Tabela de linearização de termistor

[Jorge Lourenço Jr.]

A temperatura do extrusor que estamos utilizando é monitorada por um termistor. O Alain adquiriu recentemente algumas unidades, com as seguintes características:

Murata NXFT15WF104FA 2 B 050

Resistance (25°C)(Ω): 100k ±1%
B-Constant (25-50°C) (K): 4250 ±1%
B-Constant (25-80°C) (K): 4303
B-Constant (25-85°C) (K): 4311
B-Constant (25-100°C)(K): 4334
Operating Current for Sensor (25°C) (mA): 0.04
Rated Electric Power (25°C) (mW): 7.5
Typical Dissipation Constant (25°C) (mW/°C): 1.5
Thermal Time Constant (25°C) (s): 4
Terminals: 50mm, no twist

No firmware do controlador de temperatura do extrusor há uma tabela de linearização que pode ser calculada por um programinha Python chamado createTemperatureLookup.py que está  no diretório do prog RepRap reprap / firmware.

Há um tutorial a respeito de termistores / utilização do prog:

http://hydraraptor.blogspot.com/2007/10/measuring-temperature-easy-way.html

Rodei o createTemperatureLookup.py em Windows e Linux com sucesso, utilizando parâmetros de alguns exemplos, no entanto há falhas quando utilizo os parâmetros do termistor mencionado acima e os da nossa placa: Vref=5V; R2=4k7; R1 não instalado (ou um valor estimado); ADC de 10 bits

Tentei variações nos parâmetros, algumas funcionam, outras não.

Alguém quer arriscar uma espiada pra tentar entender qual é o prob ?

Jorge L.

[Marcos Almeida de Araujo]

Sir Jorge, Boa tarde !!!

 

Lembra da história do fusor de impressora HP 6L... pois é , com esse é que tentei usar para fazer placas... consegui, com a ajuda de um amigo controlar a temperatura mas,

a tira de teflon rasgou e... bau bau !!!

O interessante foi o circuito que fizemos para medir a temperatura do termistor( NTC ) que existe junto da resistencia ceramica do fusor....

Na realidade, ele me fez um circuito que converte "graus" em "mv"... conseguiu linearidade entre 130º e 170º mas, é tudo uma questão do NTC e de ajustes no operacional comparador...

Segue o esquema escaneado...

 

Espero estar ajudando !

 

Boa Tarde

 

Marcos Almeida de Araujo
engma...@yahoo.com.br

De: Jorge Lourenço Jr. <jorl...@gmail.com>
Para: Reprapbr <repr...@googlegroups.com>
Enviadas: Quinta-feira, 16 de Junho de 2011 11:56
Assunto: [RepRapBR] Tabela de linearização de termistor



[Alain Mouette]

Como vocês fizeram essa calibração de temperatura? que referencia foi usada?

Alain

[Jorge Lourenço Jr.]

 

Dois exemplos, o primeiro OK, o segundo com erro:

 

>>> // Thermistor lookup table for RepRap Temperature Sensor Boards (http://make.rrrf.org/ts)
// Made with createTemperatureLookup.py (http://svn.reprap.org/trunk/reprap/firmware/Arduino/utilities/createTemperatureLookup.py)
// ./createTemperatureLookup.py --r0=10000 --t0=25 --r1=680 --r2=1600 --beta=3947 --max-adc=305
// r0: 10000
// t0: 25
// r1: 680
// r2: 1600
// beta: 3947
// max adc: 305
#define NUMTEMPS 19
short temptable[NUMTEMPS][2] = {
   {1, 608},
   {17, 262},
   {33, 215},
   {49, 188},
   {65, 170},
   {81, 156},
   {97, 145},
   {113, 135},
   {129, 126},
   {145, 117},
   {161, 109},
   {177, 102},
   {193, 94},
   {209, 86},
   {225, 78},
   {241, 69},
   {257, 59},
   {273, 47},
   {289, 28}
};

 

------------------------------------------------------------------------------------------------

