Занимательная телеметрия

Аватара пользователя
y_fed
Завсегдатай
Сообщения: 2465
Зарегистрирован: 24 фев 2010, 20:12
Город: Ефремов
Подпись: Юрий
Откуда: Тульская обл. (53,14\38,07; h= 216м)
Благодарил (а): 64 раза
Поблагодарили: 194 раза

Re: Занимательная телеметрия

Сообщение y_fed »

Sir писал(а):Коллеги, только что на практике убедился, что использование неоткалиброванных термисторов – это не самая лучшая затея. Я написал небольшую программку для Arduino, которая выводит 10 замеров, сделанных термистором с интервалом в 1 сек. В итоге, разброс показаний за каких-то 10 секунд выглядит так:
Михаил, так и должно быть. АЦП у Ардуино 10-ти разрядный, стало быть единица квантования 1/1024. Точность цифровых измерений предполагает ошибку в +/- единицу квантования АЦП.
Что касается разброса у термисторов, то это тоже абсолютно нормально и легко устраняется вводом поправки программным путём. Кстати, китайские ТСП100 (термометры сопротивления платиновые, 100 Ом при 0 Цельсия) тоже имеют технологический разброс, требующий ввода поправки при использовании по назначению (брал однажды с полдюжины для ПИД-регулятора температуры). Не имеют разброса только образцовые (эталонные) датчики. Но и цена у них соответствующая - не для игрушек.
И да, не бывает "цифровых датчиков". Все датчики (первичные преобразователи одних физических величин в другие, например, температуры в эл. сопротивление или термоэдс) по своей природе аналоговые. Другое дело, что современное развитие микроэлектроники позволяет совместить АЦП с датчиком в одном корпусе, и даже в одном технологическом процессе изготовления. Как то так...
Аватара пользователя
Sir
Завсегдатай
Сообщения: 1306
Зарегистрирован: 20 июн 2014, 23:43
Город: Зеленоград
Подпись: Михаил
Благодарил (а): 0
Поблагодарили: 0

Re: Занимательная телеметрия

Сообщение Sir »

y_fed писал(а):Что касается разброса у термисторов, то это тоже абсолютно нормально и легко устраняется вводом поправки программным путём.
О чём и речь! Только Вы забыли добавить, что эти программные поправки придётся делать для каждого конкретного терморезистора, и возможно даже для отдельных диапазонов температур. Т.е., не так уж и легко. :oops:
y_fed писал(а):И да, не бывает "цифровых датчиков".
Знаю, знаю... А ещё вода мокрая. ;)
y_fed писал(а):современное развитие микроэлектроники позволяет совместить АЦП с датчиком в одном корпусе, и даже в одном технологическом процессе изготовления
Юрий, вот это и называется цифровой датчик. :yes: Именно так и устроен DS18B20. Правда, там не только АЦП, но ещё и процессор, занимающийся сравнительными вычислениями. Говорят, что в отличие от термисторов, все цифровые датчики более или менее одинаковые по показаниям. Так что программная поправка сделанная для одного датчика, подойдёт и для остальных. Так это или нет, буду сравнивать, когда посылка приедет (я заказал 10 штук).

Кстати, а почему не попробовать проградуировать термисторы с помощью ртутного термометра? Хотя бы в плюсовых значениях это можно же сделать?

P.S. В прошлом своём сообщении ошибся, написал интервал замеров 1 сек. На самом деле интервал - 1 мин.
С уважением, Михаил.
Аватара пользователя
y_fed
Завсегдатай
Сообщения: 2465
Зарегистрирован: 24 фев 2010, 20:12
Город: Ефремов
Подпись: Юрий
Откуда: Тульская обл. (53,14\38,07; h= 216м)
Благодарил (а): 64 раза
Поблагодарили: 194 раза

Re: Занимательная телеметрия

Сообщение y_fed »

