Thermoelement Typ K - Versionsgeschichte

Ulrich Schneider: /* Quellenverzeichnis */

2019-02-12T11:07:14Z

Quellenverzeichnis

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Ulrich Schneider: /* Quellenverzeichnis */

2019-02-12T11:07:07Z

Quellenverzeichnis

← Nächstältere Version		Version vom 12. Februar 2019, 11:07 Uhr
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Anna Blankenstein: /* Hardwareaufbau */

2019-01-17T17:35:00Z

Hardwareaufbau

← Nächstältere Version		Version vom 17. Januar 2019, 17:35 Uhr
Zeile 36:		Zeile 36:
	Wird die CS-Leitung auf Low gelegt, so kann der MAX6675 die Übertragung im Takt beginnen. Dabei benötigt er eine Takt-Pulsweite von mind. 100 ns.		Wird die CS-Leitung auf Low gelegt, so kann der MAX6675 die Übertragung im Takt beginnen. Dabei benötigt er eine Takt-Pulsweite von mind. 100 ns.
	<br/><br/>		<br/><br/>
	Rechts in der Abbildung ist ist die verwendete Messschaltung zu sehen. Die drei Leitungen zur Datenübertagung sind in orange bzw. gelb von dem MAX6675 zu dem Arduino geführt. Die T- Leitung des Thermoelements wurde auf Ground gelegt, damit ggf. ein offener ~~Thermoelemnteingang~~ detektiert werden kann.		Rechts in der Abbildung ist ist die verwendete Messschaltung zu sehen. Die drei Leitungen zur Datenübertagung sind in orange bzw. gelb von dem MAX6675 zu dem Arduino geführt. Die T- Leitung des Thermoelements wurde auf Ground gelegt, damit ggf. ein offener Thermoelementeingang detektiert werden kann.

	<br/><br/><br/><br/><br/>		<br/><br/><br/><br/><br/>

Anna Blankenstein: /* YouTube Video */

2019-01-17T17:33:52Z

YouTube Video

← Nächstältere Version		Version vom 17. Januar 2019, 17:33 Uhr
Zeile 56:		Zeile 56:

	== YouTube Video ==		== YouTube Video ==
			Links zu dem Video: https://youtu.be/rsqPGN1xKzU


	== Literatur ==		== Literatur ==

Anna Blankenstein: /* Verwendete Software */

2019-01-15T12:36:47Z

Verwendete Software

← Nächstältere Version		Version vom 15. Januar 2019, 12:36 Uhr
Zeile 24:		Zeile 24:
	== Verwendete Software==		== Verwendete Software==
	[[Datei:Programm-Code.png\|200px\|thumb\|right\|Programm-Code]]		[[Datei:Programm-Code.png\|200px\|thumb\|right\|Programm-Code]]
	Zur Messung der Temperatur bzw. zum Auslesen des Sensors über den MAX6675 wurde die Arduino IDE verwendet. Dafür wurde ein kurzer Sketch geschrieben, der die Eingänge festlegt, den Sensor einbindet und mit der Funktion „.readCelsius()“ die Temperatur in Grad Celsius ausliest und in dem seriellen Monitor ausgibt.		Zur Messung der Temperatur bzw. zum Auslesen des Sensors über den MAX6675 wurde die Arduino IDE verwendet. Dafür wurde ein kurzer Sketch geschrieben, der die Eingänge festlegt, den Sensor einbindet und mit der Funktion „.readCelsius()“ die Temperatur in Grad Celsius ausliest und in dem seriellen Monitor ausgibt. <br/>
	<br/>~~<br~~/~~><br~~/~~><br~~/~~><br~~/~~><br~~/><br/><br/><br/><br/>		Die Bibliothek max6675.h ermöglicht ein unkompliziertes Auslesen der Daten über den Befehl .readCelsius(). Dafür wird diese zu Beginn des Programms initialisiert mit den entsprechend verwendeten Ports. Ich habe hier die Pins 10, 12 und 13 des Arduinos benutzt. [https://www.fecegypt.com/uploads/dataSheet/1522237550_arduino%20uno%20r3.pdf Dem Datenblatt] des Arduinos kann entnommen werden, welche Pins welche Funktion besitzen. In dem Setup des Programms wurde die serielle Kommunikation gestartet mit einer Baud-Rate von 9600, wie sie bei vielen Arduino-Projekten üblich ist. Anschließend wurde eine Pause von 700 ms eingebaut, um dem Sensor Zeit zu geben sich kalibrieren zu können. Danach kann der Sensor bereits ausgelesen werden, was hier in einem Serial.print geschieht und somit direkt im seriellen Monitor ausgegeben wird.
			Das Auslesen erfolgt hier in einem Rythmus von 1000 ms.
			<br/><br/><br/><br/>