// Thermistor lookup table for RepRap Temperature Sensor Boards (http://make.rrrf.org/ts)
// Made with createTemperatureLookup.py (http://svn.reprap.org/trunk/reprap/firmware/Arduino/utilities/createTemperatureLookup.py)
// ./createTemperatureLookup.py --r0=100000 --t0=25 --r1=680 --r2=4700 --beta=4334 --max-adc=305
// r0: 100000
// t0: 25
// r1: 680
// r2: 4700
// beta: 4334
// max adc: 305
#define NUMTEMPS 19
short temptable[NUMTEMPS][2] = {
   {1, 678},
   {17, 303},
   {33, 246},
   {49, 213},
   {65, 186},
   {81, 163},
   {97, 139},
   {113, 109},
   {129, 13},
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Python27\Lib\SITE-P~1\PYTHON~1\pywin\framework\scriptutils.py", line 325, in RunScript
    exec codeObject in __main__.__dict__
  File "C:\Arquivos de programas\RepRap\firmware\createTemperatureLookup.py", line 126, in <module>
    main(sys.argv[1:])
  File "C:\Arquivos de programas\RepRap\firmware\createTemperatureLookup.py", line 119, in main
    print "   {%s, %s}," % (adc, int(t.temp(adc)))
  File "C:\Arquivos de programas\RepRap\firmware\createTemperatureLookup.py", line 52, in temp
    return (self.beta / log(r / self.k)) - 273.15        # temperature
ValueError: math domain error
>>>

[Alain Mouette]

Roda liso... mas eu coloquei todos os parametros, hehe...

./createTemperatureLookup.py --r0=10000 --t0=25 --beta=4250
--r1=100000000 --r2=4700 --max-adc=1024

O ficou um bosta foi a tabela que ele gerou, precisamos achar valores
melhores para os resistores. Dá para ver que na faixa que nos interessa
não é nem um pouco corrigido:

#define NUMTEMPS 20

short temptable[NUMTEMPS][2] = {

{1, 373},
{54, 127},
{107, 101},
{160, 86},
{213, 76},
{266, 68},
{319, 61},
{372, 55},
{425, 49},
{478, 44},
{531, 39},
{584, 35},
{637, 30},
{690, 25},
{743, 20},
{796, 14},
{849, 8},
{902, 1},
{955, -9},
{1008, -32}
};

Alain

Em 16-06-2011 11:56, Jorge Lourenço Jr. escreveu:
>
> A temperatura do extrusor que estamos utilizando é monitorada por um
> termistor. O Alain adquiriu recentemente algumas unidades, com as
> seguintes características:
>

> *Murata NXFT15WF104FA 2 B 050*

>
>
> Resistance (25°C)(Ω): 100k ±1%
> B-Constant (25-50°C) (K): 4250 ±1%
> B-Constant (25-80°C) (K): 4303
> B-Constant (25-85°C) (K): 4311
> B-Constant (25-100°C)(K): 4334
> Operating Current for Sensor (25°C) (mA): 0.04
> Rated Electric Power (25°C) (mW): 7.5
> Typical Dissipation Constant (25°C) (mW/°C): 1.5
> Thermal Time Constant (25°C) (s): 4
> Terminals: 50mm, no twist
>
> No firmware do controlador de temperatura do extrusor há uma tabela de
> linearização que pode ser calculada por um programinha Python chamado
> createTemperatureLookup.py que está no diretório do prog RepRap reprap /
> firmware.
>
> Há um tutorial a respeito de termistores / utilização do prog:
>
> http://hydraraptor.blogspot.com/2007/10/measuring-temperature-easy-way.html
>

> [divider.png]
>
>
> Rodei o createTemperatureLookup.py em Windows e Linux com sucesso,
> utilizando parâmetros de alguns exemplos, no entanto há falhas quando
> utilizo os parâmetros do termistor mencionado acima e os da nossa placa:
> Vref=5V; R2=4k7; R1 não instalado (ou um valor estimado); ADC de 10 bits
>
> Tentei variações nos parâmetros, algumas funcionam, outras não.
>
> Alguém quer arriscar uma espiada pra tentar entender qual é o prob ?
>
> Jorge L.
>

--
--------
Nossa nova lista: http://groups.google.com/group/microsdiy-br/about?hl=pt-BR

[Jorge Lourenço Jr.]

Confira os parâmetros ...

Jorge L.

