Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : AnheizLogger [in Planung]
Hallo!
Ich bin nebenbei Heizer/Lokführer auf verschiedenen Eisenbahnen und verschiedenen Dampflokomotiven. Allerdings fahre und betreue ich zu 90% meiner Tätigkeit in diesem Bereich nur eine Maschine, und zwar die Uv.1, ex 298.205, auf der Ybbsthalbahn-Bergstrecke. Nach einer langen Disukussion mit einem Kollegen wurde die Idee geboren, die Kesseltemperatur auf einem Grafik-LCD als Diagramm auszugeben, um die Linearität des Anheizvorgangs zu überprüfen. Hiermit möchte ich dieses Projekt vorstellen und euch um eine eventuelle Mitarbeit bitten.
Allgemeines
Zunächst möchte ich ein wenig über den Sinn des Projektes sprechen. Das Anheizen eines Lokomotivkessels ist ein Vorgang, der sich über mehrere Stunden, oder sogar mehrere Tage erstreckt. Desto größer der Kessel, desto länger dauert dieser Prozess - ebenfalls beeinflusst der Ausgangszustand die notwendige Anheizzeit. Ist zum Beispiel viel Wasser im Kessel, dauert der Vorgang länger. Ist hingegen das Wasser im Kessel noch 90 Grad warm, sinkt die notwendige Anheizzeit.
Der ganze Anheizvorgang dauert so lange, da man beim Anheizen extrem langsam und vorsichtig arbeiten muss. Ein solcher Lokomitvkessel ist ja recht groß und dehnt sich aus diesem Grund beim Anheizen stark aus. Auch die Feuerbüchse, die mit hunderten Stehbolzen praktisch im Stehkessel hängend befestigt ist, dehnt sich in mehreren Richtungen aus. Heizt man nun zu schnell an wird der Kessel beschädigt und schon nach wenigen Betriebsstunden muss er außer Betrieb genommen werden. Die Ausbesserungskosten eines Lokomotivkessels sind sehr hoch. Aus diesem Grunde ist jeder Heizer bemüht das Anheizen so langsam und vorsichtig wie möglich zu gestalten.
Es wäre interessant, den kontinuierlichen Temperaturanstieg im Kessel graphisch an Ort und Stelle darzustellen, damit man sich praktisch selbst kontrollieren kann, wie gut man den Anheizvorgang durchführt. Außerdem gibt es in der Fachliteratur keine graphischen Aufzeichnungen über die Kesseltemperatur beim Anheizen. Damit wäre dies eine komplett neue Sache und würde meine Kollegen und mich interessieren.
Überlegungen zum Temperatursensor
Das größte Kopfzerbrechen bereitet mir der Temperatursensor. Er muss einen Temperaturbereich von mindestens 10 Grad Celsius bis ca. 195 Grad Celsius besitzen. Anbringen würde ich den Sensor an dem Bolzen einer Waschluke (kleiner Kreis in Bild2). Dieser Bolzen besteht aus Messing und verschließt die Waschluke. Demnach ist er mit dem Kesselwasser in direkter Berührung. Das Temperaturgefälle zwischen Wasser und Bolzen kann man ja problemlos berechnen und in die Auswertung einbeziehen.
Allerdings macht mir die Befestigung des Sensors am Bolzen Sorgen. Der Bolzen hat am äußeren Ende einen Vierkant, um ihn mit einem speziellen Bolzenschlüssel öffnen zu können. Dieser Vierkant ist geschätzt 5x5cm groß. Wie befestige ich den Temperatursensor an dieser ebenen Fläche?
Überlegungen zum Gehäuse
Bei der Gehäusewahl bin ich mir auch noch unschlüssig. Da das Gerät mit Akku betrieben werden soll, und die Ladeschaltung im Gerät integriert sein soll schließe ich Holz als Gehäusewerkstoff aus. Netzspannung und Holz gefällt mir einfach nicht. Kunststoff gefällt mir ebenfalls weniger, da das Gerät direkt unter der Waschluke, an der der Temperatursensor angebracht ist, auf einer Platte (welche zum Lokomitvrahmen gehört) stehen soll. Sollte das Gerät aus irgendeinerweise zur Waschluke gelangen, schmilzt ein etwaiges Kunststoffgehäuse. Aus diesem Grunde fällt mir nur Alu ein. Was hält ihr davon?
Überlegungen zum Grafik-LCD
Ich habe bereits ein Grafik-LCD gefunden, dass ich für dieses Projekt nutzen möchte. Es handelt sich hierbei um ein 240x128 Pixel-LCD, mit Hintergrundbeleuchtung und blauem Kontrast/weißer Schrift. Die Ansteuerung dieses Displays ist kein Problem, momentan wird es von einem Mega32 angesteuert und dient als Tetris-Spielfläche. ;)
Überlegungen zur Schaltung
Auf der Platine soll ein mit Bascom programmierter AVR arbeiten. Ebenfalls von nöten ist:
Eine Ladeschaltung für den Akku
Eine Überwachung für den Akku
Eine Schaltung zur Erzeugen von -20V für den Displaykontrast
Aber nachdem es hier nur ums Konzept geht gibts noch keine Schaltpläne, erstmal möchte ich mein Problem mit dem Temperatursensor und des Gehäuses gelöst haben, bevor ich mich auf die Schaltungsentwicklung stürze.
Der Akku
Es soll eine relativ lange Laufzeit des Gerätes gewährleistet werden. Wie lange genau muss ich noch ermitteln, aber ich tendiere stark zu einem Blei-Gel-Akku mit 12V/7,4Ah, den ich hier rumliegen habe. Das hohe Gewicht dieses Akkus ist mir bewusst, allerdings soll das Gerät ja sowieso robust und stabil werden.
Soweit wären meine Überlegungen. Achja, nochwas: Das Gerät fährt nicht auf der Lokomotive mit, es wird kurz vor der Ausfahrt aus der Halle von der Lokomitve genommen und im Heizhaus abgestellt.
Grüße
Thomas
Besserwessi
26.12.2009, 13:16
Als Temperatursensoren kommen im wesentlichen Platinwiderstände (PT100 oder P1000) oder Thermoelemente in Frage. Für eine Bastellösung auch noch eine Diode oder ein Transisor (wegen der besseren Befestigung). Ich würde zu PT1000 oder der Diode tendieren, denn man hat ja relativ viel Platz.
Für die Befestigung am 4 Kant würde ich eine große Schlauchschelle mit passenden zwischenstücken aus Metall nehmen. Als Alternative auch eine art Schraubzwinge. Den eigenlichen Sensor kann man dann an dem Metall befestigen. Wenn man noch etwas Isolierung drüber hat, sollte es kaum Temperaturgradienten geben.
Für das Gehäuse würde ich Metall nehmen, paßt auch besser zu Eisenbahn. Die Ladeschaltung könnte man gut 2 teilen: intern die Elektronik und extern ein fertiges Netzgerät, ggf. einfach einfaches Steckernetzgerät oder ein Notebooknetzteil. So hat man gar keine 230 V im selbstgebauten Teil. Wegen möglicherweise eindringender Feuchtigkeit wäre mit das lieber.
Wenn man die Hintergrundbeleuchtung nur bei Bedarf einschaltet, kann man den Stromverbrauch sicher realtiv gering halten. Zum Schutz wird man wohl ohnehin eine Abdeckung vor dem Display brauchen.
Hallo, vielen Dank für deine Antwort!
Als Temperatursensoren kommen im wesentlichen Platinwiderstände (PT100 oder P1000) oder Thermoelemente in Frage. Für eine Bastellösung auch noch eine Diode oder ein Transisor (wegen der besseren Befestigung). Ich würde zu PT1000 oder der Diode tendieren, denn man hat ja relativ viel Platz.
Pt100/Pt1000 hab ich bis jetzt nur in Kunststoffgehäusen gefunden, die allerdings meiner Ansicht nach keine knappen 200 Grad Celsiuis aushalten, ohne zu zerschmelzen. Die Lösung mit einer Diode oder einem Transistor ist schon wesentlich interessanter, eine Diode im TO220-Gehäuse lässt sich sicherlich recht einfach an einer ebenen Fläche befestigen. Für die Transistorlösung könnte ich mir ebenfalls einen Transistor in TO220-Gehäuse vorstellen. Auch TO-3 wäre interessant.
Für die Befestigung am 4 Kant würde ich eine große Schlauchschelle mit passenden zwischenstücken aus Metall nehmen. Als Alternative auch eine art Schraubzwinge. Den eigenlichen Sensor kann man dann an dem Metall befestigen. Wenn man noch etwas Isolierung drüber hat, sollte es kaum Temperaturgradienten geben.
Die Sache mit der Schlauchschelle stelle ich mir schwierig vor, diese auch dann im Betrieb wieder zu lösen, wenn die Waschluke knappe 200 Grad Celsius warm ist. Ist zwar machbar, allerdings auf Dauer lästig. Die Lösung mit der Schraubzwinge gefält mir dabei wesentlich besser. Die Anfertigung einer solchen "Spezial-Schraubzwinge" ist bei uns in der Werkstatt machbar.
Für das Gehäuse würde ich Metall nehmen, paßt auch besser zu Eisenbahn. Die Ladeschaltung könnte man gut 2 teilen: intern die Elektronik und extern ein fertiges Netzgerät, ggf. einfach einfaches Steckernetzgerät oder ein Notebooknetzteil. So hat man gar keine 230 V im selbstgebauten Teil. Wegen möglicherweise eindringender Feuchtigkeit wäre mit das lieber.
Die Überlegung mit der Feuchtigkeit ist nicht schlecht. Ich habe gar nicht daran gedacht, aber es ist möglich - oder sagen wir mal warscheinlich - das etwa einen halben Meter seitlich ein mäßiger Dampfaustritt herrscht, da das Rückschlagventil für den linken Speiser immer wieder Probleme macht. Die Idee mit der externen Ladeschaltung gefällt mir, da wäre es dann sogar möglich, die Lichtmaschine der Lokomotive für das Laden des Akkus heranzuziehen. Diese erzeugt 25V Wechselspannung bei 500W Leistung. Was mir allerdings noch besser gefällt: Einfach einen weiten Eingangsspannungsbereich vorsehen, sagen wir mal 15-30VDC. Damit lässt sich dann das Gerät flexibel laden.
Wenn man die Hintergrundbeleuchtung nur bei Bedarf einschaltet, kann man den Stromverbrauch sicher realtiv gering halten. Zum Schutz wird man wohl ohnehin eine Abdeckung vor dem Display brauchen.
Das ist richtig und auch so geplant. In der Nacht, wenn ich ohnehin im Nebengebäude schlafe und nur jede halbe Stunde nachsehen gehe, wäre es akzeptabel per Tastendruck die Beleuchtung kurz zu aktivieren, um das Display ablesen zu können.
Allerdings möchte ich den Bleiakku gerne trotzdem verwenden, da er das Gerät schön stabil macht. Außerdem könnte man dann in Betracht ziehen, die 12V in das Bordnetz der Lokomotive einzuspeisen, damit das ewige Taschenlampensuchen aufhört.
Grüße
Thomas
Besserwessi
26.12.2009, 18:47
Die PT Sensoren gibt es bis etwa 700 C. Die meisten für die Heizung (PT1000 ist da normal) sind aber wirklich nur bis gut 100 C, wegen der Zuleitungskabel. Es gibt such welche für Solarkollktoren, die bis gut 200 C können, da ist dann ein Siliconisoliertes Kabel dran.
