www.elektronik.si

[lojzek]

Lep pozdrav!

Iz učenja počasi prehajam na praktično uporabo mikrokontrolerja in sicer Mega8.
Nameravam ga uporabiti za krmiljenje sončnega kolektorja. Za odčitavanje temperature imam namen uporabiti sonde KTY 10. Zanje sem se odločil, ker so že vgrajene v trenutno analogni avtomatiki in bi uporaba drugih (digitalnih) sond prinesla neprimerno več fizičnega dela.

Pri računski simulaciji pa sem naletel na en problem.

Ugotovil sem, da bi pri spremembi napajalne napetosti krmilnika (ki bo napajala tudi temperaturne sonde) za 0,1V prišlo do napake pri odčitavanju temperature cca 3°C. To pa je za normalno delovanje celote že kar preveč.

1. Ena od rešitev bi bila, da bi na enem ADC vhodu preko napetostnega delilnika meril napajalno napetost in to meritev uporabil pri natančnejšem izračunu napetosti in s tem tudi temperature. Ta rešitev mi ni najbolj všeč, ker bi s tem zasedel en vhod, ki bi ga koristno lahko uporabil drugje.

2. Nato pa sem prišel na idejo, da bi izhod napetostnega delilnika iz prejšnje točke priklopil na pin Vref. Vref bo v tem primeru okoli 2,5V (pravzaprav polovica napajalne napetosti). Tako bi se nihanja napajalne napetosti odražala na napetosti Vref in prav tako na izhodu temperaturnega senzorja. Ker pa je rezultat AD pretvorbe odvisen samo od Vref, bi bil dejansko neodvisen od sprememb napajalne napetosti. S tem bi se pri izračunu temperature izognil nihanju za 3°C.

Ali je moje razmišljanje v 2. točki pravilno?

Še to sem pozabil omeniti. Napajanje bo razumljivo stabilizirano z 7805.

Branko

[silvo_v]

Tvoje razmišljanje v drugi točki je pravilno, jaz temperaturo merim na popolnoma enak način. Sicer pa uporabi čim nižjo referenčno napetost, saj s tem pridobiš na resoluciji. Če boš uporabil ATmega88, greš lahko z referenčno napetostjo do 1V.

Lp, Silvo

[smatjaz]

Poskušaj narediti tokovni generator. Tok spusti skozi senzor in na njem meri napetost.

LP M.

[lojzek]

Aha hvala obema za odgovor. Na uporabo tokovne stabilizacije res še nisem pomislil. Vvseeno pa mislim, da je rešitev iz druge točke, ki jo je potrdil tudi silvo_v, enostavnejša.
Namreč, meril bom 3 temperature (opcija je tudi 4) in bi bila rešitev s tokovno stabilizacijo hardversko zahtevnejša.

[Slemi]

Če boš uporabil KTY10-6 mu daj upor 5,6kE navzgor proti referenci, KTY pa na maso ter A/D vhod, pa boš dobil skoraj linearno karakteristiko.


LP

[lojzek]

Slemi, tudi zanimiv podatek. Sam sem mislil operirati z merilnim tokom okoli 1mA (torej bi bil predupor cca 3500 ohm), ampak bi se mi kasneje zataknilo pri računanju z decimalkami z -5 potenco .

[clownfish]

Zanimiva debata..

Pa kdo od vas poleg direktne vezave KTY preko predupora proti referenci za meritve samo v določenem temperaturenem razponu uporablja tudi operacijski ojačevalnik?
se da mogoče dobiti kakšno shemo?
Iščem namreč varianto za merjenje temperaturnega razpona od recimo 15 pa do 35 stopinj Celzija.

[GJ]

Evo z OP LM258AN..
Tole dela čisto uredu v razponu od 0 do 100oC.
Mostiček je izračunan za območje od -40 pa do 140oC in to za KTY10-6.
Napajalna napetost Vcc = 5V. Senzor priključiš med T1 in T2.
Napajanje OP-ja cca 15V.
Konstantni tok skozi senzor je cca 0,850mA.
S prečenjem rezultata in dobrim napajalnikom dobite zelo dobro točnost, zadevo pa umeriš preko EEPROMa. Vsi upori so 1% 100ppm.

LP GJ

[sebaveh]

Ali bi ta zgornja shema delovala tudi s tem tipalom, s tako karakteristiko?

[GJ]

[clownfish]

Ker nisem tak strokovnjak z elektroniko bi še vseeno vprašal ali se za priloženo shemo lahko dobi kakšne formule oziroma postopek izračuna posameznih uporov glede na želejno merilno območje določenega temperaturnega senzorja.

Hvala!

[GJ]

[clownfish]

To je točno tak odgovor kot sem si ga zaželel!

HVALA!

[lojzek]

Mislil sem, da bo šlo brez decimalk, ampak očitno ne bo šlo. Računam že nekaj časa, da bi poenostavil enačbo za izračun temperature, pa mi nekako ne znese. V enačbi so namreč uporabljene decimalke na -5 potenco. Teh pa uC ne mara prav preveč. Če uporabim tip spremenljivk float, pa le-ta pobere polovico vsega razpoložljivega spomina.

V datasheetu senzorja je enačba za izračun temperature senzorja KTY-10 takale:

[GJ]

Reševanje polinomov ni ravno hitro za male mikroprocesorje, predvsem pa je programsko potratno.
Klasičen pristop je linearizacija v n točkah.
PRIMER:
Recimo da želimo imeti odstopanje od idealne/matematične (izmerjene) krivulje manjše od +- 0.1K v danem merilnem območjiu recimo od 0 do 100oC.
Sedaj enostavno postavimo točke po krivulji tako, da če povežemo točke med seboj je napaka vedno znotraj +-0.1K, oziroma željene napake.

Tako smo dobili recimo 8 premic povezanih med seboj, katere kordinate vpišemo v tabelo. Nakar za vsako premico izračunamo svoj smerni koeficient in ga zopet vpišemo v tabelo.

V samem programu najprej preberemo vrednost ADC-ja, nato v for zanki poiščemo v tabeli premico v kateri se nahaja izmerjena vrednost in izračunamo končno vrednost glede na vnaprej izračunani smerni koeficent (lahko pa smerni koeficient k izračunamo kar sproti, če imamo za to dovolj časa).
Razmerje med številom linearizacijskih točk in nelinearnostjo tipala določa natančnost meritve.

Je pa potrebno malo ponoviti enačbo premice!

V vsakem primeru boš verjetno potreboval matematiko s plavajočo vejico, vendar le deljenje, množenje in seštevanje/odštevanje. Lahko seveda delaš tudi z 32 bitnimi variablami tipa integer vendar boš moral ustrezno množiti, ker nimaš decimalk. Množiš seveda z večkratnikom števila 2, ker uporabljaš dvojiški zapis, kar je enako aritmetični funkciji 'shift left'.
Priporočam ti, da prej narediš programsko simulacijo izračuna, recimo v pascal-u in jo nato delujočo le še preneseš v dani MCPU.

LP GJ