-----Mensagem original-----
De: repr...@googlegroups.com [mailto:repr...@googlegroups.com] Em nome de Alain Mouette
Enviada em: quinta-feira, 16 de junho de 2011 12:53
Para: repr...@googlegroups.com
Assunto: Re: [RepRapBR] Tabela de linearização de termistor

[Jorge Lourenço Jr.]

O truque de atribuir um valor elevado a R1 eu já havia experimentado, mas deu o mesmo pau ... Não sei ainda onde estava o prob, mas rodou com os parâmetros corretos:

// Made with createTemperatureLookup.py (

http://svn.reprap.org/trunk/reprap/firmware/Arduino/utilities/createTemperatureLookup.py)
// ./createTemperatureLookup.py --r0=100000 --t0=25 --r1=100000000 --r2=4700 --beta=4334 --max-adc=1023

// r0: 100000
// t0: 25

// r1: 100000000

// r2: 4700
// beta: 4334

// max adc: 1023

#define NUMTEMPS 20
short temptable[NUMTEMPS][2] = {

   {1, 679},
   {54, 231},
   {107, 191},
   {160, 169},
   {213, 154},
   {266, 142},
   {319, 132},
   {372, 123},
   {425, 116},
   {478, 108},
   {531, 101},
   {584, 95},
   {637, 88},
   {690, 81},
   {743, 74},
   {796, 67},
   {849, 58},
   {902, 48},
   {955, 34},
   {1008, 4}
};

-----Mensagem original-----
De: repr...@googlegroups.com [mailto:repr...@googlegroups.com] Em nome de Alain Mouette
Enviada em: quinta-feira, 16 de junho de 2011 12:53
Para: repr...@googlegroups.com
Assunto: Re: [RepRapBR] Tabela de linearização de termistor

[Alain Mouette]

Algo de podre, mas estou fazendo uma planilha para visualizar melhor
esses valores em um gráfico

Alain

[Marcos Almeida de Araujo]

Alain,

 

Esse amigo tem um laboratório de instrumentação... Faz ensaios e consertos em instrumentos para pirometria, analise gazosa ( cromatógrafos ), pressão,  etc...

 

Ficou fácil ensaiar a resistencia de aquecimento, com uma fonte, um multimetro e um termometro... o mais dificil foi ele ter um tempinho disponivel...

 

Observe a primeira tabela:

A primeira coluna, tensão aplicada na resistencia do fusor da impressora HP 6 L (resistencia cerãmica );

A segunda, leitura da temperatura da resistencia com termometro de contato.

A terceira, a resistencia do NTC, medido com multimetro de bancada  ( 4digitos e meio da HP ... )

Creio que nada tão sofisticado a não ser pelos equipamentos que ele possue.

 

Esse ensaio foi feito com o fusor parado.

 

O circuito é uma ponte de resistencias, um circuito clássico para medida de temperatura, usando sensores resistivos ( PT-100, NTC, PTC, etc.. )

Esse tipo de circuito também é comum em balaças.

 

Abraço

 

Marcos Almeida de Araujo
engma...@yahoo.com.br

[Jorge Lourenço Jr.]

Tem sim e não é na Dinamarca ;-)

Vc entrou com o valor errado para r0 ... Acabo de descobrir que r1=0
significa que não há resistor em paralelo com o termistor ..

Já planilhei, a curva parece correta.

Jorge L.

-----Mensagem original-----
De: repr...@googlegroups.com [mailto:repr...@googlegroups.com] Em nome de
Alain Mouette

Enviada em: quinta-feira, 16 de junho de 2011 13:20

Para: repr...@googlegroups.com
Assunto: Re: [RepRapBR] Tabela de linearização de termistor

Algo de podre, mas estou fazendo uma planilha para visualizar melhor esses

[Jorge Lourenço Jr.]

Uma planilha que pode ser útil:

http://reprap.org/mediawiki/images/5/5e/MeasuringThermistorBeta-ThermistorBe
ta.ods

Jorge L.

[Alain Mouette]

Eu descobri porque d� o erro:

se R1 � menor, a tens�o nunca chega a 5V... o programa j� est� escrito
para ADC de 10bits e ele usa 1024 internamente. O valor na linha de
comando � at� que valor de leitura ele faz a tabela. Se passar do valor
m�ximo ele d� um LOG(num.negativo), esse � o erro. Tem que limitar o
m�ximo porque ela n�o faz isso.