	==Hardwareaufbau==		==Hardwareaufbau==

Anna Blankenstein am 15. Januar 2019 um 12:15 Uhr

2019-01-15T12:15:31Z

← Nächstältere Version		Version vom 15. Januar 2019, 12:15 Uhr
Zeile 11:		Zeile 11:
	Gleichzeitig werden die Ergebnisse und Lernfortschritte hier dokumentiert. <br/>		Gleichzeitig werden die Ergebnisse und Lernfortschritte hier dokumentiert. <br/>
	Ich habe mich für das Thermoelement Typ K entschieden, welches mit Hilfe des MAX6675 ausgelesen werden kann. Im Folgenden werde ich die Funktion des Sensors und des MAX6675 erklären und erläutern wie ich bei der Messung vorgangen bin.		Ich habe mich für das Thermoelement Typ K entschieden, welches mit Hilfe des MAX6675 ausgelesen werden kann. Im Folgenden werde ich die Funktion des Sensors und des MAX6675 erklären und erläutern wie ich bei der Messung vorgangen bin.

	~~== Messkette ==~~
	~~[[Datei:Temperatursensor_Messkette.jpg\|900px\|thumb\|left\|Messkette des Thermoelements]]~~
	~~<br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/>~~
	~~In der Abbildung ist die Messkette zu sehen. Beginnend mit dem Thermoelement folgt die Auswerteelektronik des Max6675. <br/>~~
	Dieser verstärkt zuerst das ankommende Signal des Thermoelements und wertet diese aus und wandelt sie schließlich in ein digitales Signal über einen Analog-Digital-Wandler (12 Bit). Über das SPI Interface wird das Signal zu dem Arduino übertragen, wo die Werte weiterverarbeitet werden können.
	Bei der Umwandlung der Thermospannung in einen Temperaturwert wird ein Zusammenhang von 41µV pro °C angenommen. Daraus ergibt sich eine lineare Gleichung, welche die Charakteristik approximiert: Vout = (41µV/°C) 5 (TR-Tamb), mit der Umgebungstemperatur Tamb, der Thermoelementtemperatur TR und der Thermospannung Vout.

	== Prinziperklärung ==		== Prinziperklärung ==
Zeile 27:		Zeile 20:
	Nach dem Einlesen der Thermospannungen muss also eine Auswerteelektronik die Spannung Linearisieren und verarbeiten.		Nach dem Einlesen der Thermospannungen muss also eine Auswerteelektronik die Spannung Linearisieren und verarbeiten.
	Die Temperatur, die von dem Thermoelement Typ K erfasst werden kann liegt im Bereich von -40 °C bis 1200 °C.		Die Temperatur, die von dem Thermoelement Typ K erfasst werden kann liegt im Bereich von -40 °C bis 1200 °C.