Wenn es nicht so sehr auf die Genauigkeit ankommt würde ich auch zur Diode/Transistorlösung neigen (z.B. BD135). TO3 wäre mit zu groß, da schon lieber TO126, das ist etwas kleiner als TO220. Allerdings hat man auch hier das Problem mit dem Kabel. Löten müßte man dann schon bleifrei, oder halt Schrauben/Quetschen.
Eine wirklich hohe Genauigkeit wird man vermutlich schon durch die Postion des Sensors nicht erhalten können. So gleichmäßig werden die Temperaturen über den Kessel nicht sein.
Die Schaltung wird vermutlich etwas zusätzliches EEPROM ( Flash ?) brauchen. Außerdem wäre wohl eine Schnittstelle zum PC sinnvoll um die Daten dahin zu übertragen.
Hallo!
Danke für dein Interesse und deine Beteiligung an meinem Projekt.
Wenn es nicht so sehr auf die Genauigkeit ankommt würde ich auch zur Diode/Transistorlösung neigen (z.B. BD135). TO3 wäre mit zu groß, da schon lieber TO126, das ist etwas kleiner als TO220. Allerdings hat man auch hier das Problem mit dem Kabel. Löten müßte man dann schon bleifrei, oder halt Schrauben/Quetschen.
Eine wirklich hohe Genauigkeit wird man vermutlich schon durch die Postion des Sensors nicht erhalten können. So gleichmäßig werden die Temperaturen über den Kessel nicht sein.
Es geht ja primär darum, den Temperaturanstieg in einem längeren Zeitraum zu erfassen. Ob jetzt die gemessene Temperatur von der tatsächlichen Temperatur abweicht, ist mir eigentlich egal - solange diese Abweichung so ziemlich konstant bleibt. Ich will nur sehen, wie linear der Temperaturanstieg ist.
Weil du ansprichst, wie gleichmäßig die Temperatur im Kessel ist: Genau das versuchen wir ja beim Anheizen zu vermeiden - eine Temperaturgefälle in Richtung Langkessel. Aus diesem Grunde dauert der Anheizvorgang ja auch entsprechend lang.
Die Leitungen würde ich mit Quetschverbindungen verbinden. Leitungslänge würde ich mit maximal 0,5m ansetzen.
Was ist denn von der Auswertung her einfacher, Transistor oder Diode?
Grüße
Thomas
Besserwessi
27.12.2009, 11:24
Auch von einen Transistor wird nur einen Diodenfunktion (z.B. Basis-Collektor) genutz. Der 3te. Pin bleibt ungenutzt. Die Auswertung ist entsprechend das gleiche. Es ist nur einfacher Transistoren im TO126 oder ähnlich zu finden, wegen der Befestigung. Auch sind Transistoren oft die besseren Dioden und kommen dem Ideal etwas näher, weil saubereres Material benutz wird.
mausi_mick
27.12.2009, 16:25
hallo,
halten nicht die Kleber, die für Hochleistungs-LEDs verwandt werden ,
nicht locker 200° aus ?
Bei den Messung mit Dioden / Transistoren sollte man eher vorsichtig sein, da oberhalb von ca 150° - 175° sich die meisten Si-Halbleiter stark altern.
SiC wäre da wohl besser, ist nur relativ schwer erhältlich (Infineon fertigt aber schon).
Gruss mausi_mick
Besserwessi
27.12.2009, 18:05
So schlimm sollte die alterung noch nicht sein, Leistungshalbleiter sind schließlich für über 150 C und mehr als Sperrschichtemperatur vorgesehen. Das typischen Limit bei ca. 175 C kommt mehr von Leckströmen. Wenn man da Angst hat, kann man eine Diode mit Glaspassivierung nehmen, da ist wenigstens das Gehäuse relativ dicht.
Pt Sensoren für höhere Temperaturen sind kein Prozipielles Problem. Da muß man nur etwas suchen. Sicher noch einfacher zu bekommen als SiC Halbleiter.
Zum Gehäuse: bei diesen Umgebungsbedingungen würde ich mindestens IP65 nehmen.
Da kommen zb die BOPLA RCP... (gibts bei Reichelt, allerdings nicht ganz billig) in Frage. Die haben einen transparenten Deckel, wo das Display geschützt untergebracht werden kann.
Die Anschlüsse für die Sensoren und die Stromversorgung dann über wasserdichte Steckverbinder, bei denen es Abdeckkappen für nicht belegte Anschlüsse gibt (da kommen etliche Typen in Frage).
Ein alternatives Konzept: an der Lok nur den Sensor+Auswertung anbringen, und dann per Funk an die Anzeige-Einheit, die dann dort platziert werden kann, wo du sie gut ablesen kannst. Dann würde an Sensor ein deutlich kleinerer Akku reichen.
Auch von einen Transistor wird nur einen Diodenfunktion (z.B. Basis-Collektor) genutz. Der 3te. Pin bleibt ungenutzt. Die Auswertung ist entsprechend das gleiche. Es ist nur einfacher Transistoren im TO126 oder ähnlich zu finden, wegen der Befestigung. Auch sind Transistoren oft die besseren Dioden und kommen dem Ideal etwas näher, weil saubereres Material benutz wird.
Über das habe ich mich schon etwas informiert und eine Operationsverstärkerschaltung dazu skizziert und berechnet. Ich werde sie noch digitalisieren und etwas nachrechnen, dann stelle ich sie hier zur Diskussion rein.
halten nicht die Kleber, die für Hochleistungs-LEDs verwandt werden ,
nicht locker 200° aus ?
Ich darf keinesfalls an Kesselteilen chemische Substanzen heranbringen. Diese Lösung fällt deshalb aus. Außerdem wird die Waschluke regelmäßig geöffnet, daher muss das Ansetzen mit dem Schlüssel jederzeit möglich sein. Aus diesem Grunde muss der Sensor entfernbar gestaltet werden. Die weiter oben genannte Lösung mit der Schraubzwinge gefällt mir daher besser.
So schlimm sollte die alterung noch nicht sein, Leistungshalbleiter sind schließlich für über 150 C und mehr als Sperrschichtemperatur vorgesehen. Das typischen Limit bei ca. 175 C kommt mehr von Leckströmen.
Ich habe gestern noch etwas im Internet gestöbert und konnte ein Projekt finden, dass sich mit dieser Materie beschäftigt. Die Temperaturmessung mit Si-Halbleitern sollte bis 200 Grad Celsius möglich sein. Außerdem kann man ja mehrere "Sensoren" - also in meinem Fall Transistoren - auf Lager halten und die ganez Sache austauschbar gestalten.
Zum Gehäuse: bei diesen Umgebungsbedingungen würde ich mindestens IP65 nehmen.
Da kommen zb die BOPLA RCP... (gibts bei Reichelt, allerdings nicht ganz billig) in Frage. Die haben einen transparenten Deckel, wo das Display geschützt untergebracht werden kann.
Die Anschlüsse für die Sensoren und die Stromversorgung dann über wasserdichte Steckverbinder, bei denen es Abdeckkappen für nicht belegte Anschlüsse gibt (da kommen etliche Typen in Frage).
Eines habe ich bis jetzt mal sicher beschlossen: Es kommt keine Netzspannung in das Gerät! Das sollte die Sicherheit schonmal beträchtlich erhöhen. Deine Gedanken bezüglich Gehäuse werde ich mir mal durch den Kopf gehen lassen.
Ein alternatives Konzept: an der Lok nur den Sensor+Auswertung anbringen, und dann per Funk an die Anzeige-Einheit, die dann dort platziert werden kann, wo du sie gut ablesen kannst. Dann würde an Sensor ein deutlich kleinerer Akku reichen.
Diese Variante ist sehr interessant. Es wäre auch denkbar, das Gerät dann im Sozialraum zu positionieren, wo ich mich während der Nachtstunden oft aufhalte und Kaffee trinke. Damit weiß ich dann stets die aktuelle Temperatur im Kessel, auch wenn ich nicht gerade vor Ort bin.
Danke für eure rege Beteiligung und die nützlichen Tipps für die Realisierung des Projekts!
Grüße
Thomas
.:Sebastian:.
30.12.2009, 14:11
Moin Moin
Ich wollt noch kurz meinen Senf zur Temperatur-Sensor Diskussion dazugeben.
(Ich hatte leider mal ne Woche lang keine Zeit hier regelmäßig rein zu schauen.)
Ich hab an meiner CNC--Fräse eine Beheizte Nadel zum schneiden von Thermoplasten.
Das Teil heize ich je nach Material auf Temperaturen zwischen 200 und 300°C.
Zum überwachen der Temperatur benutze ich einen Pt1000 von Pollin.
http://tinyurl.com/yfljue6
Das Gehäuse ist aus Metall und die Silikon-Kabel scheinen die Temperaturen ganz gut ab zu können.
(Momentaner Rekord sind fast 5h Dauerbetrieb auf 250C bei einer Vorführung)
Ich wollte das bloß noch kurz hier anfügen, weil das meiner Meinung nach vllt. eine Überlegung wert wäre, bevor man eine relativ 'aufwendige' Lösung mit einer Diode oder Transistor probiert.
Allerdings erfordert halt die Befestigung von dem runden Sensor etwas Gebastel.
Ich hab ganz gute Ergebnisse damit gehabt ihn mit Wärmeleitpaste in ein Loch in einem Alublock zu versenken.
War aber zu groß für meinen Aufbau, deshalb klemmt er jetzt mit zwei Blechen am Heizelement. Funktioniert auch.
Sebastian
Ich würde dir ein Thermoelement empfehlen. Diese gibst mit Schneidringverschluß, länge und Durchmesser sind wählbar. Duzu einen Mesumformer der Firma Müller&Ziegler.
http://www.mueller-ziegler.de/html/thermoelement.html
Dieser hat einen Strom und Spannungsausgang. Den Spannungsausgang kann man zur Messdatenerfassung mit einem beliebigen Controller benutzen.
Die Thermoelemente gibs in verschiedenen Genauigkeitsklassen. Je genauer desto Teurer ;-)
Im Gesamtpaket bekommst du eine professionelle Lösung ohne viel rumgebastel.
MfG Timo
Besserwessi
30.12.2009, 18:21
Thermoelemente sind in der Auswertung recht komliziert. Da braucht man halt noch die Referenzlötstelle. Außerdem sollte man keine normalen Stecker nehmen - da wird es mit Spritzwasser fest schwierig.
Die Auswertung ist bei einer Diode als Sensor nicht komplizierter als mit einem PT1000. Den wesenlichen Nachteil, den man hat, ist das man beim Kabel auch noch basteln muß. Ich würde die Schaltung eventuell auch so aufbauen, das man beides (PT1000, oder einen Diode) anschließen kann.
Edit:
Wenn man einen Strom von etwa 0,5 mA nimmt, hat man am PT1000 oder einer Diode eine Vergleichbare Spannung. Nur der TK hat im wesenlichen das andere Vorzeichen.
Hi, nicht böse gemeint aber das ist schlichtweg falsch!
Die Ausgleichstellen machen die Messunmformer intern das gibt es schon eine ganze Weile nicht mehr. Die Stecker die du meinst nenen sich LEMO, sind ungleich teurer. Und die 0-10V sind ganz einfach auszuwerten z.B 20° = 2V absolut Linear die Auswertung.
Also meiner Meinung nach versucht TomEdl da eine Profi Lösung zu finden, deswegen würde ich keine Lösungen mit Ausgleichstabellen oder annäherungen zu finden. Ich lasse mich gern eines besseren belehren!!!!
