Temperatursensor (PTC) doppelt auswerten
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@paul53
Ich habe nochmal über Deine Antwort nachgedacht. Was soll mir eigentlich ein paralleler AD Wandler am Widerstand bringen? Um den Widerstand zu berechnen bauche ich Spannung (die evtl. konstant ist, habe ich noch nicht kontrolliert) und auf jeden Fall den Strom. Wie willst Du ohne den Strom den widerstand bestimmen? -
@wolfgangfb sagte: bauche ich Spannung (die evtl. konstant ist, habe ich noch nicht kontrolliert) und auf jeden Fall den Strom.
Die Spannung ändert sich mit dem Widerstand, da der Strom i.d.R. mittels größerem Vorwiderstand erzeugt wird (Spannungsteiler). Du musst schließlich die Spannungs-Temperaturkennlinie ermitteln. Wenn der Vorwiderstand groß genug ist, bleibt der Strom nahezu konstant und die Spannung ist fast proportional zur Temperatur.
Vielleicht wird der PTC von einer Konstantstromquelle gespeist? Mit Sicherheit aber nicht von einer Konstantspannungsquelle. -
Du hast Recht, das ist wohl eine Konstantstromquelle. Ich habe einfach mal den Ni500 durch einen 470 Ohm Widerstand ersetzt (entspricht -10°C) und da liegen ziemlich genau 1.000V an und dann noch einen 100 Ohm in Reihe geschaltet (entspricht dann +33°C) und dann sind es ca. 1.2V. Das sollte sich messtechnisch realisieren lassen.
Nochmal die Frage nach einer Empfehlung für einen potentialfreien AD Wadler. -
@wolfgangfb sagte: potentialfreien AD Wadler.
Wie ist der PTC verschaltet? Wenn ein Bein an GND führt, kann es mit GND vom ADC verbunden werden. Der ESP32 hat 12-bit-ADC. Der ADS1115 ist ein 16-bit-ADC mit I²C-Schnittstelle.
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@paul53
Der PTC ist ja in der Heizung eingebaut, Von daher weiß ich nicht auf welchem Potential das liegt. Kann ich da einfach ein Bein auf GND des ESP legen und das andere an ADC? -
@wolfgangfb sagte: Kann ich da einfach ein Bein auf GND des ESP legen und das andere an ADC?
Wenn der ADC eine potentialtrennende Stromversorgung hat: Minus an GND und Plus an den ADC-Eingang.
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@paul53
Der ADC wird dann (wie der ESP) über ein USB Steckernetzteil mit Spannung versorgt. Zählt ein Steckernetzteil als potentialtrennend? -
@wolfgangfb sagte: Zählt ein Steckernetzteil als potentialtrennend?
?? Das hängt wohl vom Netzteil ab.
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Das ist ein typischer Anwendungsfall für einen "Instrumentation Amplifier" z.B. AD620 oder AD8221, https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ad620.pdf , https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ad8221.pdf
Man bekommt fertige brekout boards bei den üblichen Quellen.
Man kann einen Instrumentation Amplifier auch selbst aus 3 OPs bauen, https://de.wikipedia.org/wiki/InstrumentenverstärkerDen Instrumentenverstärker kann man sogar aus dem Netzteil der bereits vorhandenen Anlage versorgen, weil beide Eingänge hochohmig sind und keiner auf GND liegen muß.
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@klassisch sagte: beide Eingänge hochohmig sind und keiner auf GND liegen muß.
Der ADS1115 kann auch für Differenz-Eingänge konfiguriert werden.
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@paul53 Ja, nicht ganz so hochohmig, wahrscheinlich wegen der Muxe, aber bei 500 Ohm hat man gute Karten. Fig 22 und 25 im Datenblatt zeigen den Mux vor dem PGA
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Danke Euch beiden erstmal.
Heißt das, dass wenn ich beim ADS1115 (über ESPHome) z.B. den Multiplexer auf "A0_A1 (between Pin 0 and Pin 1)" stelle, das ganze als Differenzmessung zählt und damit im Rahmen potentialfrei ist? ADS1115 habe ich noch ein paar hier rumliegen, dann würde ich das probieren, -
@wolfgangfb sagte: den Multiplexer auf "A0_A1 (between Pin 0 and Pin 1)" stelle, das ganze als Differenzmessung zählt
Ja. Allerdings sind die Grenzen des nutzbaren Spannungsbereichs gegenüber GND zu beachten.
Wenn der ADC gegenüber der Heizungs-Elektronik "in der Luft hängt", ist er empfindlich für Störeinstrahlung. Deshalb sollte Heizungs-GND mit ADC-GND verbunden werden. Mache eine Spannungsmessung zwischen Heizungselektronik-GND und beiden Anschlüssen des PTC. -
@paul53
Hi, so, ich habe das ganze jetzt mal umgesetzt. Der eine Kontakt des PTC scheint auf GND (Heizung) zu liegen, jedenfalls messe ich mit dem Multimeter gegen GND nichts (0.000V).
Wenn ich GND der Heizung mit GND des ADS verbinde habe ich doch keine potetialfreie Messung mehr, oder verstehe ich das falsch?
Wenn ich aber einen ADS1115 mit A0 gegen A1 anschließe kommt nur Müll heraus. Die gemessene Spannung mit dem Multimeter beträg 1.100V). Die Spannug, die der ADS1115 ausgibt, schwankt zwischen 0.3V und 1.1107V. Gleichzeitig schwankt die Temperaaturanzeige der Heizung selbst zwischen 4.5°C und 20.8°C (ohne angeshlossenen ADS ist die angezeigte Temperatur 20.7°C, das ist die Vorlauftemperatur des Sekudärkreises).
