Programmierung vom Mikrocontrollern

Verwendung des analogen Eingangs

In diesem Versuch wird ein Temperatursensor an den analogen Eingang angeschlossen und das Ergebnis am LCD angezeigt.

Verständisfragen

1. Mit welchen Parametern werden A/D-Wandler beschrieben?
2. Was sagt das Abtasttheorem aus?
3. Was bedeuten die Begriffe Thermistor/Heißleiter/Kaltleiter/PTC-/NTC-Widerstand? Schaltzeichen eines NTCs?
4. Wie ist der (näherungsweise) Zusammenhang zwischen Widerstand und Temperatur bei einem NTC?
5. Was ist der Unterschied zwischen der Steinhart-Hart-Gleichung und der B-Parameter-Gleichung?
6. Was bedeutet der Parameter Nennwiderstand R25?
7. Welche Eigenschaften hat ein NTC MF52-103-3950?
8. Wie kann ein NTC prinzipiell an den MC angeschlossen werden? Machen Sie einen Schaltungsvorschlag!
9. Welche Fehlergrößen gibt es im Aufbau?

Aufgaben Heißleiter

1. Bestimmen Sie die Parameter des im MC verbauten AD-Wandlers!
2. Lesen Sie das unten verlinkte Datenblatt des Sensors durch!
3. Überlegen Sie sich einen Anschlussplan für den Sensor!
4. Bestimmen Sie folgende Werte und lassen Sie diese anzeigen (Konsole, LCD):
   1. Abtastwert
   2. resultierende Spannung
   3. resultierender Widerstandswert des NTCs
   4. resultierende Temperatur
5. Sie können für die Berechnung auch die vereinfachte B-Parameter-Gleichung verwenden (B=3950, To=25 C°, Ro=10k).
6. Zeigen Sie die aus dem Widerstandswert ermittelte Temperatur an. (die Arduinobibliothek unterstützt für sprintf leider kein float)
7. Schätzen Sie den Messfehler ab!
8. Optional: Plotten Sie die SH-Gleichung und B-Parameter-Gleichung mit einem geeigneten Tool, z.B. Gnuplot

Aufgaben Potentiometer

• Schließen Sie das Potentiometer an den analogen Eingang des MCs an und geben Sie die AD-Werte aus!
• Ist der Widerstandsverlauf linear oder logarithmisch?

Ressourcen

• Heißleiter
• Datenblatt Heißleiter MF52
• Modul-ST1147
• NTC-Calculator
• Vorgehen
• B-Gleichung
• Formeln (Temperaturwerte in Kelvin):
  • Steinhart-Hart-Gleichung: \(\frac{1}{T} = a + b \ln(R)+ c\ln^3(R)\)
  • mit \(a = 1/To -(1/B) \ln Ro\), \(b=1/B\) und \(c=0\) ergibt sich:
  • B-Parameter-Gleichung: \(\frac{1}{T} = \frac{1}{To} + \frac{1}{B} \ln \left( \frac{R}{Ro} \right)\)