MfG Timo
PS: LEMO bietet Stecker bis IP66/68 an. ( Eintauchen bzw. Untertauchen)
Hallo!
Ich bedanke mich wiederrum für die rege Beteiligung bei der Diskussion!
Also meiner Meinung nach versucht TomEdl da eine Profi Lösung zu finden, deswegen würde ich keine Lösungen mit Ausgleichstabellen oder annäherungen zu finden. Ich lasse mich gern eines besseren belehren!!!!
Die Frage ist, was ist eine professionelle Lösung? Die gesamte Eisenbahn, auf der ich arbeite, ist professionell. Es stehen drei Firmen (Gesellschaften) über dem Ganzen, es fließt Geld in Dimensionen, von denen ich privat nur träumen kann. Das Betreuen und Bedienen solcher Dampflokomotiven ist eine ernste Sache - ich betone es auch immer wieder Fahrgästen gegenüber - das ist kein Spielzeug!
Aber um wieder auf die eigentliche Diskussion zurückzukehren: Ich habe anscheinend den Eindruck erweckt, das mein geplantes Gerät wichtig, oder in irgendeiner Weise automatisierend und erleichternd für das Anheizen ist. Als Beispiel nenne ich meine Ausführung mit dem Sozialraum - es darf nicht so verstanden werden, als wie wenn ich damit den Zustand des Kessels überwachen will. Trotz des Geräts müsste ich in den gleichen Intervallen wie bisher zur Maschine gehen und sie kontrollieren. Um eine wirkliche Zustandskontrolle über den Kessel zu haben, müsste ich den Druck, das Feuer und als die wichtigste Einheit, den Wasserstand im Kessel ständig auf meinem Gerät sehen. Das ist undurchfürbar und auch gar nicht gewünscht von mir.
Stattdessen will ich mit meinem Gerät einfach nur ein Diagramm darstellen, dass den Temperaturverlauf ausgibt. Eine solches Diagramm ist heutzutage fast nicht zu bekommen, damals wurde nur ganz selten und nur auf bestimmten Maschinentypen irgendetwas gemessen. Außerdem soll mein Projekt billig zu realisieren sein. Da fallen teure Thermofühler schon mal raus.
Ich werde daher bei der Lösung mit dem Transistor bleiben, bedanke mich aber trotzdem für die konstruktiven Vorschläge und hoffe auf weitere Tipps zu meinem Projekt.
Grüße
Thomas
mausi_mick
31.12.2009, 08:00
hi,
als preiswerte Alternative sehe ich noch den Temperatursensor KTY84,
der bis 300° geht und eine relativ lineare Temperaturkurve hat. Betrieb bei etwa 1mA.
Da hat man weniger Ärger, wenn die 200° mal überschritten werden sollten und auch mit den Leckstromverhalten/Alterung etc. gegenüber Si-Dioden bei hohen Temperaturen.
Einziger Nachteil bei der Anwendung ist vermutlich das SOD68 / DO-34 Gehäuse.
Im Anhang noch der Temperaturabh. Widerstand des KTY84 bei 2mA.
Gruss mausi_mick
Da hat man weniger Ärger, wenn die 200° mal überschritten werden...
200°C können wegen der Physik niemals überschritten werden, die Gefahr ist damit schon mal gebannt.
Einziger Nachteil bei der Anwendung ist vermutlich das SOD68 / DO-34 Gehäuse.
Das ist das Problem. Irgendwie ein wenig klein, das Ding...
Grüße
Thomas
Hallo!
Heute hab ich mich ein wenig mit einer 1N4148 beschäftigt. Diese Diode müsste wegen ihrer Bauform ziemlich genau in einen Gewindegang des Bolzens, ganz nahe am Kesselblech, passen. Allerdings muss ich das noch austesten, wenn ich das nächste Mal im Heizhaus bin. Ich konnte heute die Flusspannung mit einem Operationsverstärker verstärken und die Diode mit meinem Lötkolben erwärmen. Zusätzlich habe ich noch die tatsächliche Temperatur mit einem Thermoelement und einem Fluke-Messgerät gemessen. Ich komme auf eine ziemliche Linearität und auf eine relativ hohe Genauigkeit von durchwegs +/- 3 Grad. Dies wäre ausreichend für meine Anwendung. Der Vorteil dieser Methode wäre auch, dass diese Diode sehr günstig ist und ich einfach - falls es zu befürchten ist, dass die Diode nach mehreren Betriebsstunden defekt wird - mehrere Dioden praktisch als "Reserve-Temperatursensoren" in einem Fach ins Gehäuse meines Gerätes legen kann. So kann die Diode jederzeit getauscht werden. Auch wäre denkbar, die Diode nach zweimaliger Benutzung einfach gegen eine neue auszutauschen.
Allerdings macht mir die lange Leitung zwischen Gerät und Diode sorgen (ca. 0,5 Meter). Aus diesem Grunde hab ich mir gedacht, die Auswertung der Flusspannung sehr nahe an die Diode zu verlegen. Dies wäre denkbar als kleine "BlackBox" zwischen Diode und Gerät. Dort soll ein µC arbeiten, der die Flusspannung ausliest und dann an das Gerät sendet. Die Verbindung zwischen der Diode und den Anschlussleitungen werde ich entweder löten oder quetschen. Der AnheizLogger muss ja nicht mehr angeschlossen sein, wenn ich 10bar Kesseldruck überschreite. Ich sehe dann sowieso direkt am Verhalten des Kesseldruck-Manometers, wie linear die Kesseltemperatur steigt.
Hier die Fragen, die sich in meinen Überlegungen aufgetan haben:
Wie soll ich die Daten zwischen "BlackBox" und dem AnheizLogger übertragen?
Wären Silikonkabel zwischen Diode und "BlackBox" sinnvoll (habe nämlich kostenlos die Möglichkeit, einige Meter davon zu bekommen)?
Bis diese Fragen alle geklärt sind, mache ich mich mal an die Erstellung des Schaltplans für den AnheizLogger. Ich werde dann natürlich den Schaltplan zur Diskussion hier reinstellen.
Grüße
Thomas
Besserwessi
02.01.2010, 20:11
Ein Siliconkabel zum Sensor wäre schon gut.
So eine Diode als Sensor ist nicht so empfindlich gegen Störungen. Bei passender Schaltung sollen auch 5 m unabgeschrimtes Kabel kein größeres Problem sein.
Die Alterung bei 200 C wird für die Dioden nicht das Problem sein, zumindest im Glasgehäuse. Das wird ähnlich wie bei den KTY84 sein. Das ist ja schließlich auch eine Sliziumschaltung. Ein Defekt wäre da eher mechanisch zu befürchten.
Beim Austauschen hat man nur das Problem, das man für jede Diode wenigstens an einem Punkt die Kalibrierung abgleichen muß, denn so gleich sind die Dioden nicht.
Bei der Übertragung habe ich noch keine Erfahrung. Eventuell könnten fertige Funkmodule (z.B. Im 433 Mhz Band gehen). Da müßte man aber auch sehen was zulässig ist. Die Module gibt es z.B. bei Pollin oder Conrad.
So eine Diode als Sensor ist nicht so empfindlich gegen Störungen. Bei passender Schaltung sollen auch 5 m unabgeschrimtes Kabel kein größeres Problem sein.
Wogegen ich eher das Problem im Spannungsabfall sehe. Wobei bei dem hohen Eingangswiderstand des AD-Wandlers eines AVR keine hohen Ströme fließen. Lässt sich dieser Spannungsabfall bei Verwendung eines 1,5mm² Silikonkabels vernachlässigen?
Wenn ja, dann würde ich gar keine Blackbox benötigen, dann kann ich die Diode auch direkt mit einer ein Meter langen Leitung am AnheizLogger anschließen.
Beim Austauschen hat man nur das Problem, das man für jede Diode wenigstens an einem Punkt die Kalibrierung abgleichen muß, denn so gleich sind die Dioden nicht.
Das wird sich in der Software lösen lassen. Wobei dann wieder die Frage ist, wie oft man die Diode wirklich austauschen muss.
Bei der Übertragung habe ich noch keine Erfahrung. Eventuell könnten fertige Funkmodule (z.B. Im 433 Mhz Band gehen). Da müßte man aber auch sehen was zulässig ist. Die Module gibt es z.B. bei Pollin oder Conrad.
Ich meinte damit keine drathlose Verbindung zwischen der "BlackBox" und dem AnheizLogger. Eher was in Richtung I2C, 1-Wire oder so....
Aber wenn sich der Spanungsabfall zwischen der Diode und dem Gerät nicht wirklich auswirkt, wäre die "BlackBox" sowieso hinfällig.
Grüße
Thomas
021aet04
02.01.2010, 21:54
Ich glaube kaum, dass der Spg Abfall groß ist. Du könntest es wenn es nicht funktioniert so machen. Wenn du nur ein 3x1,5 bekommst kannst du es mit einem GND auch machen. Aber normal müsste es auch ohne Blackbox funktionieren.
PS: Kann ich das einmal anschauen?
MfG Hannes
alter Mann
02.01.2010, 21:54
Hallo,,
Meine Vorschläge zu dem Ganzen:
Als Sensor könntest Du einen Transistor im TO220 Gehäuse verwenden. Der hat dank seiner Kühlfläche einen (fast) direkten thermischen Kontakt zum Halbleitersubstrat und der etwas größere wärmeübergang wegen der größeren Masse dürfte bei Deiner Anwendung kaum ins Gewicht fallen.
Zur Befestigung: Da da ganze so wie ich es verstanden habe eher nur während des Aufheizens benötigt wird, könnte man auf den Transistor einen starken Magneten kleben, mit dem man den Transistor auf der Kesselwandung befestigen kann. Hinten dann noch eine Wärmeleitfolie drauf (Da Paste ja wegen des Verbotes chemischer Mittel ausfällt).
Wenn man das Ganze (Transistor und Magnet) dann noch mit etwas Isoliermaterial nach aussen hin abschirmt so daß nur noch die Metallfläche des Transistors auf einer Seite raus guckt, ist das Ganze auch noch von der Umgebungstemperatur (Sommer/Winter) unbeeinflusst.
Zur Datenübertragung:
Um es einfach zu machen könntest Du ZigBee Module wie dieses hier :
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP=X33;GROUPID=3633;ARTICLE=7 4768;START=0;SORT=artnr;OFFSET=50;SID=27pvVZw6wQAR sAAD2ZMy87d3f9ccadc7abf49d831a01e177fba17
verwenden. Das kann man einfach an die Serielle Schnittstelle dranhängen.
Oder Du verwendest ein Bluetooth Modul mit Seriellem Protokoll, auch das kann man einfach an die Serielle Schnittstelle hängen.
Mit diesen beiden Funkmodulen wäre es sogar möglich die Anheizkennlinie per Laptop mitzuschreiben.
Mit dem Bluetoothmodul sollte es sogar möglich sein, die Temperatur auf ein Smartphone oder einen PDA zu übertragen und dort darzustellen.
Florian
Besserwessi
02.01.2010, 22:26
Für so eine Diode als Sensor wird man etwa 0,1 .. 1 mA an Strom nehmen. Bei etwa 0,5 mA wäre der Eingangsteil auch für PT1000 oder ggf, KTY... Sensoren geignet.
Als Empfindlichkeit hat man etwa 2 mV/K. Selbst 1 Ohm ist schon ziehmlich viel Widerstand für die Leitung, und das wären auch nur 0,25 K Fehler bei 0,5 mA Strom. Man sollte also mit 2 Leitern auskommen. Bei PT1000 wird ja in der Regel auch nur mit 2 Leitern gearbeitet.