Alain

Em 16-06-2011 13:41, Jorge Louren�o Jr. escreveu:
> Tem sim e n�o � na Dinamarca ;-)

>
> Vc entrou com o valor errado para r0 ... Acabo de descobrir que r1=0

> significa que n�o h� resistor em paralelo com o termistor ..
>
> J� planilhei, a curva parece correta.

>
> Jorge L.
>
> -----Mensagem original-----
> De: repr...@googlegroups.com [mailto:repr...@googlegroups.com] Em nome de
> Alain Mouette
> Enviada em: quinta-feira, 16 de junho de 2011 13:20
> Para: repr...@googlegroups.com

> Assunto: Re: [RepRapBR] Tabela de lineariza��o de termistor

>
> Algo de podre, mas estou fazendo uma planilha para visualizar melhor esses

> valores em um gr�fico
>
> Alain

[Alain Mouette]

Alguns gráficos:

como é hoje:


Mudando o Resistor para 1k melhora na área que nos interessa, veja como a inclinação da curva nessa área é melhor:


E a tabela agora tem um número maior de medidas por °C na região de 200°C mas abaixo de 34 danou-se:

// ./createTemperatureLookup.py --r0=100000 --t0=25 --r1=10000000 --r2=1000 --beta=4334 --max-adc=1024

// r0: 100000
// t0: 25
// r1: 10000000

// r2: 1000
// beta: 4334
// max adc: 1024

#define NUMTEMPS 20
short temptable[NUMTEMPS][2] = {

   {1, 1171},
   {54, 342},
   {107, 283},
   {160, 252},
   {213, 231},
   {266, 214},
   {319, 201},
   {372, 189},
   {425, 178},
   {478, 169},
   {531, 160},
   {584, 151},
   {637, 142},
   {690, 133},
   {743, 124},
   {796, 114},
   {849, 103},
   {902, 90},
   {955, 71},
   {1008, 34}
};

Em 16-06-2011 11:56, Jorge Lourenço Jr. escreveu:

[Alain Mouette]

Consegui esta tabela que achei a mais otimizada at� agora:
=> melhor sensibilidade na faixa de 200�C
=> ainda funciona em temperatura ambiente, mesmo que sem muita precis�o
=> tive que mexer no programa, ainda vou mexer mais para resolver aquele
erro que ele d�...

(anexo a planilha com o gr�fico)

/ ./createTemperatureLookup.py --r0=100000 --t0=25 --r1=10000000

--r2=1000 --beta=4334 --max-adc=1000

// r0: 100000
// t0: 25
// r1: 10000000

// r2: 1000
// beta: 4334
// max adc: 1000
#define NUMTEMPS 17

short temptable[NUMTEMPS][2] = {

{1, 1171},
{64, 326},
{128, 269},
{192, 238},
{256, 217},
{320, 200},
{384, 186},
{448, 174},
{512, 163},
{576, 152},
{640, 141},
{704, 131},
{768, 119},
{832, 107},
{896, 91},
{960, 69},
{1023, -17}
};

Alain

[Jorge Lourenço Jr.]

Alain, r2=1000 é um valor demasiadamente baixo, lembre-se do auto
aquecimento, corrente máxima etc ...

Jorge L.

-----Mensagem original-----
De: repr...@googlegroups.com [mailto:repr...@googlegroups.com] Em nome de
Alain Mouette

Enviada em: quinta-feira, 16 de junho de 2011 14:50

Para: repr...@googlegroups.com
Assunto: Re: [RepRapBR] Tabela de linearização de termistor

Consegui esta tabela que achei a mais otimizada até agora:

=> melhor sensibilidade na faixa de 200°C => ainda funciona em temperatura

ambiente, mesmo que sem muita precisão => tive que mexer no programa, ainda
vou mexer mais para resolver aquele erro que ele dá...

[Hradec]

Vc's viram isso?

http://www.arduino.cc/playground/ComponentLib/Thermistor2

E uma funcao  q calcula a temperatura diretamente no arduino

Eu testei com um thermistors de 100K e comparei com um thermocouple e um termometro industrial q vai ate 500C, e a resposta e bem equivalente!