	== Verwendete Software==		== Verwendete Software==
	[[Datei:Programm-Code.png\|200px\|thumb\|right\|Programm-Code]]		[[Datei:Programm-Code.png\|200px\|thumb\|right\|Programm-Code]]
	Zur Messung der Temperatur bzw. zum Auslesen des Sensors über den MAX6675 wurde die Arduino IDE verwendet. Dafür wurde ein kurzer Sketch geschrieben, der die Eingänge festlegt, den Sensor einbindet und mit der Funktion „.readCelsius()“ die Temperatur in Grad Celsius ausliest und in dem seriellen Monitor ausgibt.		Zur Messung der Temperatur bzw. zum Auslesen des Sensors über den MAX6675 wurde die Arduino IDE verwendet. Dafür wurde ein kurzer Sketch geschrieben, der die Eingänge festlegt, den Sensor einbindet und mit der Funktion „.readCelsius()“ die Temperatur in Grad Celsius ausliest und in dem seriellen Monitor ausgibt.
	<br/>		<br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/>
	<br/>
	<br/>
	<br/>
	<br/>
	<br/>
	<br/>
	<br/>
	<br/>
	<br/>
	==Hardwareaufbau==		==Hardwareaufbau==
	'''MAX6675''' <br/>		'''MAX6675''' <br/>
Zeile 50:		Zeile 36:
	Rechts in der Abbildung ist ist die verwendete Messschaltung zu sehen. Die drei Leitungen zur Datenübertagung sind in orange bzw. gelb von dem MAX6675 zu dem Arduino geführt. Die T- Leitung des Thermoelements wurde auf Ground gelegt, damit ggf. ein offener Thermoelemnteingang detektiert werden kann.		Rechts in der Abbildung ist ist die verwendete Messschaltung zu sehen. Die drei Leitungen zur Datenübertagung sind in orange bzw. gelb von dem MAX6675 zu dem Arduino geführt. Die T- Leitung des Thermoelements wurde auf Ground gelegt, damit ggf. ein offener Thermoelemnteingang detektiert werden kann.

	<br/>		<br/><br/><br/><br/><br/>
	<br/>
	<br/>		== Messkette ==
	<br/>		[[Datei:Temperatursensor_Messkette.jpg\|900px\|thumb\|left\|Messkette des Thermoelements]]
	<br/>		<br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/>
			In der Abbildung ist die Messkette zu sehen. Beginnend mit dem Thermoelement folgt die Auswerteelektronik des Max6675. <br/>
			Dieser verstärkt zuerst das ankommende Signal des Thermoelements und wertet diese aus und wandelt sie schließlich in ein digitales Signal über einen Analog-Digital-Wandler (12 Bit). Über das SPI Interface wird das Signal zu dem Arduino übertragen, wo die Werte weiterverarbeitet werden können.
			Bei der Umwandlung der Thermospannung in einen Temperaturwert wird ein Zusammenhang von 41µV pro °C angenommen. Daraus ergibt sich eine lineare Gleichung, welche die Charakteristik approximiert: Vout = (41µV/°C) 5 (TR-Tamb), mit der Umgebungstemperatur Tamb, der Thermoelementtemperatur TR und der Thermospannung Vout.

	== Lernerfolg ==		== Lernerfolg ==
	Die Bearbeitung dieser Zusatzaufgabe hat einen großen Teil zu einem tiefen Verständnis über die Funktionsweise der Thermoelemente beigetragen.		Die Bearbeitung dieser Zusatzaufgabe hat einen großen Teil zu einem tiefen Verständnis über die Funktionsweise der Thermoelemente beigetragen. So konnte das bereits erworbene Wissen aus der Vorlesung "Sensortechnik" optimal ergänzt werden, wobei die Theorie praktisch angewendet werden konnte.
	Die intensive Auseinandersetzung mit der Thematik und die strukturierte Planung und Vorgehensweise verfestigte die grundlegenden Prinzipien des Bearbeitens von Projekten.		Die intensive Auseinandersetzung mit der Thematik und die strukturierte Planung und Vorgehensweise verfestigte die grundlegenden Prinzipien des Bearbeitens von Projekten. Das Selbststädnige Erarbeiten eines selbst ausgewählten Themas steigert die Motivation bei der Bearbeitung, woruch der Lerneffekt noch verstärkt wird.