Ich glaube kaum, dass der Spg Abfall groß ist. Du könntest es wenn es nicht funktioniert so machen. Wenn du nur ein 3x1,5 bekommst kannst du es mit einem GND auch machen. Aber normal müsste es auch ohne Blackbox funktionieren.
Ich habe es gerade eben mit einem 5m langem 3x1,5 versucht. Der Spannungsabfall beträgt laut Multimeter etwa 0,5mV. Obwohl ein Messinstrument natürlich immer lügt, denke ich, das der Spannungsabfall vernachlässigbar ist. Deshalb werde ich es ohne "Blackbox" machen. Evenutell bekomme ich auch ein 3x2,5, ich hab jetzt auswendig ehrlich gesagt gar keine Ahnung, ob wir das auf Lager haben.
PS: Kann ich das einmal anschauen?
Was meinst du damit?
Als Sensor könntest Du einen Transistor im TO220 Gehäuse verwenden. Der hat dank seiner Kühlfläche einen (fast) direkten thermischen Kontakt zum Halbleitersubstrat und der etwas größere wärmeübergang wegen der größeren Masse dürfte bei Deiner Anwendung kaum ins Gewicht fallen.
Zur Befestigung: Da da ganze so wie ich es verstanden habe eher nur während des Aufheizens benötigt wird, könnte man auf den Transistor einen starken Magneten kleben, mit dem man den Transistor auf der Kesselwandung befestigen kann. Hinten dann noch eine Wärmeleitfolie drauf (Da Paste ja wegen des Verbotes chemischer Mittel ausfällt).
Diese Idee ist wahrhaft genial. Ich kann auch garantieren, dass die Lok während des Betriebes mit meinem Gerät, nicht bewegt wird. Damit würde auch die Gefahr gebannt werden, dass bei einer plötzlichen Erschütterung der Magnet abfällt.
Wenn man das Ganze (Transistor und Magnet) dann noch mit etwas Isoliermaterial nach aussen hin abschirmt so daß nur noch die Metallfläche des Transistors auf einer Seite raus guckt, ist das Ganze auch noch von der Umgebungstemperatur (Sommer/Winter) unbeeinflusst.
Noch genialer! Danke für deine Tipps, sie haben mir wirklich sehr weitergeholfen!
Zur Datenübertragung: Die Sache mit dem Funk will ich noch etwas im Raum stehen lassen, da ich nicht weiß, inwiefern ich dann unseren Betriebsfunk störe. Das muss ich noch prüfen.
Danke für eure Tipps, ihr habt mir sehr weitergeholfen!
Grüße
Thomas
Für so eine Diode als Sensor wird man etwa 0,1 .. 1 mA an Strom nehmen. Bei etwa 0,5 mA wäre der Eingangsteil auch für PT1000 oder ggf, KTY... Sensoren geignet.
Als Empfindlichkeit hat man etwa 2 mV/K. Selbst 1 Ohm ist schon ziehmlich viel Widerstand für die Leitung, und das wären auch nur 0,25 K Fehler bei 0,5 mA Strom. Man sollte also mit 2 Leitern auskommen. Bei PT1000 wird ja in der Regel auch nur mit 2 Leitern gearbeitet.
Die 3 Leiter sind nur bedingt durch das Kabel, dass ich kostenlos bekomme. 2x1,5 haben wir leider nicht auf Lager.
Grüße
Thomas
021aet04
02.01.2010, 22:45
021aet04 hat folgendes geschrieben::
PS: Kann ich das einmal anschauen?
Was meinst du damit?
Ob ich mir dann den Logger anschauen kann wie der funktioniert, wenn er fertig ist. Fertigst du den Logger in Kapfenberg?
MfG Hannes
alter Mann
02.01.2010, 22:52
Ich kann auch garantieren, dass die Lok während des Betriebes mit meinem Gerät, nicht bewegt wird. Damit würde auch die Gefahr gebannt werden, dass bei einer plötzlichen Erschütterung der Magnet abfällt.
Was wenn doch? Darüber hab ich nicht wirklich nachgedacht.
Die Frage ist, kannst Du auch garantieren, daß das Gerät nicht mal vergessen wird, abzubauen, bevor die Lok fährt?
Aber mit einem Magneten, der stark genug ist, dürfte sich das auch lösen lassen. Oder das Gerät wird an einer Stelle angebracht, an der es sich an einem Vorsprung gewissermassen abstützen kann.
Noch genialer! Danke für deine Tipps, sie haben mir wirklich sehr weitergeholfen!
gerne doch.
Zur Datenübertragung: Die Sache mit dem Funk will ich noch etwas im Raum stehen lassen, da ich nicht weiß, inwiefern ich dann unseren Betriebsfunk störe. Das muss ich noch prüfen.
Ich denke nicht, daß ISM oder Bluetooth den Bahnbetriebsfunk stört. Soweit ich weis, gibt es da eigens zugeteilte Frequenzen für.
Florian
021aet04 hat folgendes geschrieben::
PS: Kann ich das einmal anschauen?
Was meinst du damit?
Ob ich mir dann den Logger anschauen kann wie der funktioniert, wenn er fertig ist. Fertigst du den Logger in Kapfenberg?
Ahso, sry, da stand ich kurz aufm Schlauch. Ich hab irgendwie kurzzeitig vergessen, dass du ja nicht weit weg wohnst.
Also den AnheizLogger fertige ich zuhause, also in Kapfenberg. Er wird dann aber sicher einige Male zwischen Niederösterreich und Kapfenberg hin- und herpendeln. ;)
Aber du kannst ihn dir dann natürlich gerne ansehen, wenn du mal in Kapfenberg vorbeikommst.
Grüße
Thomas
;)
Ich kann auch garantieren, dass die Lok während des Betriebes mit meinem Gerät, nicht bewegt wird. Damit würde auch die Gefahr gebannt werden, dass bei einer plötzlichen Erschütterung der Magnet abfällt.
Was wenn doch? Darüber hab ich nicht wirklich nachgedacht.
Die Frage ist, kannst Du auch garantieren, daß das Gerät nicht mal vergessen wird, abzubauen, bevor die Lok fährt?
Aber mit einem Magneten, der stark genug ist, dürfte sich das auch lösen lassen. Oder das Gerät wird an einer Stelle angebracht, an der es sich an einem Vorsprung gewissermassen abstützen kann.
Mit einer Dienstanweisung in der steht, dass bei Betrieb des AnheizLoggers rote Fahnen an der Lok angebracht werden müssen, kann ich das garantieren. Die beiden roten Fahnen kennzeichnen laut der Signalvorschrift, dass das Fahrzeugt nicht bewegt werden darf. Andererseits ist der AnheizLogger sowieso nur dann im Betrieb und aufgestellt, wenn angeheizt wird. Da darf dann sowieso kein Lokführer (zum Beispiel jener der Verschubreserve) die Lok bewegen, ohne dass Kontakt mit dem Heizer/Lokführer der jeweiligen Dampflok aufgenommen wird. Und um vorzubeugen, dass das Dampflokpersonal mit dem Gerät die Lok bewegt, reicht eine persönliche Einschulung. Soviel Vertrauen hab ich zu meinen Kollegen schon. ;)
Zur Datenübertragung: Die Sache mit dem Funk will ich noch etwas im Raum stehen lassen, da ich nicht weiß, inwiefern ich dann unseren Betriebsfunk störe. Das muss ich noch prüfen.
Ich denke nicht, daß ISM oder Bluetooth den Bahnbetriebsfunk stört. Soweit ich weis, gibt es da eigens zugeteilte Frequenzen für.
Ich wär mir da nicht so sicher. Es gibt bei uns auch einige andere Dinge, die über Funk laufen und die ich nicht stören darf. Zuerst würde ich das gerne mal mit einem von unseren dafür zuständigen Mitarbeitern klären.
Grüße
Thomas
021aet04
02.01.2010, 23:14
Morgen wäre ich in Kapfenberg, weil ich für meine Gravurtiefenregler die Drehbank in der Firma verwende. Leider bist du noch nicht fertig ;)
Die Idee hätte ich auch gehabt mit dem Magneten. Aber verliert der Magnet nicht die Wirkung, wenn er heiß wird? Ich weiß aber nicht bei welcher Temp. das ist. Ich könnte schauen, ob ich so eine 2pol. Silikonleitung habe. Für Temp. Sensoren (Thermoelement L => Fe-CuN), Ich weiß aber nicht ob man die brauchen kann.
MfG Hannes
Morgen wäre ich in Kapfenberg, weil ich für meine Gravurtiefenregler die Drehbank in der Firma verwende. Leider bist du noch nicht fertig ;)
Ja, das stimmt, wirklich viel gibts noch nicht zu sehen...
Aber wir könnten doch so mal auf ein Bier gehen? Ich arbeite bis 15.00Uhr.
Die Idee hätte ich auch gehabt mit dem Magneten. Aber verliert der Magnet nicht die Wirkung, wenn er heiß wird? Ich weiß aber nicht bei welcher Temp. das ist. Ich könnte schauen, ob ich so eine 2pol. Silikonleitung habe. Für Temp. Sensoren (Thermoelement L => Fe-CuN), Ich weiß aber nicht ob man die brauchen kann.
Naja, ich denke nicht, dass er bei 200 Grad schon stark an Magnetkraft verliert. Aber kann sein, dass ich mich täusche, und der Prozess bereits früher einsetzt.
Grüße
Thomas
021aet04
02.01.2010, 23:41
Ja, das stimmt, wirklich viel gibts noch nicht zu sehen...
Aber wir könnten doch so mal auf ein Bier gehen? Ich arbeite bis 15.00Uhr.
Können wir machen. Wo treffen wir uns? Ich kenne mich aber in Kapfenberg nicht so gut aus. Ich schicke dir die Handynummer per PN.
MfG Hannes
mausi_mick
03.01.2010, 08:17
hi,
ich schätze, dass die Widerstandsänderung des Kabels vernachlässigbar ist:
Wenn ich mich nicht verrechnet habe, hat ein 2 x 5m langes Kupferkabel mit 0,5 mmxmm Querschnitt bei 20° einen Widerstand von etwa 0,35 Ohm, bei 200° von etwa 0,6 Ohm.
Wenn man die Diode mit relativ konstantem Strom von ca 2 mA (bei 5V ca 2,2k Ohm Vorwiderstand) betreibt, erhöht sich der Spannungsabfall an dem Kabelwiderstand bei Temperaturerhöhung von 20° auf 200° von ca 0,7mV auf ca 1,2mV, während die Spannung an der Diode von ca 700mV auf ca 340mV fällt (TK von etwa -2mV/K).
Auch Störungen lassen sich - da die Tempearturänderung ja vergleichsweise langsam vor sich geht, durch ein RC-Glied am Eingang leicht eliminieren.
Ob man die Sensor-Spannung (ca 700mV bei 20°, ca 340mV bei 200°) noch verstärken muss ist fraglich. Die Eichung kann man wohl auch SW-mässig machen. Auch eine Unterbrechung (z.B. Kabelbruch oder defekte Diode) liesse sich leicht per SW überprüfen ( Kabelbruch: Eingang bei 5V, Kurzschluss: Eingang auf 0V).
Der Curiepunkt ist nur bei Ferritmagneten kritisch, je nach Material/Zusammensetzung liegt er
wohl zwischen 100° und 400°.