Sir писал(а):Только Вы забыли добавить, что эти программные поправки придётся делать для каждого конкретного терморезистора, и возможно даже для отдельных диапазонов температур.
Разумеется, для каждого канала/датчика - своя поправка/сдвиг "кривой". Сама же "кривая" (функция сопротивления от температуры) у любых датчиков, признанных таковыми :yes: , имеет приемлемую повторяемость от экземпляра к экземпляру. Как правило, в допустимом для конкретного типа резистивных датчиков интервале температур, они имеют и удовлетворительную линейность "кривой" (чего не скажешь о термопарах). Термисторные датчики из-за неидеально линейной зависимости сопротивления от температуры дают погрешность, укладывающуюся в 1...2 градуса. Теоретически и её можно "линеаризовать" программным путём, но вряд ли "овчинка" стоит выделки. Хлопотно это - нужны образцовые средства измерения и термостат. Удел термисторных и прочих полупроводниковых дешёвых датчиков - бытовые применения. Для профессиональных измерений нужны "классические" термометры сопротивления стандартных градуировок (платина или медь), на которые есть соответствующие градуировочные таблицы.
Кстати, а почему не попробовать проградуировать термисторы с помощью ртутного термометра? Хотя бы в плюсовых значениях это можно же сделать?
Выше уже писал - нужен, как минимум, хороший термостат, если ртутник имеет класс точности от 1,0 и лучше. Такой тоже придётся ещё поискать, да ещё желательно недавно поверенный...
Резюме: нужно просто принять как данность, что погрешность измерений на винограднике может достигать 2-х градусов Цельсия (если всё делать грамотно).
ЗЫ. DS18B20 - пожалуй, самый оптимальный вариант по всем статьям. Относительно "погрешности" измерения в 0,5* Цельсия, что нередко встречается в русскоязычных мануалах, то это на самом деле не погрешность, а разрешение, т.е. единица квантования встроенного АЦП при использовании 9 разрядов преобразования аналога в цифру. Ошибка квантования - всего лишь "довесок" к погрешности самого датчика, в качестве которого используется (скорее всего) полупроводниковый термистор, "выращенный" на кристалле АЦП.
Матьянга
Освоившийся
Сообщения: 44
Зарегистрирован: 23 мар 2015, 22:39
Город: Ростовская область
Подпись: С уважением, Матьянга
Благодарил (а): 0
Поблагодарили: 0

Re: Занимательная телеметрия

Сообщение Матьянга »

y_fed писал(а):DS18B20 - пожалуй, самый оптимальный вариант по всем статьям.
Несколько лет использую эти датчики. Всем они меня устраивают, но при удаленном от процессора их применении можно столкнуться с отказами: в обиходе называют "наводкой" на длинной линии. Но на самом деле появляется системная ошибка из-за "размазывания" фронтов импульса пропорционально длине линии. Видел это на осциллографе. Версия эта, кстати, подтвердилась после урагана, кажись 14-го года, когда в радиусе 10 км не было и 220В, и наводок, а ошибка и при питании от аккумулятора выжила :) .
В сети народ пишет, что у кого-то работают "гирлянды" таких датчиков до 150м, но у меня, даже с перепробыванием всех специальных ухищрений ухода от этой ошибки, не получилось более 30м... Пришлось докупить второй блок, чтоб разнести свои хотелки на 2 группы и вписАться в 20-30м.
Аватара пользователя
Sir
Завсегдатай
Сообщения: 1306
Зарегистрирован: 20 июн 2014, 23:43
Город: Зеленоград
Подпись: Михаил
Благодарил (а): 0
Поблагодарили: 0

Re: Занимательная телеметрия

Сообщение Sir »

Матьянга писал(а):В сети народ пишет, что у кого-то работают "гирлянды" таких датчиков до 150м, но у меня, даже с перепробыванием всех специальных ухищрений ухода от этой ошибки, не получилось более 30м... Пришлось докупить второй блок, чтоб разнести свои хотелки на 2 группы и вписАться в 20-30м.
Хм... Интересно! Расскажите подробнее, если не трудно, что за "хотелки" такие с гирляндами и большими расстояниями?
С уважением, Михаил.
Матьянга
Освоившийся
Сообщения: 44
Зарегистрирован: 23 мар 2015, 22:39
Город: Ростовская область
Подпись: С уважением, Матьянга
Благодарил (а): 0
Поблагодарили: 0

Re: Занимательная телеметрия

Сообщение Матьянга »

Хотелки стандартные - то, что называют "умный дом". Связаны со спецификой доставшейся мне усадьбы - 1 котел, одна водогрейка на 2 строения. Плюс разнесенные баня, стационарная сушилка для фруктов, да мало что еще захочется автоматизировать зачесавшимися руками, чтоб почуять себя "как раньше, на заводе" :D
Сюда же напрашивается контроль и термостатирование процессов винокурения, где, особенно при ректификации, нужно ловить изменение температуры 0,1 градуса.
Вот и набирается гирлянда датчиков DS18B20 ... И расстояния...
А "мозги" - это у меня блоки NM8036 и BM8036, мне их возможностей пока хватает на любые фантазии. Скажу больше - фантазий не хватает: всеж таки закончить институт во времена логарифмических линеек и времена ПК - это немножко разные времена... :pardon: Да и глаз уж не так остЁр, паяльником в микросхемы тыкать :)
Сейчас, похоже, пошла еще более продвинутая модель MP8036.
Аватара пользователя
y_fed
Завсегдатай
Сообщения: 2465
Зарегистрирован: 24 фев 2010, 20:12
Город: Ефремов
Подпись: Юрий
Откуда: Тульская обл. (53,14\38,07; h= 216м)
Благодарил (а): 64 раза
Поблагодарили: 194 раза

Re: Занимательная телеметрия

Сообщение y_fed »