	== Gesamtfazit ==		== Gesamtfazit ==

Anna Blankenstein: /* Technische Übersicht */

2019-01-15T12:05:58Z

Technische Übersicht

← Nächstältere Version		Version vom 15. Januar 2019, 12:05 Uhr
Zeile 12:		Zeile 12:
	Ich habe mich für das Thermoelement Typ K entschieden, welches mit Hilfe des MAX6675 ausgelesen werden kann. Im Folgenden werde ich die Funktion des Sensors und des MAX6675 erklären und erläutern wie ich bei der Messung vorgangen bin.		Ich habe mich für das Thermoelement Typ K entschieden, welches mit Hilfe des MAX6675 ausgelesen werden kann. Im Folgenden werde ich die Funktion des Sensors und des MAX6675 erklären und erläutern wie ich bei der Messung vorgangen bin.

	== ~~Technische Übersicht~~ ==		== Messkette ==
			[[Datei:Temperatursensor_Messkette.jpg\|900px\|thumb\|left\|Messkette des Thermoelements]]
			<br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/>
			In der Abbildung ist die Messkette zu sehen. Beginnend mit dem Thermoelement folgt die Auswerteelektronik des Max6675. <br/>
			Dieser verstärkt zuerst das ankommende Signal des Thermoelements und wertet diese aus und wandelt sie schließlich in ein digitales Signal über einen Analog-Digital-Wandler (12 Bit). Über das SPI Interface wird das Signal zu dem Arduino übertragen, wo die Werte weiterverarbeitet werden können.
			Bei der Umwandlung der Thermospannung in einen Temperaturwert wird ein Zusammenhang von 41µV pro °C angenommen. Daraus ergibt sich eine lineare Gleichung, welche die Charakteristik approximiert: Vout = (41µV/°C) 5 (TR-Tamb), mit der Umgebungstemperatur Tamb, der Thermoelementtemperatur TR und der Thermospannung Vout.

	== Prinziperklärung ==		== Prinziperklärung ==

Anna Blankenstein: /* Literatur */

2019-01-15T11:44:39Z

Literatur

← Nächstältere Version		Version vom 15. Januar 2019, 11:44 Uhr
Zeile 65:		Zeile 65:

	== Literatur ==		== Literatur ==
	Alle Information bezogen den verwendeten ~~Sensors~~ und den MAX6675 sind entnommen aus dem [https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX6675.pdf Datenblatt] des MAX6675.		Alle Information bezogen auf den verwendeten Sensor und den MAX6675 sind entnommen aus dem [https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX6675.pdf Datenblatt] des MAX6675.
			<br/>
			Hering, Eckbert; Schönfelder, Gert (Hrsg.): Sensoren in Wissenschaft und Technik. Funktionsweise und Einsatzgebiete. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag, 2012, ISBN: 978-3-8348-0169-2.
			<br/>
			Hesse, Stefan; Schnell, Gerhard: Sensoren für die Prozess- und Fabrikautomation. Funktion - Ausführung - Anwendung. Wiesbaden: Viewg+Teubner, 2009, ISBN: 978-3-8348-0471-6.