Also scheint der angeschlossene ADS nicht hohohmig genug zu sein denn die angezeigten Werte der Heizung schwanken erheblich. -
@wolfgangfb sagte: Wenn ich GND der Heizung mit GND des ADS verbinde habe ich doch keine potetialfreie Messung mehr
Ist dann auch nicht nötig, wenn ein Anschluss des PTC mit GND (Heizung) verbunden ist. GND des ADC darf aber nicht anderweitig auf ein Potential (z.B. Schutzleiter) gelegt sein.
@wolfgangfb sagte in Temperatursensor (PTC) doppelt auswerten:
Also scheint der angeschlossene ADS nicht hohohmig genug zu sein denn die angezeigten Werte der Heizung schwanken erheblich.
Das wundert mich. Laut Datenblatt sollte er hochohmig genug sein.
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@wolfgangfb Sind die Mux switches und der AD1115 richtig konfiguriert?
Was passiert, wenn Du die GND Potentialausgleichsleitung wegläßt? Ich nutze in solchen Fällen einen Widerstand statt einer harten Verbindung. Da fließt ja im Gutfall nur wenig Strom durch. allenfalls parasitäre Ströme von kapazitiver oder induktiver Kopplung. Wenn durch den Potentialausgleich mehr fließt, dann ist was faul.
Mißt Du mit dem Ohmmeter zwischen GND und dem vermeintlichen GND Anschluß des PTC auch eine niederohmige Verbindung? -
So, ich war mal mutig und habe die beiden GND zusammengeführt (ich werde da noch zur Sicherheit einen Widerstand reinsetzen, welcher Wert ist da empfehlenswert?)
Ich habe zwischen Gnd der Heizung (liegt schön als Klemme vor) und dem (vermeintlichen) GND des PTC 0 Ohm gemessen, ich behaupte mal, der liegt echt auf GND.
Das Ergebnis hat mich echt überrascht, auf einmal zeigt die Heizung wieder konstante Werte an (ich habe die auch verglichen mit den Werten, wenn keine ADS115 angeschlossen sind, die sind gleich). Da ich eh keine potentialfreie Messung mehr habe, habe ich auch darauf verzichtet zwischen A0 und A1 bzw. A2 und A3 zu messen ud habe alle 4 Kanäle gegen GND gemessen.
Ich habe das ganze der Einfachkeit halber mal linear kalibriert und auf Temperaturen umgerechnet. Im Rahmen meiner Anwendung reicht mir das vollkommen aus. Da ich insgesamt 6 Temperaturen aufnehmen wollte benötige ich 2 ADS115. Der einzige Wert, der etwas aus der Reihe tanzt ist dioe Kollektortemperatur. Die müsste eigentlich deutlich niedriger als die Vorlauftemperatur sein, die Spannungen (und damit die Temperaturen) sind aber weitgehend gleich. Aber diese beiden Temperaturen liegen auf unterschiedlichen ADS115, vielleicht leigt es daran.
Was auch noch ab und zu passiert ist, dass der Rücklaufsensor ab und zu eine viel zu niedrige Spannung ausgibt (bei 20°C sind das ca. 1.1V, es kommt dann für eine Weile 0.3V mit kleinen Schwankungen raus (entspricht -240°C :-), nach einiger Zeit stimmt dann das Ergebnis wieder, woran das liegt weiß ich noch nicht, das lässt sich aber recht einfach rausfiltern).
So sieht das ganze aus:
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@wolfgangfb Habe jetzt nicht alles verstanden. Aber wenn Du nicht mehr differentiell ausliest und die NTCs alle mit einer Seite auf GND liegen, dann mußt Du auch GND der AD1115 Platine hart auf GND der Heizungssteuerung legen.
Die Sache mit dem Widerstand macht nur Sinn, wenn man differentiell abgreift, also mit 2 Eingängen pro Sensor.
Wenn man nicht weiß, wie die NTCs verschaltet sind, ist die differentielle Beschaltung die universellere.
Wenn aber immer eine Seite der NTCs fest auf GND liegen und auch nicht irgendwie gemultipext (zu- und weggeschaltet) werden, dann ist es einfacher und billiger je einen ADC Kanal pro NTC zu verwenden und die GND von AD1115 Platine und Heizungssteuerung zusammenzulegen. -
@wolfgangfb
Ich habe mich ja gewundert, dass die Kollektortemperatur (das ist die Temperatur auf dem Dach, sollte bei nicht vorhandenem Sonnenschein mehr oder weniger gleich mit der Außentemperatur sein) aus der Reihe tanzt.
Jetzt ist zum ersten mal die Heizung richtig angegangen und ich sehe im Verlauf, dass die Kollektortemperatur (orange) scheinbar mit der Vor- bzw. Rücklauftemperatur zuammen hängt (was natürlich Quatsch ist)
Jetzt (ca. 13:00) springt die Kollektortemperatur ohne dass ich irgendwas geändert habe plötzlich auf den realistischen Wert (Außentemperatur aktuell 10.5°C, keine Sonne).
Jetzt frage ich mich, was ich da falsch verdrahtet oder konfiguriert haben könnte.
Ich habe bei allen 6 Tempertursensoren den Kontakt, bei dem ich mit dem Multimeter eine spannung gegen GND messen kann auf den entsprechendenAAnalogeingang gelegt und den ESP immer auf Ax gegen GND konfiguiert, die beiden ADS115 haben "hart" das gleiche GND Potential wie die Heizung. -
@wolfgangfb sagte: die Kollektortemperatur (orange) scheinbar mit der Vor- bzw. Rücklauftemperatur zuammen hängt (was natürlich Quatsch ist)
Wenn die Kollektorpumpe läuft, obwohl keine Sonne scheint, wird der Kollektor aus dem Puffer gespeist (Rücklauf).