Матьянга писал(а):Да и глаз уж не так остЁр, паяльником в микросхемы тыкать
Коллега, как я Вас понимаю! :yes:
Пара вопросов: 2-х или 3-х проводную схему подключения датчиков используете и какой кабель/провод?
Что касается наводок, то их и без 220В хватает, хотя и без наводок, тут Вы абсолютно правы, длина линии не может быть произвольной - эффект ФНЧ или, иначе, интегрирующей цепи, гарантированно "завалит" фронты импульсов (пропорционально её длине).
Кстати, в мануале на MP8036 прямо указано на ограничение по суммарной длине линии датчиков одной "гирлянды" до 100м (при использовании витой экранированной линии 5 категории и 3-х проводном подключении датчиков).
Матьянга
Освоившийся
Сообщения: 44
Зарегистрирован: 23 мар 2015, 22:39
Город: Ростовская область
Подпись: С уважением, Матьянга
Благодарил (а): 0
Поблагодарили: 0

Re: Занимательная телеметрия

Сообщение Матьянга »

Не-не, всё это
y_fed писал(а): 3-х проводную схему подключения датчиков
..... использовании витой экранированной линии 5 категории и 3-х проводном подключении датчиков
было, конечно, перепробовано, плюс и всевозможные "подтяжки линии" и тп, то есть всё, что нарыл в сети. Кроме, правда, пайки спец схемы с диодами Ганна (да ну нафиг :pardon: , есть и другие радости в жизни).
"Просто" купил второй блок.
Однакож думаю, что выжать расстояние (при фанатичном исполнении всех требований монтажа линии, фильтрации помех при срабатывании силовых устройств и тп) больше моих 30м можно - комплекс вышеуказанных датчиков и блоков иногда являл свойства "живого" организма и бонусно делал подарки, которые логично мне не удалось объяснить. Просто забил ;)
Еще в оправдание датчиков/линий: в моем случае "отводки" от линии на конкретный датчик не всегда возможны минимальной длины (например, через стену в сауну), есть и по метру. Это тоже, ИМХО, внесло свою лепту в формирование ошибки.
Но в целом, я в восторге от этих дачиков. Согласитесь, колеги, что корректно ловить относительные изменения 0,1 градуса - это не кисло!
А, и еще: для решения проблемы удаленных одноканальных точек контроля/термостатирования существуют, оказывается, дешевенькие китайские терморегуляторы W1209 Digital Thermostat. Есть инфа, что они начинают подбрёхивать после 50 градусов на десятые доли, ну так есть случаи, когда это и не критично. И полтора бакса - не дорого. Заказал себе 5 штук, хватит их до конца жизни, ждемс (регуляторов) :)
Аватара пользователя
y_fed
Завсегдатай
Сообщения: 2465
Зарегистрирован: 24 фев 2010, 20:12
Город: Ефремов
Подпись: Юрий
Откуда: Тульская обл. (53,14\38,07; h= 216м)
Благодарил (а): 64 раза
Поблагодарили: 194 раза

Re: Занимательная телеметрия

Сообщение y_fed »

Матьянга писал(а):было, конечно, перепробовано, плюс и всевозможные "подтяжки линии" и тп, то есть всё, что нарыл в сети. Кроме, правда, пайки спец схемы с диодами Ганна (да ну нафиг :pardon: , есть и другие радости в жизни).
Коллега, ну я ещё понимаю, если диоды Зенера или Шоттки, ну Ганна (СВЧ генераторные диоды) - это круто ;) Видимо, описка?
Оффтопик: открыть
А простенькие регуляторы - термостаты W1209 - удобная вещь. У меня один уже два года 10 курам не даёт замерзнуть с помощью ТЭНа 250Вт :) . Для большинства применений вполне достаточно релейного (в том смысле, что не ПИД) регулятора с термисторным датчиком.
Аватара пользователя
Sir
Завсегдатай
Сообщения: 1306
Зарегистрирован: 20 июн 2014, 23:43
Город: Зеленоград
Подпись: Михаил
Благодарил (а): 0
Поблагодарили: 0

Re: Занимательная телеметрия

Сообщение Sir »

Матьянга писал(а):Сейчас, похоже, пошла еще более продвинутая модель MP8036.
По сравнению с Ардуиной эта штука раз в 10 дороже. :?
Матьянга писал(а):всеж таки закончить институт во времена логарифмических линеек и времена ПК - это немножко разные времена...
Компьютер компьютеру рознь! Мне доводилось ещё на Синклере программировать в середине 90-х, у которого оперативная память была 48 Кб. :D А сейчас времена Wi-Fi и Интернета. :yes: Я к тому, что морочиться с длинными "гирляндами" уже нет нужды. 8-)

Матьянга, по Вашему опыту, какова максимальная длина провода у DS18B20, чтобы он работал стабильно и без ошибок?
С уважением, Михаил.
Ответить

Вернуться в «Конференции, книги, новаторство, клубы»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 213 гостей