Gruss mausi_mick
oberallgeier
03.01.2010, 08:50
... verliert der Magnet nicht die Wirkung, wenn er heiß wird? Ich weiß aber nicht bei welcher Temp. das ist ...Schau mal nach dem Curie-Punkt bzw. nach der Curietemperatur. Da findet ein Phasenübergang zweiter Art statt. Bedeutende Eigenschaften ändern sich eher schlagartig - aber ich lege die Hand nicht dafür ins Feuer, dass das für alle möglichen Stoffe und/oder Legierungen gilt. Bei Eisen ist der Curiepunkt bei etwa 770 °C. Weller macht das, soweit ich weiß, bei seinen Lötkolben bei verschiedenen Löttemperaturen für Weichlot *ggg*.
ich schätze, dass die Widerstandsänderung des Kabels vernachlässigbar ist:
Wenn ich mich nicht verrechnet habe, hat ein 2 x 5m langes Kupferkabel mit 0,5 mmxmm Querschnitt bei 20° einen Widerstand von etwa 0,35 Ohm, bei 200° von etwa 0,6 Ohm.
Wenn man die Diode mit relativ konstantem Strom von ca 2 mA (bei 5V ca 2,2k Ohm Vorwiderstand) betreibt, erhöht sich der Spannungsabfall an dem Kabelwiderstand bei Temperaturerhöhung von 20° auf 200° von ca 0,7mV auf ca 1,2mV, während die Spannung an der Diode von ca 700mV auf ca 340mV fällt (TK von etwa -2mV/K).
Auch Störungen lassen sich - da die Tempearturänderung ja vergleichsweise langsam vor sich geht, durch ein RC-Glied am Eingang leicht eliminieren.
Wobei ja dann nicht die gesamte Silikonleitung eine so hohe Temperatur besitzt. Ich denke mal, nach 20cm ist die Leitung schon wieder fast kalt.
Ob man die Sensor-Spannung (ca 700mV bei 20°, ca 340mV bei 200°) noch verstärken muss ist fraglich. Die Eichung kann man wohl auch SW-mässig machen. Auch eine Unterbrechung (z.B. Kabelbruch oder defekte Diode) liesse sich leicht per SW überprüfen ( Kabelbruch: Eingang bei 5V, Kurzschluss: Eingang auf 0V).
Über diese Sache mache ich mir auch schon seit gestern Gedanken. Bei einer Referenzspannung von 2,56V beträgt der kleinste Schritt 2,5mV - wenn ich mich nicht verrechnet habe. Das sollte eigentlich ausreichend genau sein, und um zu verhindern, das Fehlmessungen aufgrund des Rauschens entstehen kann ich ja einen gleitenden Mittelwert per Software bilden. Also sozusagen 10 Messungen kurz hintereinander und dann den Durchschnitt ausrechnen.
Als Alternative kann ich natürlich auch die Messspannung mit einem OP verstärken, aber ob das so sinnvoll ist, weiß ich nicht...
Schau mal nach dem Curie-Punkt bzw. nach der Curietemperatur. Da findet ein Phasenübergang zweiter Art statt. Bedeutende Eigenschaften ändern sich eher schlagartig - aber ich lege die Hand nicht dafür ins Feuer, dass das für alle möglichen Stoffe und/oder Legierungen gilt. Bei Eisen ist der Curiepunkt bei etwa 770 °C. Weller macht das, soweit ich weiß, bei seinen Lötkolben bei verschiedenen Löttemperaturen für Weichlot *ggg*.
Ich habe sowieso ein Problem mit der Magnet-Sache. Ich weiß nicht so recht, wo ich dann den Sensor befestigen soll. An der Waschluke hält so ein Magnet warscheinlich nicht (Messing) und der Kessel selbst ist ja verkleidet. Außerdem ist das Kesselblech verdammt rauh, da ist mehr Luft als Blech zwischen Sensor und Kessel.
Grüße
Thomas
Der Magnet scheint also wirklich nicht das Wahre zu sein. Dann würde ich wohl auf ne Schraubzwinge oder gefederte Klammer (wegen der Ausdehnung wahrscheinlich besser) setzten, und dann den Transistor in TO220 als Sensor.
Besserwessi
03.01.2010, 14:41
Ein bischen Verstärkung wird schon sinnvoll sein. Der Aufwand ist ja auch nicht groß- Immerhin kann ja von 700 mV auf 2,5 V fast 4 fach verstärkt werden und eine entsprechend höhere Auflösung erreicht werden. Gerade wenn es darum geht einen Trend zu erkennen ist etwas mehr Auflösung nicht verkehrt. Mit nur 2,5 mV Auflösung ( -> ca. 1.2 Grad) hätte man da Probleme. Ein bischen kann man noch durch oversampling gewinnen: also den AD nicht nur 10 mal sondern eher 1000 mal auslesen und mitteln.
Es ist ein bischen die Frage, ob man eventuell noch den Offset abziehen sollte damit man noch mehr verstärken kann. Wenn der Rest stimmt würde ich das eher weglassen.
Ein bischen Verstärkung wird schon sinnvoll sein. Der Aufwand ist ja auch nicht groß- Immerhin kann ja von 700 mV auf 2,5 V fast 4 fach verstärkt werden und eine entsprechend höhere Auflösung erreicht werden. Gerade wenn es darum geht einen Trend zu erkennen ist etwas mehr Auflösung nicht verkehrt. Mit nur 2,5 mV Auflösung ( -> ca. 1.2 Grad) hätte man da Probleme. Ein bischen kann man noch durch oversampling gewinnen: also den AD nicht nur 10 mal sondern eher 1000 mal auslesen und mitteln.
Dann kann man ja auch als Referenzspannung 5V festlegen und noch ein Stück weiter verstärken. Wäre das sinnvoll?
Grüße
Thomas
Da du ja schon ein dreipoliges Kabel hast, würde ich dir auf jedem Fall zu einem Verstärker raten, der in der Nähe des Sensors verbaut wird. Kleines IP68-Gehäuse oder einfach vergießen.
Besserwessi
03.01.2010, 17:20
Es hängt von der Versorgungsspnnung ab, ab man besser mit AVcc oder mit der Internen Referenz arbeitet. Bei Batteriebetrieb wäre zu überlegen ob man überhaupt 5 V braucht. Es könnte auch praktisch sein mit z.B. 4 V zu arbeiten. Was besser geht hängt dann vom Regler ab. Wenn die Ref. Spannung etwas kleiner ist, hat man es mit der Wahl des Verstärkers etwas einfacher, man braucht dann keinen Rail-Rail OP.
Für die Anwendung mit der Diode wäre das wahrscheinliche relativ egal. Wenn man einem PT1000 nutzen will, wäre es etwas besser, wenn man als Ref. Spannung aus der Versorgungsspannung ableitet. Beim PT1000 könnte man dann eine Ratiometrische Messung machen, obwohl das bei der relativ geringen Auflösung des ADs auch nicht unbedingt nötig ist.
Da du ja schon ein dreipoliges Kabel hast, würde ich dir auf jedem Fall zu einem Verstärker raten, der in der Nähe des Sensors verbaut wird. Kleines IP68-Gehäuse oder einfach vergießen.
Das hatten wir bereits oben diskutiert und wir kamen zum Schluss, dass es nicht notwendig ist, da der Spannungsabfall doch sehr gering ist, über die Länge des Kabels gesehen.
Es hängt von der Versorgungsspnnung ab, ab man besser mit AVcc oder mit der Internen Referenz arbeitet. Bei Batteriebetrieb wäre zu überlegen ob man überhaupt 5 V braucht. Es könnte auch praktisch sein mit z.B. 4 V zu arbeiten. Was besser geht hängt dann vom Regler ab. Wenn die Ref. Spannung etwas kleiner ist, hat man es mit der Wahl des Verstärkers etwas einfacher, man braucht dann keinen Rail-Rail OP.
Naja, den AVR und das Display würde ich schon recht gerne mit 5V betreiben. Zu der Sache mit dem Operationsverstärker: Ich dachte mir, ich erzeuge aus der Batteriespannung neben den 5V auch 9V, damit ich dann den OP betreiben kann. Ich bin gerade dabei, die Schaltung zu planen. Wenn ich fertig bin, werd ich den Entwurf hier zur Diskussion reinstellen.
Grüße
Thomas
Da der OP am Ausgang nur 5V liefern muss, reichen für ihn auch 5V Spannung...
Da der OP am Ausgang nur 5V liefern muss, reichen für ihn auch 5V Spannung...
Aber nur wenn es ein Rail-to-Rail-OP ist. Ich möchte aber einen LM358N benutzen. Bei diesem sollte die Versorgungsspannung um mindestens 1,5V höher sein, als die maximale Ausgangsspannung.
Grüße
Thomas
Da würde ich lieber nen r2r-OP nehmen, das ist einfacher als ne weitere Spannung zu erzeugen...
Da würde ich lieber nen r2r-OP nehmen, das ist einfacher als ne weitere Spannung zu erzeugen...
Es gibt zwei Gründe, dich mich davon abhalten:
Ich habe keine R2R-Operationsverstärker auf Lager.
Eventuell mache ich die Hintergrundbeleuchtung umschaltbar, so dass entweder 12V, oder 9V anliegen. Damit lässt sich automatisch Strom sparen - wenn der Controller erkennt, dass die Batteriespannung bereits sehr niedrig ist, schaltet der die Hintergrundbeleuchtung als erste Maßnahme auf 9V um. Das spart laut Ampermeter fast die Hälfte an Strom.
Grüße
Thomas
Hallo!
Hier nun ein Teil des Schaltplans, wo ich noch einige Fragen offen habe.
Meine Berechnung:
Ua = Ue * (1 + ( R9 / R10 )) = 4,56V
Demzufolge habe ich bei einer Eingangsspannung von 800mV am OP eine Ausgangsspannung von 4,56V bei einem Verstärkungsfaktor von 5,7.
Das empfinde ich als geeignet für meine Anwendung. Allerdings mache ich mir Sorgen, dass der OP schwingen könnte. Würde hierbei ein Kerko zwischen +Ucc und -Uee helfen? Benötigt der Ausgang des OP eine gewisse Mindestlast (1k nach Masse)?
Danke für eure Mithilfe,
Thomas
Besserwessi
06.01.2010, 21:39
Über die Rückkopllung hat der OP schon einen Mindestlast nach GND. Wenn man am Ausgang weniger als etwa 40 µA entnimmt geht es beim LM358 auch ohne Last. Zwischen OP und dem AD sollte noch ein Widerstand (z.B. 10 K), damit der AD Eingang nicht zu viel Strom bekommt falls der OP doch mal mehr als 5 V ausgiebt, z.b. ohne Sensor.
Ein Kondensator an der Versorgungsspannung ist nicht verkehrt, beim eher langsamen LM358 aber nicht unbedingt nötig. Für mehr stabilität ggf. eine Kondensator parallel zu R9.
Bei Batteriebetreib können die Widerstände größer werden. Fließt über R10/R9 ja schon mehr Strom als der OP sonst braucht.
Auch R8 sollte eher größer - mit etwa 10 K wäre auch ein PT1000 noch im Messbereich und für eine Diode sollte da reichen. Wenn man wirklich sparen will, ggf. auch R8 nicht an +5 V sondern einen Pin vom µC (einen mit AD Eingang).
Als Schutz gegen ESD und HF Störungen vor dem (+) Eingang des OPs noch einen Widerstand (z.B. 33 K).
Über die Rückkopllung hat der OP schon einen Mindestlast nach GND. Wenn man am Ausgang weniger als etwa 40 µA entnimmt geht es beim LM358 auch ohne Last.
