen
Beiträge: 10
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Also mal vielen Dank für die Anregungen.
Bis jetzt tendiere ich zu dem Platinkrümel ^^
Das mit der D-Komponente probiere ich mal aus. Jedoch ist die abhängig von der Geschwindigkeit der Temp-Änderung. Meine aufgezeichneten Kurven sehen mir nicht danach aus, dass mit Software noch was zu holen ist.
Ein dünneres Stück Kupferrohr mit 1/2" zu finden ist eine Interessante Aufgabe. Hab schon lange genug nach den praktischen Hahnverlängerungen gesucht...
Messfühler in der WW und KW Leitung sind nett, aber die Schwierigkeit liegt hier aber daran, dass dazu der Durchfluss noch notwendig ist, um mit diesen Werten etwas Vernünftiges anfangen zu können. Bei einem Druckabfall wären die Werte nicht aussagekräftig.
Ja, das Problem mit den Kugelhähnen ist mir bekannt - da hast du Recht. Das nehme ich einfach mal in Kauf und warte mal ab, ob ich da noch optimieren muss. Es gäbe da noch Kugelhähne mit Regelblende...
Den Durchfluss habe ich mir über den Drehwinkel ausgerechnet, und eine entsprechende Umwandlung im µC hinterlegt.
Hättest du mir eine Empfehlung was ich an Ventilen nehmen könnte. Ich möchte so wenig wie möglich Elektronik selber bauen.
D.h. H-Brigde und Encoder etc. sollten nicht verwendet werden.
Totzeit dürfte bei Null sein. Ich messe direkt am Y Ausgang.
Strömungsgeschwindigkeit muss egal sein, es soll nur die Ausgangstemp Konstant bleiben.
Ich meine damit, den Thermostatmischern ist der Durchfluss auch egal.
Zeitkonstante vom DS18B20 ist mir nicht bekannt.
Edit: X-Achse verfeinert!
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Vendor2k am 1 Okt 2012 18:56 ]
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BID = 850299
Offroad GTI Urgestein
Beiträge: 12763 Wohnort: Cottbus
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Zitat :
| Zeitkonstante vom DS18B20 ist mir nicht bekannt. |
Die wird nicht allzu groß sein, es ist ja nur ein kleiner Sensor. Die könntest du doch aber recht einfach messen, indem du ihn in entsprechend heißes Wasser wirfst und nebenbei die Temperatur aufzeichnest.
Edit: Die Skalierung der Abszisse ist recht unübersichtlich
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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 1 Okt 2012 18:38 ]
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BID = 850305
Harald73 Schreibmaschine
Falsches Format *.gif oder *.jpg verwenden!
Beiträge: 1016
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Nur mal zum Vergleich: Das hier
http://www.samson.de/pdf_de/t52040de.pdf
nennt sich schnell.
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*..da waren sie wieder, meine 3 Probleme: 1)keiner 2)versteht 3)mich
* Immer die gültigen Vorschriften beachten und sich keinesfalls auf meine Aussagen verlassen!
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BID = 850306
GeorgS Inventar
Beiträge: 6450
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Zitat :
| Totzeit dürfte bei Null sein. Ich messe direkt am Y Ausgang.
Strömungsgeschwindigkeit muss egal sein, es soll nur die Ausgangstemp Konstant bleiben.
Ich meine damit, den Thermostatmischern ist der Durchfluss auch egal.
Zeitkonstante vom DS18B20 ist mir nicht bekannt. |
Dir fehlen elementare Grundlagen in der Regeltechnik.
Deine Angaben sind verworren, ganz besonders dieses
gemessene Diaramm. "Durchfluß" (ein Volumenstrom?)
und eine Wassertemp. aufgetragen über ja, was?
Jahre? Mikrosekunden?
Wie war die Anordnung?
Ich gebs auf, sonst werde ich nur wütend.
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Dimmen ist für die Dummen
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BID = 850334
winnman Schreibmaschine
Beiträge: 1640 Wohnort: Salzburg
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nimm das Platinchen, steck es in dein Messingrohr ohne das Verlötete Ende.
richte es so aus, dass beim anschließenden Vergießen mit 2k Masse die Gegenfläche (also die ohne Anschlüsse) nicht von Vergussmasse benetzt wird.
dann mit 2k ausgießen so dass das Plättchen mit den Anschlüssen isoliert ist, die "freie" Fläche aber möglichst nicht mit Vergussmasse beschmutz ist.
Jetzt das einbauen, sollte eine Reaktionszeit <5s ermöglichen.
Der rest ist eine Frage der Programmierung deines Reglers
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BID = 850384
Vendor2k Gerade angekommen
Beiträge: 10
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Danke winnman.
So werd ichs mal machen.
Mal sehen, wie lange das dicht hält.
Harald, das mit dem Sensor ist nett. Der ist aber leider viel zu groß.
Aber schnell scheint er zu sein.
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BID = 850896
Vendor2k Gerade angekommen
Beiträge: 10
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Versuchsaufbau:
Wasserkocher auf Tisch
Temperatursensor DS18B20 in der Hand
Versuchsvorgang:
Wasserkocher einschalten
Auf kochendes Wasser warten
Temperatursensor DS18B20 blitzschnell in kochend heißes Wasser eintauchen
Wie ist jetzt die Zeitkonstante vom Sensor?
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BID = 850956
Ltof Inventar
Beiträge: 9347 Wohnort: Hommingberg
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Etwa eine Sekunde plus eine Totzeit und noch eine Zeitkonstante (T 2-Verhalten) im Sensor selbst (falls Du den Sensor nicht zu langsam ins Wasser geworfen hast). Dazu noch die Totzeit durch die hydraulische Anordnung.
In Kombination mit der Totzeit, den Zeitkonstanten, gebastelter Software und schnellen Aktuatoren an den Ventilen wirst Du damit höchstwahrscheinlich ein schwingendes System bauen. Im Mittel wird die Temperatur ungefähr stimmen und ungefähr schnell erreicht.
Selbst unter Berücksichtigung des D-Anteils wird die Regelung nicht das machen, was Du willst. Wegen der Totzeit müsste die Regelung in die Zukunft schauen können. Deshalb sind Sensoren an den jeweiligen Zuläufen unter Berücksichtigung der aktuellen Ventilstellung durchaus zielführend.
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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Ltof am 5 Okt 2012 23:53 ]
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BID = 855941
Vendor2k Gerade angekommen
Beiträge: 10
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So, ich habe nun das Messingröhrchen gekappt und den DS1820 etwas raus schauen lassen und das Ganze mit 2k Harz verpappt.
-> Leider hat dies kein bisschen gebracht.
Temperaturdifferenz immer noch bis zu 13°C.
Die "Trägheit" hat sich mit 5 anstatt 6 Sekunden minimal verbessert.
Also muss tatsächlich das Ganze Gehäuse des Sensors frei sein.
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