Temperatursensor bis 150°C gesucht

[schorsch_76]

Ich hab bei meiner Heizungssteuerung genau diese Aufgabe so gelöst:

Hier lasse ich genau 0.88mA durch den KTY-81 und kann damit exakt sagen, nach Tabelle, welcher Widerstand anliegt. Der µC hat im EEPROM eine Stützpunkttabelle welche R auf Temperatur abbildet (aus dem Datenblatt abgetippt). Liegt die Spannung zwischen 2 Stützpunkten wird linear interpoliert. So komme ich mit einem MAX1270 (ok, teuer *hust* aber 12 Bit) auf unter 1°C Genauigkeit. Mit dem eingebauten ADC geht das ganze auch aber die Auflösung ist etwas schlechter.

 

const sensorvalues_flash t_kt81_110[] PROGMEM =
    {   // r       t
        {  490, -55},
        {  515, -50},
        {  567, -40},
        {  624, -30},
        {  684, -20},
        {  747, -10},
        {  815,   0},
        {  886,  10},
        {  961,  20},
        { 1000,  25},
        { 1040,  30},
        { 1122,  40},
        { 1209,  50},
        { 1299,  60},
        { 1392,  70},
        { 1490,  80},
        { 1591,  90},
        { 1696, 100},
        { 1805, 110},
        { 1915, 120},
        { 2023, 130},
        { 2124, 140},
        { 2211, 150},
    };

const sensorvalues_flash t_kt81_210[] PROGMEM =
    {   // r       t
        { 1383, -20},
        { 1408, -18},
        { 1434, -16},
        { 1459, -14},
        { 1485, -12},
        { 1511, -10},
        { 1537,  -8},
        { 1563,  -6},
        { 1590,  -4},
        { 1617,  -2},
        { 1644,   0},
        { 1671,   2},
        { 1699,   4},
        { 1727,   6},
        { 1755,   8},
        { 1783,  10},
        { 1812,  12},
        { 1840,  14},
        { 1869,  16},
        { 1898,  18},
        { 1928,  20},
        { 2002,  25},
        { 2078,  30},
        { 2155,  35},
        { 2234,  40},
        { 2314,  45},
        { 2395,  50},
        { 2478,  55},
        { 2563,  60},
        { 2648,  65},
        { 2735,  70},
        { 2824,  75},
        { 2914,  80},
        { 3005,  85},
        { 3098,  90},
        { 3192,  95},
        { 3287, 100},
    };

Um den langsammen Zugriff auf den Flash zu reduzieren, nutze ich eine binäre Suche, so brauche ich nur log(n)/log(2) zugriffe statt n:
Das bedeutet, statt 37 Versuchen beim kt81_210 brauche ich nur log(37)/log(2) = 6.

avr::units::temperature
convert(sensor_t s, avr::units::resistor r)
{
    sensorvalues t1, t2;

    const sensorvalues_flash* current = &t_kt81_210[0];
    switch (s)
    {
    case kt81_210: current = &t_kt81_210[0]; break;
    case kt81_110: current = &t_kt81_110[0]; break;
    }

    // binary search without recursion
    unsigned char st = 0;
    unsigned char en;
    unsigned char m;
    switch (s)
    {
    case kt81_210: en = sizeof(t_kt81_210)/sizeof(sensorvalues_flash)-2; break;
    case kt81_110: en = sizeof(t_kt81_110)/sizeof(sensorvalues_flash)-2; break;
    default:
        return 0.0_celcius;
    }

    sensorvalues_flash tmp;
    while (en-st>1)
    {
        m = st + (en-st)/2;
        memcpy_P(&tmp, &current[m], sizeof(sensorvalues_flash));    t1 = tmp;
        if (r > t1.r) // if we use at sometime a NTC, we need to adjust this
        {
            // right side
            st = m;
        }
        else
        {
            // left side
            en = m;
        }
    }

    // read the best matching lines
    memcpy_P(&tmp, &current[st+0], sizeof(sensorvalues_flash));    t1 = tmp;
    memcpy_P(&tmp, &current[st+1], sizeof(sensorvalues_flash));    t2 = tmp;

    // interpolate
    resistor dr = t2.r-t1.r;

    float f = static_cast<float>((r-t1.r)/dr);
    return t1.t+(t2.t-t1.t)*f;
}

Hier wird eingelesen. vom ADC wird dann in Volt gewandelt. Über R=V/I wird dann R berechnet, welcher dann über die obige convert Funktion in Temperatur umgewandelt wird.
sys.configuration.adc_constant_current[avr::free_7-active_adc] enthält den exakt gemessenen Konstantstrom welcher über das Menü angepasst werden kann. (Messung per Scopemeter)

        tmp = (uint16_t(in[0]) << 8) | uint16_t(in[1]);
        tmp = tmp >> 4; // shift the last 4 zero bits out
        sys.max1270_select.on();

        // fill the sensor structure
        sys.sensor.dt = sys.dt;

        using namespace avr::units;
        voltage v((float(tmp)/(1<<12))*5.0f);
        resistor r = v/sys.configuration.adc_constant_current[avr::free_7-active_adc];

        // prevent short spikes

        if (abs(tmp-sys.sensor.raw[avr::free_7-active_adc]) < 10 || first[active_adc])
        {
            first[active_adc] = false;
            sys.sensor.raw[avr::free_7-active_adc] = tmp;
            sys.sensor.temperature[avr::free_7-active_adc] =
                convert(sys.configuration.adc_sensor_type[avr::free_7-active_adc],r);
        }