Okay.
Zwischen OP und dem AD sollte noch ein Widerstand (z.B. 10 K), damit der AD Eingang nicht zu viel Strom bekommt falls der OP doch mal mehr als 5 V ausgiebt, z.b. ohne Sensor.
Das hab ich noch gar nicht bedacht. Hat der AVR für diesen Fall eigentlich Schutzdioden, die den Strom dann (ohne Begrenzung, deshalb ja der Widerstand) gegen Masse abfließen lassen? Wenn nicht, würde ein Widerstand ja nichts nützen, denn die hohe Spannung liegt ja trotz Widerstand an...
Ein Kondensator an der Versorgungsspannung ist nicht verkehrt, beim eher langsamen LM358 aber nicht unbedingt nötig. Für mehr stabilität ggf. eine Kondensator parallel zu R9.
Werde ich einplanen, danke für den Hinweis.
Auch R8 sollte eher größer - mit etwa 10 K wäre auch ein PT1000 noch im Messbereich und für eine Diode sollte da reichen. Wenn man wirklich sparen will, ggf. auch R8 nicht an +5 V sondern einen Pin vom µC (einen mit AD Eingang).
Ich dachte, ein größerer Strom macht die Diode etwas stabiler.
Was soll es bringen, R8 an einen Pin vom AVR zu hängen?
Danke für die Mithilfe
Thomas
Besserwessi
09.01.2010, 10:10
Die Pins am AVR haben Schutzdioden (außer dem Reset Pin, da ist nur eine nach GND dran), bis etwa 1 mA kann man da ableiten.
Der Strom durch den Sensor schaltbar zu machen hilft Stromsparen, viel ist das aber nicht. Interesant wird das erst wenn man auch den Rest sparsamer aufbaut.
Eine Diode als sensor ist auch so schon recht stabil. Viel Strom hift dabei auch nicht unbedingt. Zum einen wird der TK bei mehr Strom etwas kleiner. Durch den relativ kleinen Differentillen Widerstand der Diode sind auch so schon wenig Störungen zu erwarten. Dabei hift es wenn der Widerstand an der Seite der Schaltung deutlich größer ist als der Differentielle Widerstand der Diode. Mehr Strom durch einen kleineren Widerstand hat dabei fast keinen Einfluss - das Verhältnis der Widerstände bleibt fast gleich.
Hallo!
Der Schaltplan für den analogen Teil meines Projektes ist nun fertig und im Anhang.
Den Eingangsspannungsbereich habe ich großzügig mit 18-30V ausgelegt, auch die Einspeisung von Wechselstrom ist möglich. Abgesichert ist der Eingang mit einer Schmelzsicherung mit 2A Nennstrom und der Type "Träge". Der L200CV lässt sich durch das Poti R2 bequem auf die erforderliche Spannung von 13,8V einstellen, nur der Ausgangsstrom des L200CV ist fix auf knapp 1A begrenzt. Die LED D2 zeigt dem Benutzer an, dass die Ladeschaltung unter Spannung steht. Mithilfe von R5 wird der Ladestrom gemessen. Das Relais K1 wird vom Mikrocontroller angesteuert und schließt, wenn die erforderliche Ladespannung von 13,8V im Leerlauf von dem L200CV stabil sind. Sollte der Anwender den Ladevorgang beenden oder abbrechen, in dem er die Versorgung abklemmt, merkt der Mikrocontroller dies über die Strommessung und durch den Spannungswert vor dem Widerstand R5. Sollte dieser Wert unter die Akkuspannung fallen, öffnet das Relais K1 um ein zurückfließen des Stroms zum L200CV zu verhindern. Schließlich folgt noch der Hauptschalter S1 und die zwei Spannungsregler für +5V und +9V.
Die Verstärkerschaltung ist recht einfach aufgebaut. Die Verbesserungen von "Besserwessi" habe ich übernommen.
Darunter ist der kleine Schaltungsteil zur Erzeugung der negativen Kontrastspannung zu sehen. Dieser ist sehr einfach aufgebaut, denn ich habe der Einfachheit halber einen galvanisch getrennten DC/DC-Wandler benutzt. Am Ausgang ist dann noch ein Poti, mit dem der Kontrast bequem eingestellt werden kann.
Ansonsten bleiben noch die drei Spannungsteiler übrig, wovon der erste allerdings bereits weggefallen ist. Zuerst wollte ich nämlich die Eingangsspannung messen um zu Erkennen, ob der Ladevorgang gestartet werden kann. Allerdings ist dies nun besser und einfacher über den Spannungsteiler zur Strommessung möglich. So konnte ich zwei Fliegen mit nur einer Klappe schlagen.
Als nächstes werde ich den Schaltplan für den digitalen Teil meines Projektes angehen. Hier sind allerdings noch einige Fragen für mich offen:
Ich habe mir den notwendigen Speicherbedarf für die Erfassung der Messungen im EEPROM durchgerechnet und bin zum Ergebnis gekommen, dass sich das vorhandene, interne EEPROM des Atmega32 oder Atmega16 genau ausgehen würde. Allerdings fehlt mir dann Speicher für das Setup. Nachdem ich aber sowieso einen Mangel von I/O-Pins habe, würde ich einen zweiten Controller - zum Beispiel einen Mega8 - nehmen und diesen per USART mit dem großen Controller kommunizieren lassen. Der kleine Controller, sozusagen der Steuercontroller, hat dann die Setup-Daten in seinem EEPROM gespeichert und steuert auch die Status-LEDs, das Relais, die Transistoren zum Abschalten des Displays an. Auch die Taster kann er einlesen.
Alternativ und bequemer wäre natürlich der Einsatz einer SD-Speicherkarte als Datenspeicher, dann wäre zumindest mal das EEPROM frei fürs Setup. Allerdings habe ich noch nie eine SD-Karte an einen µC angeschlossen und weiß auch nicht, wieviel Aufwand und wie kompliziert die Sache ist...
Grüße
Thomas
Besserwessi
10.01.2010, 21:40
Bei SD Karten ist der Hardwareteil relativ einfach. Im wesentlichen braucht man eine SPI verbindung zur Karte, die mit ca. 3.3 V läuft. Wenn der µC auch mit der Spannung läuft ist es ganz einfach. Die Steckplätze sind teils relativ teuer, aber nicht überall.
Bei der Software ist es relativ einfach, wenn man ohne Filesystem arbeitet. Es gibt aber auch Software um darauf ein Filesystem (FAT16) zu haben, so dass der PC die Daten einfach lesen kann. Dafür braucht man vor allem relativ viel RAM als Pufferspeicher.
Ich kenne das Display nicht, aber fü Batteriebetrieb hätte ich als Regler was anderes als einen L200 erwartet. Eher ein LM2940, LM2574 oder so.
Ich kenne das Display nicht, aber fü Batteriebetrieb hätte ich als Regler was anderes als einen L200 erwartet. Eher ein LM2940, LM2574 oder so.
Der L200 ist ja auch nur Teil der Ladeschaltung, diese wird nach erfolgter Ladung komplett per Relais getrennt. Während dem Laden ist sowieso ein ausreichender Strom vorhanden, da das Steckernetzteil, das ich vor kurzem anvisiert und im Keller gefunden habe, 24V und 2,5A hergibt. Eventuell werd ich die Leuchtdiode nach dem L2000CV noch weglassen, schließlich kann man ja auch am Display anzeigen, ob die Spannung da ist oder nicht. ;)
Grüße
Thomas
021aet04
11.01.2010, 17:50
Den Shunt würde ich zwischen Akku- und GND geben, wie ich dir es eingezeichnet habe.
MfG Hannes
Den Shunt würde ich zwischen Akku- und GND geben, wie ich dir es eingezeichnet habe.
Dann habe ich allerdings bei Stromentnahme aus dem Akku eine negative Spannung am µC-Pin. Das will ich vermeiden.
Grüße
Thomas
021aet04
11.01.2010, 20:49
Das stimmt schon. Das könntest du nur mit einer Diode verhindern, außer du willst die Stromentnahme auch messen.
MfG Hannes
Das stimmt schon. Das könntest du nur mit einer Diode verhindern, außer du willst die Stromentnahme auch messen.
Allerdings komm ich selbst mit der Diode nicht über -700mV. Und für die Messung der Stromentnahme müsste ich die negative Spannung erstmal invertieren - das wird dann komplizierter, als notwendig ist. Lieber ein Spannungsteiler mehr und gut ist.
Grüße
Thomas
Hallo!
Nachdem der analoge Teil meines Schaltplanes meiner Ansicht nach fertig und ohne gröbere Fehler ist, habe ich mir einige Dinge zum digitalen Teil meines Projektes überlegt.
Ich bin davon ausgegangen, den Temperaturwert als natürliche Zahl zu erfassen, da ich dies für ausreichend halte. Nachdem die Temperatur immer zwischen 0°C und knappen 200°C liegt, geht sich das im Byte-Format wunderbar aus.
Angenommen ich lege die aktuelle Temperatur alle 10min in eine Tabelle (Array?) ab, so habe ich nach 200Std. genau 1000Byte - also ein knappes Kilobyte - Daten im RAM. Liege ich mit meiner Berechnung richtig?
Diesen Zeitintervall lege ich nur als Obergrenze fest, länger darf die Zeit zwischen den Messungen nicht werden. Nachdem der Anheizvorgang niemals 200 Std. dauert kann ich später natürlich den Zeitintervall verkürzen, es geht mir jetzt nur um die Berechnung des "schlimmsten Falls", sozusagen.
Als Controller habe ich einen AtMega32 ins Auge gefasst, dieser besitzt ausreichend Flash-Speicher, 1k-EEPROM und 2k-RAM. Auch die Anzahl der I/Os reicht, knapp aber doch, aus.
Grüße
Thomas
Besserwessi
13.01.2010, 21:16
Mit nur 1 kByte EEPROM sehe ich das eher knapp. Gerade wenn es darum geht einen Trend zu erkennen, sollte man mehr 1 Grad Auflösung (auch wenn die Genauigkeit geringer ist) haben, und auch 10 Min Abstand ist schon ganz schön viel, auch wenn so ein großer Kesser schon etwas träger ist.
Ich würde vorschlagen zumindestens einen extra Speicher einzuplanen. Als Extra Speicher gäbe externe EEPROMs (I2C oder SPI), Dataflash Bausteine oder ein SD Karte. Auch wenn es für einen Datalogger wenig ist: Ein serielles EEPROM (z.B. ST24C256) im DIP8 Gehäuse ist mit 32 kBytes eine echte Verbesserung.
Ein bischen könnte man ggf. gewinnen, wenn man die Daten etwas komprimiert: z.B. normalerweise nur die Differenz zum letzen Messwert speichern, dann aber mit etwas mehr Auflösung.
Hallo!
Wir wissen, das die Temperatur im Kessel in einer Stunde um maximal 10°Grad ansteigt - eher weit weniger. Wieso sollte ich also öfters messen?
Mehr als 1 Grad Auflösung kann ich doch am Display sowieso nicht mehr darstellen, warum also genauer?
So ganz verstehe ich deine Ausführungen nämlich nicht, ich hoffe, du fühlst dich jetzt nicht gekränkt oder so. Aber ich will halt immer alles genau wissen... ;)
Grüße
Thomas
Hallo!
Hier ist nun die neueste Version vom Schaltplan der Analogplatine.