	== Quellenverzeichnis ==		== Quellenverzeichnis ==

Anna Blankenstein am 6. Januar 2019 um 17:51 Uhr

2019-01-06T17:51:49Z

← Nächstältere Version		Version vom 6. Januar 2019, 17:51 Uhr
Zeile 26:		Zeile 26:

	== Verwendete Software==		== Verwendete Software==
			[[Datei:Programm-Code.png\|200px\|thumb\|right\|Programm-Code]]
	Zur Messung der Temperatur bzw. zum Auslesen des Sensors über den MAX6675 wurde die Arduino IDE verwendet. Dafür wurde ein kurzer Sketch geschrieben, der die Eingänge festlegt, den Sensor einbindet und mit der Funktion „.readCelsius()“ die Temperatur in Grad Celsius ausliest und in dem seriellen Monitor ausgibt.		Zur Messung der Temperatur bzw. zum Auslesen des Sensors über den MAX6675 wurde die Arduino IDE verwendet. Dafür wurde ein kurzer Sketch geschrieben, der die Eingänge festlegt, den Sensor einbindet und mit der Funktion „.readCelsius()“ die Temperatur in Grad Celsius ausliest und in dem seriellen Monitor ausgibt.
			<br/>
			<br/>
			<br/>
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			<br/>
			<br/>
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			<br/>
	==Hardwareaufbau==		==Hardwareaufbau==
	'''MAX6675''' <br/>		'''MAX6675''' <br/>
	Der MAX6675 ist zuständig für die Auswertung der Signale des Thermoelements. Dieser liest die Thermospannungen ein und kann sie auf bis zu 0,25 °C auflösen (A/D Wandler mit 12 Bit Auflösung im Bereich 0 – 1.023,75 °C).		[[Datei:Messschaltung.jpg\|250px\|thumb\|right\|Messschaltung des Thermoelements]]
	~~Dieser~~ Thermoelement-zu-Digital-Konverter übermittelt die gemessenen Daten mit Hilfe eines SPI Interfaces. Das Bussystem SPI besteht aus drei Leitungen, welches eine serielle und synchrone Datenübertragung realisiert. MOSI, MISO und SCK, für das Senden der seriellen Daten, das empfangen dieser und für den Takt. Eine zusätzliche Leitung wird noch zur Auswahl des entsprechenden Slaves benötigt, die Chip Select Leitung (CS), welche Low-aktiv ist. Hier fällt die Leitung MOSI weg, da der MAX6675 nur gelesen werden kann, nicht aber für das Empfangen von Daten vorgesehen ist. Somit bleiben Die Chip Select Leitung, die Master-In-Slave-Out Leitung (MISO, hier SO) und die Taktleitung (SCK), die mit den entsprechenden Pins des Arduinos (Master) verbunden werden müssen.		Der MAX6675 ist zuständig für die Auswertung der Signale des Thermoelements. Dieser liest die Thermospannungen ein und kann sie auf bis zu 0,25 °C auflösen (A/D Wandler mit 12 Bit Auflösung im Bereich 0 – 1.023,75 °C). Der Analog-Digital-Wandler dient hier der Umsetzung der gemessenen Spannung in einen digitalen Wert. Der 12 Bit A/D-Wandler gibt bei einer Temperatur von 0 °C den Wert 0 (dezimal) aus, und bei dem maximalen Wert von 1023,75 °C den Wert 4096 (dezimal). <br/>
			Der Thermoelement-zu-Digital-Konverter übermittelt die gemessenen Daten mit Hilfe eines SPI Interfaces. Das Bussystem SPI besteht aus drei Leitungen, welches eine serielle und synchrone Datenübertragung realisiert. MOSI, MISO und SCK, für das Senden der seriellen Daten, das empfangen dieser und für den Takt. Eine zusätzliche Leitung wird noch zur Auswahl des entsprechenden Slaves benötigt, die Chip Select Leitung (CS), welche Low-aktiv ist. Hier fällt die Leitung MOSI weg, da der MAX6675 nur gelesen werden kann, nicht aber für das Empfangen von Daten vorgesehen ist. Somit bleiben Die Chip Select Leitung, die Master-In-Slave-Out Leitung (MISO, hier SO) und die Taktleitung (SCK), die mit den entsprechenden Pins des Arduinos (Master) verbunden werden müssen.
	Wird die CS-Leitung auf Low gelegt, so kann der MAX6675 die Übertragung im Takt beginnen. Dabei benötigt er eine Takt-Pulsweite von mind. 100 ns.		Wird die CS-Leitung auf Low gelegt, so kann der MAX6675 die Übertragung im Takt beginnen. Dabei benötigt er eine Takt-Pulsweite von mind. 100 ns.
			<br/><br/>
			Rechts in der Abbildung ist ist die verwendete Messschaltung zu sehen. Die drei Leitungen zur Datenübertagung sind in orange bzw. gelb von dem MAX6675 zu dem Arduino geführt. Die T- Leitung des Thermoelements wurde auf Ground gelegt, damit ggf. ein offener Thermoelemnteingang detektiert werden kann.