Der Akku bekam eine Schmelzsicherung und das Relais samt Ansteuerschaltung wurde eingezeichnet. Der DC/Wandler bekam noch zwei Elkos zur Glättung, da die Dinger ja kurzzeitig einiges ziehen können.
Grüße
Thomas
Besserwessi
16.01.2010, 19:27
Ich habe etwas Probleme mit dem recht knapp bemessenen EEPROM für die Daten. Wenn man sehen will wie gleichmäßig das Aufheizen geht, sollte man schon mehr Daten aufnehmen. Wenn maximal 1K / Minute möglich ist sind 10 Minuten schon ein recht großer Abstand zwischen den Punkten. Ich könnte mit vorstellen das die Heizleistung (nicht die Temperatur) schneller reagiert. Der Aufwand für mehr Speicher ist relativ gering. Der einfachste Weg wäre dabei ein Mega644 statt des Mega32. Die passen in den gleichen Sockel und man hätte das doppelte an Speicher. Auch ein externe Speicher vial I2C ist nicht aufwendig, wenn man die richtigen Pins als Option freihält.
Ich sehe da noch nicht, dass die IO Pins knapp werden.
Für das einschalten des DCDC Wandlers sollte man dem Transistor eventuell einen etwas größeren Basiswiderstand geben, damit der einschaltestromstoß nicht zu groß wird. Auch wäre da eventuell ein etwas größerer Transistor (z.B. BC338) sinnvoll, denn die Wandler ziehen schon etwas Strom. Vermutlich wird man hier auch noch eine MIndestlast für den Wandler brauchen. Die meisten wollen wenigsten 100 mW.
Je nach Display müßte man sehen, ob der DCDC Wandler wirklich nötig ist. Für eine wenig belastete negative Spannung gibt es sonst auch alternativen (Ladungspumpe) , die weniger Strom brauchen.
Die Spannungsteiler für die Spannungsmessung könnten etwas hochohmiger. Wenn der kleinere Widerstand 10 K ist reicht das.
Hallo!
Naja, wenn die Temperatur um 1K pro Minute ansteigt, dann ist der Datenlogger bereits Nebensache, das ist eindeutig zu viel. 10K pro Stunde ist auch ein oberer Grenzwert, meistens hält es sich um die 5K pro Stunde. Der Atmega 644 ist leider in Österreich sehr schwierig günstig aufzutreiben, aber die Sache mit dem externen EEPROM sehe ich als interessant an. Soweit ich weiß, wäre auch eine Komunikation per Software-I2C an beliebigen I/Os möglich, oder liege ich da falsch?
Wie aufwändig ist es, in Bascom ein externes EEPROM über den I2C-Bus zu beschreiben/lesen?
Das Display will eine negative Spannung von -18V, mindestens. Diese wird mit etwa 1mA belastet. Der Wandler ist eine sehr kleine Lösung, eine Ladungspumpe hingegen benötigt wesentlich mehr Platz auf der Platine. Ich habe einen ähnlichen Spannungswandler bereits mit dem Display zusammen in Betrieb (er wird allerdings bezüglich der Eingangsspannung oberhalb der Grenzwerte betrieben, weshalb ich das nicht als Dauerlösung ansehe). Dieser hat keine Kondensatoren, keine Mindestlast, nur den Timmer und das Display. Es funktioniert wunderbar.
Grüße
Thomas
Besserwessi
16.01.2010, 20:18
Mit BASOCM kenne ich mich nicht aus, ich Programmieren in C oder ASM.
Wenn Bascom soft I2C untersstützt wäre das wohl nicht so schwer.
Software I2C sollte zumindest als Master an jedem Pin gehen. Ich sehe aber keinen wirklichen Grund die hardware I2C (TWI) Pins nicht zu nutzen.
Ich würde auch ein externe EEPROM vorsehen. Die zusätzliche Hardware wären je wirklich nur ein Sockel und 2 Widerstände.
Meine Erfahrung mit DCDC Wandlern ist eher das die ganz gut mit einer etwas kleineren Spannung als nominal klarkommen. Zumindest geht bei mir der DCDC Wandler noch eine ganze Zeit mit der Restladung aus einem Elko, mit offensichtlich wenig Stromverbrauch. Die Schaltung mit dem 10 K Poti paßt irgendwie nicht ganz zu 1 mA Last. Bei 24 V sind die 10 K aber immerhin schon gut 60 mW Grundlast.
Hallo!
Ich habe gerade nachgesehen, Bascom unterstützt auch Soft-I2C. Es steht auch, das die Einbindung fast gleich wie die Hardware-I2C handzuhaben ist. Das ist also kein Problem mehr.
Ich habe mir gerade so ein externes EEPROM angesehen. Verdammt klein und sehr billig zu bekommen - mit enormer Speichergröße (zumindest gegenüber den EEPROMs in den AVR).
Also passt das mit dem Wandler so? Ich sehe darin kein Problem, der soll nur ein wenig Strom verbrauchen, dafür nimmt er fast keinen Platz auf der Platine ein. ;)
Grüße
Thomas
Besserwessi
16.01.2010, 23:35
Beim DCDC Wandler wird man noch den + Pol auf GND legen. Sonst hängt die Spannung in der Luft.
Ob die Spannung paßt kann ich nicht sagen. Was ist das für ein Display ?
Beim DCDC Wandler wird man noch den + Pol auf GND legen. Sonst hängt die Spannung in der Luft.
Ob die Spannung paßt kann ich nicht sagen. Was ist das für ein Display ?
Danke für den Hinweis, das hab ich ganz vergessen.
Das ist so ein blaues, momentan nicht mehr erhältliches Grafik-Display aus Konkursmasse. Das Ding will 100V für die Hintergrundbeleuchtung (Röhre) und -15 bis -20V Kontrastspannung. Für die Erzeugung der 100V war glücklicherweise ein fertiger Wandler dabei, der mit 12V Eingangsspannung auskommt. Was da aber genau drin ist weiß ich nicht mehr, ich hab die Platine gleich nach Erhalt mit Scotchband umwickelt, damit da keiner draufgreifen kann. Nach meiner eigenen Erfahrung ist das Ding nämlich relativ leistungsstark.
Ein paar Elkos habe ich jetzt übrigens noch verkleinert. In Anbetracht der fließenden Ströme, zum Beispiel beim 7809, bin ich mit der Kapazität zurückgegangen, um Platz zu sparen.
Grüße
Thomas
mausi_mick
06.02.2010, 08:13
hallo,
die Diode 1N4007 vor dem L200 verkraftet nur 1 A (Dauer), falls mehr Strom
im Mittel gezogen wird, sollte man auf eine 3A Version umsteigen.
Gruss mausi_mick
the_muck
07.02.2010, 10:33
Hallo,
ich will deine Idee nicht über den Haufen werfen, aber bei µC net gibt es einen sehr langen Thread zum Thema genaue Temperatur Messung mit PT100. Ich muss gerade einige Thermostate bauen und bin darüber gestolpert...
http://www.mikrocontroller.net/topic/84838#new
Wenn du nach "Auslegung_Pt100" suchst kommst du direkt zu einer Zip Datei mit Excel Tabelle wo du die Schaltung auf verschiedene Temp. Bereich berechnen kannst.
ist aber nur eine Anregung...
oberallgeier
07.02.2010, 12:45
Hi Thomas,
... Das größte Kopfzerbrechen bereitet mir der Temperatursensor. Er muss einen Temperaturbereich von mindestens 10 Grad Celsius bis ca. 195 Grad Celsius besitzen ...Na ja, da steckt ein bisschen gewußt-wie dahinter, stimmt schon. Man kann aber auch die Gurus fragen (ich hatte vor Jahren einfach DEN Guru bei der PTB angerufen). Es ging damals um ein Forschungsprojekt das ich begleitet hatte, bei dem ein irrwitziger Fuzzi eimerweise Thermologger eingekauft hatte. Daher hab ich einen 4-kanaligen Logger (http://www.tcdirect.de/deptprod.asp?deptid=140/7) bei mir rumliegen - komplett mit Thermoelementen K-Typ, mit Teflonumhüllung, gut bis rund 250 °C oder auch darüber (hier ein Beispiel von meinem Basteltisch - Motor Ø6mm). (https://www.roboternetz.de/phpBB2/download.php?id=12170&sid=4bcc6b86dd5fc0a23d41fd6f7081c7a2)Für Dich von Interesse kann sein, dass man bei dem Gerät über die RS2 32 direkt online die Daten rauslassen kann. UND man kann sie hinterher auch komplett downloaden - zur anschließenden Manöverkritik - wenn der Kessel heiß ist.
Vielleicht nutzt Dir dieser Hinweis etwas? Übrigens hat der Lieferant auch ein hübsches Handbuch zur Temperaturmessung mit Thermoelementen und Widerstandsthermometern (http://www.tcdirect.de/reference.asp) - garantiert NICHT ohne Werbung, aber sehr informativ.
Ach so, ja, PT100(0) geht für Dich, weil Du langsame Vorgänge misst. Aber man muss wie bei all diesen Messungen sehr auf Wärmelecks an der Messstelle achten . . . und all dieses.
Hübsche Nebentätigkeit. Bin vor ein paar Monaten mit dem 5145 / Blauer Blitz gefahren - Wien-Süd bis in die Pampa rein . . . . und wieder zurück. SEHR amüsant!
oberallgeier
08.02.2010, 14:39
Uuuups - und ich hatte schon gegrübelt und beinahe Busse getan und . . .
Löschen - der Button oben im Posting, gaaaanz links, neben [edit] [↑] - der ist aber nur da, wenn es DEIN Beitrag ist und wenn noch kein Folgebeitrag existiert.
hallo,
die Diode 1N4007 vor dem L200 verkraftet nur 1 A (Dauer), falls mehr Strom
im Mittel gezogen wird, sollte man auf eine 3A Version umsteigen.
Gruss mausi_mick
Der Widerstand R3 begrenzt den Strom auf 0,96A. Von daher sehe ich keine Gefahr für die 1N4007.
Hübsche Nebentätigkeit. Bin vor ein paar Monaten mit dem 5145 / Blauer Blitz gefahren - Wien-Süd bis in die Pampa rein . . . . und wieder zurück. SEHR amüsant!
Eher nicht meine Traktionsart, qualmt zu wenig und macht zu wenig Lärm. ;)
Deine Ausführungen sind sehr interessant. Aber irgendwie wäre ich mit einem gekauften Logger nicht sehr zufrieden. Die Dinger sind zwar nicht allzu teuer, aber im rauen Eisenbahnbetrieb will ich so ein Gerät trotzdem nicht sehen. Außerdem ist ja der Weg das Ziel, das Selberbauen macht eben mehr Spass.
Inzwischen ist das Layout der Analog-Platine fast fertig. Nur habe ich momentan das Problem, das ich keinen 9V-Festspannungsregler vorrätig habe. Bevor ich jetzt die aufwändigere Lösung mit LM317 einplane: Wie verhält sich der Operationsverstärker, wenn er eine langsam absinkende Spannung (Batteriespannung) angelegt bekommt. Verfälscht das die Messergebnisse? Meines Erachtens nicht, aber ich frag besser bei euch nach.
Im Anhang noch zwei Diagramme, die den Temperaturverlauf im Dampfraum (nicht des Kesselmaterials!) zeigen. Sie wurden 1940 aufgenommen.
Grüße
Thomas
Besserwessi
17.02.2010, 20:25
Solange die Spannung im erlaubten Bereich bleibt, macht es dem OP nichts aus, wenn sich die Spannung ändert. Mit der eher geringen Auflösung des internen ADs wird man da nichts bemerken. Gar nicht so selten werden OPs auch ohne Spannungsregler betrieben.