			<br/>
			<br/>
			<br/>
			<br/>
			<br/>
	== Lernerfolg ==		== Lernerfolg ==
			Die Bearbeitung dieser Zusatzaufgabe hat einen großen Teil zu einem tiefen Verständnis über die Funktionsweise der Thermoelemente beigetragen.
			Die intensive Auseinandersetzung mit der Thematik und die strukturierte Planung und Vorgehensweise verfestigte die grundlegenden Prinzipien des Bearbeitens von Projekten.

	== Gesamtfazit ==		== Gesamtfazit ==
			Das Thermoelement ist ein geeignetes Werkzeug zur Ermittlung von Temperaturen. Es ist nicht nur recht genau in der Messung, sondern lässt sich auch mit wenig Aufwand schnell zum Einsatz bringen. Dabei ist der MAX6675, für den eine Bibliothek in der Arduino IDE zur Verfügung steht, ein simpel anzuwendendes Hilfsmittel.
			Durch den großen Temperaturbereich lassen sich gerade in den hohen Temperaturbereichen vielseitige Einsatzmöglichkeiten finden.

	== YouTube Video ==		== YouTube Video ==

Anna Blankenstein: /* Hardwareaufbau */

2019-01-06T16:23:58Z

Hardwareaufbau

← Nächstältere Version		Version vom 6. Januar 2019, 16:23 Uhr
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	==Hardwareaufbau==		==Hardwareaufbau==
	'''MAX6675''' <br/>		'''MAX6675''' <br/>
	Der MAX6675 ist zuständig für die Auswertung der Signale des Thermoelements. Dieser liest die Thermospannungen ein und kann sie auf bis zu 0,25 °C auflösen (A/D Wandler mit 12 Bit Auflösung im Bereich 0 °C – 1.023,75 °C).		Der MAX6675 ist zuständig für die Auswertung der Signale des Thermoelements. Dieser liest die Thermospannungen ein und kann sie auf bis zu 0,25 °C auflösen (A/D Wandler mit 12 Bit Auflösung im Bereich 0 – 1.023,75 °C).
			Dieser Thermoelement-zu-Digital-Konverter übermittelt die gemessenen Daten mit Hilfe eines SPI Interfaces. Das Bussystem SPI besteht aus drei Leitungen, welches eine serielle und synchrone Datenübertragung realisiert. MOSI, MISO und SCK, für das Senden der seriellen Daten, das empfangen dieser und für den Takt. Eine zusätzliche Leitung wird noch zur Auswahl des entsprechenden Slaves benötigt, die Chip Select Leitung (CS), welche Low-aktiv ist. Hier fällt die Leitung MOSI weg, da der MAX6675 nur gelesen werden kann, nicht aber für das Empfangen von Daten vorgesehen ist. Somit bleiben Die Chip Select Leitung, die Master-In-Slave-Out Leitung (MISO, hier SO) und die Taktleitung (SCK), die mit den entsprechenden Pins des Arduinos (Master) verbunden werden müssen.
			Wird die CS-Leitung auf Low gelegt, so kann der MAX6675 die Übertragung im Takt beginnen. Dabei benötigt er eine Takt-Pulsweite von mind. 100 ns.

	== Lernerfolg ==		== Lernerfolg ==