Solange die Spannung im erlaubten Bereich bleibt, macht es dem OP nichts aus, wenn sich die Spannung ändert. Mit der eher geringen Auflösung des internen ADs wird man da nichts bemerken. Gar nicht so selten werden OPs auch ohne Spannungsregler betrieben.
Wenn meine Rechnung stimmt, dann verändert sich die Ausgangsspannung um schlimmstenfalls 1mV. Sollte eigentlich nicht wirklich ins Gewicht fallen. Dann spar ich mir den 9V-Regler und damit ein paar zusätzliche Bauteile - einige mA Strom fallen dann auch weg.
Ich werde das im Schaltplan gleich umzeichnen und das Layout anpassen.
Grüße
Thomas
Hallo!
Still ist es nun geworden um den AnheizLogger, einige werden sicherlich bereits gedacht haben, ich habe das Projekt aufgegeben. Nun, dem ist nicht so. Meine hauptsächliche Arbeit konzentrierte sich jedoch auf mechanische Arbeiten an der "echten" Maschine. Was nützt der beste AnheizLogger, wenn die Lok nicht angeheizt wird? Doch nun ist die Lok wieder betriebsfähig und hat ihre erste "Probeheizung" (fachlich übrigens ein völlig inkorrektes Wort wofür mich meine Kollegen steinigen würden, aber mir gefällt der Ausspruch so) überstanden.
Inzwischen habe ich einige Änderungen am Schaltplan und am Layout der Analog-Platine vorgenommen. Den aktuellen Stand der Dinge habe ich an diesen Beitrag angehängt.
Grüße
Thomas
021aet04
19.05.2010, 10:08
Schön wenn es weiter geht. Sieht wirklich gut aus.
MfG Hannes
Hallo!
Der erste Grundstein wurde gesetzt: Die Analog-Platine wurde nun geschnitten und die Kanten abgeschliffen. Zugleich gab es einige kleine Änderungen in Schaltplan und Layout:
Die Eingangssicherung für die Ladeschaltung wird nun nicht auf der Platine platziert, sondern direkt an der Ladebuchse, um Kurzschlüsse in der Kabelführung zu verhindern. Außerdem wurde im Schaltplan vergessen, den positiven Ausgang des Spannungswandlers (IC5) auf Masse zu legen.
Grüße
Thomas
Hallo!
Es ging dann doch noch schneller weiter, als ich gedacht habe. Nun sind bereits einige Bauteile eingelötet, außerdem fand ich noch einen Fehler im Layout. Das Aktuellste wie immer auf den angehängten Bildern.
Grüße
Thomas
Hallo!
Nun sind bereits einige Bauteile eingelötet,
Grüße
Thomas
Tipp, beim Bestücken/Löten immer mit den flachsten Bauteilen
anfangen, dann geht es einfacher.
Gruß Richard
Hallo!
Nun sind bereits einige Bauteile eingelötet,
Grüße
Thomas
Tipp, beim Bestücken/Löten immer mit den flachsten Bauteilen
anfangen, dann geht es einfacher.
Danke für den Hinweis, allerdings ist mir diese Tatsache bereits bekannt. Ich tu mir wesentlich leichter, wenn ich die Bauteile nach einem gewissen System im Kopf einlöte. Damit IC-Sockel und ähnliches nicht rausfallen, habe ich Holzklötzchen unterschiedlichster Größe. Nach diesem System entstanden bereits Platinen in der Größe 160x100 mit enormer Packungsdichte fehlerfrei.
Grüße
Thomas
Hallo!
Die Analog-Platine ist nun fertiggestellt worden. Der erste Test mit einer angeschlossenen Diode war erfolgreich - der Operationsverstärker arbeitet und verstärkt zuverlässig die Durchlassspannung. Festspannungsregler und der DC/DC-Wandler funktionieren einwandfrei.
Nun geht es an die Planung der Digital-Platine.
Grüße
Thomas
Hallo!
Der erste Entwurf der Digital-Platine steht und ist bereits im Anhang dieses Beitrags. Vielleicht kann mal einer drüberschauen, besonders der Bereich MAX232 macht mir Sorgen. Beim externen Speicher ST24C16 bin ich mir auch noch nicht so ganz sicher.
Grüße
Thomas
Hallo!
Nach einer recht langen Sommerpause gehts nun weiter mit meinem Projekt.
Die Planung des ganzen Projekts wurde etwas geändert und so arbeite ich jetzt mit einem modulähnlichen Aufbau. Damit ergeben sich einige Vorteile, so lassen sich zum Beispiel einzelne Baugruppen (Module) tauschen und das Gerät lässt sich - in engen Grenzen - leicht vorort verändern. Man könnte theoretisch zwei Platinen mit EEPROMs verwenden und während das eine gerade beschrieben wird, kann man das andere schon am PC auslesen und verarbeiten. Hauptsächlich ist aber ein Auslesen der Daten direkt am Gerät vorgesehen.
In der Zwischenzeit ist die Controllerplatine fast fertig geworden, es fehlen nur noch ein paar Verbindungsdrähtchen. Ich hab sie aus Platzgründen mit losem Draht verdrahtet, sonst lege ich ja sehr Wert auf exakte Drahtbrücken, aber hier ging es rein um den Platzverbrauch. Nachdem ich nicht selber Platinen erstelle, ist das die einzige Möglichkeit.
So gesehen gibt es jetzt diese verschiedenen Module:
Analog-Platine (fertig und teilweise getestet)
Controller-Platine (fast fertig)
RS232-Platine (in Planung)
EEPROM-Platine (in Planung)
GLCD (fertig)
Hochspannungswandler (fertig)
Hier noch die aktuellsten Schaltpläne und Platinendesigns.
Ich hoffe ihr findet immer noch gefallen an meinem Projekt.
Grüße
Thomas
hardware.bas
18.09.2010, 08:50
Ich habe diesen Treed soeben entdeckt und finde ihn sehr interessant. Da ich auch einige Zeit als Heizer gearbeitet habe, jedoch nicht auf einer Lok, sondern als Hochdruckkesselwärter an einem Heisswassererzeuger und später einem Hochdruckdampfkessel mit Überhitzer, habe ich als Elektroniker bei den Anlagen auch die MSR betreut. Zur Zeit bin ich für ein geologisches Forschungsprojekt mit der Entwicklung und dem Bau eines umfangreichem Temperaturloggers - natürlich auf niedrigem Temperaturniveau - beschäftigt. Wie gesagt... deshalb mein Interesse.
Meine Frage zum Temperatursensor: Gibt es am Kessel irgendwelche Tauchhülsen (ideal für Temperatursensor)? Hat der Kessel eine Leitfähigkeitsüberwachung des Speisewassers (das kann man ohne viel Zusatzaufwand mitloggen) und wenn ein elektonisches Manometer vorhanden ist, wäre das noch toller, dann hätte man noch einem Wert zur Überwachung. Als Kesselwärter sollte man zwar immer den Wasserstand persönlich im Auge haben, den könnte man jedoch auch elektronisch überwachen. VG Micha
hardware.bas
18.09.2010, 08:52
Nachtrag: Das Datenlogging bei meinen Projekten erfolgt über einen USB-Stick, das Auslesen und Weiterverarbeiten am PC mit der Möglichkeit des beliebigen Exportierens in andere Programme. VG Micha
besonders der Bereich MAX232 macht mir Sorgen.
Hallo Thomas,
nach dem mir vorliegenden MAX232N-Datasheet sollte C19 ebenfalls gegen GND angeschlossen werden.
Es fehlen dir ferner Abblockkondensatoren - die beiden 100nF oben links reichen nicht, normalerweise bekommt jeder IC so nah wie möglich 100nF spendiert - macht also vier Stück (IC6, IC7(MAX232), IC7(LCD) IC8).
mfG
Markus
Meine Frage zum Temperatursensor: Gibt es am Kessel irgendwelche Tauchhülsen (ideal für Temperatursensor)? Hat der Kessel eine Leitfähigkeitsüberwachung des Speisewassers (das kann man ohne viel Zusatzaufwand mitloggen) und wenn ein elektonisches Manometer vorhanden ist, wäre das noch toller, dann hätte man noch einem Wert zur Überwachung. Als Kesselwärter sollte man zwar immer den Wasserstand persönlich im Auge haben, den könnte man jedoch auch elektronisch überwachen.
Du verwechselst gerade moderne Dampfkessel mit Lokomotivkesseln. Es gibt keine Tauchhülsen und das Speisewasser wird in keinerlei Weise überwacht (bis auf den Speisewasservorrat natürlich). Es handelt sich hierbei auch um normales Grundwasser/Regenwasser ohne chemische Zusätze oder Vorbehandlung. Das Manometer ist ein Röhrenfedermanometer und der Wasserstand ist einmal als Wasserstandsglas und einmal in Form von zwei (je nach Lok teilw. auch drei) Probierhähnen ausgeführt. Die Überwachung des Wasserstandes erfolgt alleinig durch das Lokpersonal und sollte das Wasser doch mal die NW-Marke unterschreiten, lest ihr es in der Zeitung. ;)
nach dem mir vorliegenden MAX232N-Datasheet sollte C19 ebenfalls gegen GND angeschlossen werden.
Danke für den Hinweis. Allerdings wird dieser Bereich sowieso als eigenes Modul verwendet.
Es fehlen dir ferner Abblockkondensatoren - die beiden 100nF oben links reichen nicht, normalerweise bekommt jeder IC so nah wie möglich 100nF spendiert - macht also vier Stück (IC6, IC7(MAX232), IC7(LCD) IC8).
Die beiden 100nF-Kerkos habe ich als Platzmangel dort oben hingeschoben udn eine entsprechende Anmerkung vergessen, sry. Auf der Platine sind sie natürlich so nah wie möglich am entsprechenden IC.
Grüße
Thomas
Hallo!
Es gibt wieder eine kleine Neuigkeit.
Ich versuchte nun, der ganzen Sache das erste Leben einzuhauchen und stöpselte alles mal zusammen. Schnell einen Mega32 geschnappt, programmiert und auf die Controllerplatine gesteckt - was tut sich? Nicht viel. Ich hatte einen einzigen Draht vergessen, und zwar genau der Draht, der normalerweise für die Umschaltung zwischen Schreiben/Lesen des Grafik-Displays zuständig ist. :D
Somit war das Display zwar leer, aber wenigstens klickte das Relais auf der Analogplatine brav vor sich hin und das Anlaufen des Spannungswandlers konnte auch schön an meinem analogen Ampermeter am Netzteil beobachtet werden.
Außerdem hab ich begonnen, das Gehäuse zu bauen. Bis jetzt sind es nur rechteckige Holzplatten, aber wenn es beginnt nach etwas auszuschauen, werd ich ein paar Fotos davon machen. ;)
Als nächstes bereinige ich noch den Fehler in der Controller-Platine und plane und baue die RS232-Platine. Damit kann ich dann testweise schon über einen Bootloader programmieren.
Grüße
Thomas
Hallo!
Ich hatte nun die vergangenen Tage wieder etwas Zeit, an meinem Projekt weiterzuarbeiten. Die Frontplatte ist nun fast fertig und das Gehäuse wird morgen zusammengebaut.
Grüße
Thomas
Powered by vBulletin® Version 4.2.5 Copyright ©2024 Adduco Digital e.K. und vBulletin Solutions, Inc. Alle Rechte vorbehalten.