Eu converti a funcao pra python, e gerei uma tabela com 64 medicoes... e parece q ta funfando legal!! 

vou dar uma garibada no script e coloco aqui proces, se vcs quiserem!

-H
blog   home

2011/6/16 Jorge Lourenço Jr. <jorl...@gmail.com>

[Alain Mouette]

Especificação da Murata:



A corrente pode ser 40uA a 25°C, isso com 100k dá 4Wats !!! tem furo aí...

Se usarmos o outro parametro: 1,5mW/°C então a potencia teria que ser 1,5mW... razoável
=> então o resistor tem que ser 4k7, como já está hoje, dá 1,3mW máximo...

Vou acertar o script do RepRap para gerar melhor os valores extremos...

Alain
PS: Pô, toda vez que a gente começa a passar o pente fino nesses projetos "simplezinhos" descobre que já cheio de cambalacho!

[Jorge Lourenço Jr.]

Heeeeinnnn ?????

---

De: repr...@googlegroups.com [mailto:repr...@googlegroups.com] Em nome de Alain Mouette

Enviada em: quinta-feira, 16 de junho de 2011 19:38

Para: repr...@googlegroups.com
Assunto: Re: [RepRapBR] Tabela de linearização de termistor

[Alain Mouette]

num disse que tem gato, qual a tua interpreta��o?

Alain

Em 16-06-2011 20:40, Jorge Louren�o Jr. escreveu:
> Heeeeinnnn ?????
>
> ------------------------------------------------------------------------
> *Assunto:* Re: [RepRapBR] Tabela de lineariza��o de termistor

> A corrente pode ser 40uA a 25�C, isso com 100k d� 4Wats !!! tem furo a�...

[Jorge Lourenço Jr.]

É caso pra diagnóstico: munheca dura ;-)

Vá lá que seja, interpretação: 16 mW

Jorge L.

-----Mensagem original-----

De: repr...@googlegroups.com [mailto:repr...@googlegroups.com] Em nome de
Alain Mouette

Enviada em: quinta-feira, 16 de junho de 2011 20:43

Para: repr...@googlegroups.com
Assunto: Re: [RepRapBR] Tabela de linearização de termistor

num disse que tem gato, qual a tua interpretação?

Alain

Em 16-06-2011 20:40, Jorge Lourenço Jr. escreveu:
> Heeeeinnnn ?????
>
> ----------------------------------------------------------------------
> --
> *Assunto:* Re: [RepRapBR] Tabela de linearização de termistor

[Alain Mouette]

Putz, s� agora que caiu a ficha... mas ent�o s�o 0,16mW para 0,1�C

O que ficou coerente com a outra coluna de 1.5mW/�C

Mexendo, mexendo, nessa planilha ficou interessante, d� para ver o
gr�fico, a potencia e o n�mero de degraus do ADC para cada 10�C... mas
por mais que mexa, melhora muito pouco

O que falta na verdade � a resistencia t�rmica do NTC para o case, isso
� que daria alguma diferen�a na medida com o NTC enfiado num buraquinho
de metal cheio de pasta t�rmica...

Alain

[Jorge Lourenço Jr.]

Eu não tinha visto, boa indicação !

 

Claro, manda o que tiver ;-)

 

Jorge L.

---

De: repr...@googlegroups.com [mailto:repr...@googlegroups.com] Em nome de Hradec
Enviada em: quinta-feira, 16 de junho de 2011 19:23

Para: repr...@googlegroups.com
Assunto: Re: [RepRapBR] Tabela de linearização de termistor

[Alain Mouette]

� interessante, deve ser mais lento que a tabela...

Mas tem um problema: ele d� uns coeficientes
* Temperature in Kelvin = 1 / {A + B[ln(R)] + C[ln(R)]3}
* where A = 0.001129148, B = 0.000234125 and C = 8.76741E-08

Isso seria a invers�o de: R=R0*e**(beta*(1/T-1/T0))
portanto: T=1/(ln(R)/beta-ln(R0)/beta+1/T0) em Kelvin
ent�o T=1/(0.000230734*ln(R)-8.903514E-6)

como?

Alain

Em 16-06-2011 21:47, Jorge Louren�o Jr. escreveu:
> Eu n�o tinha visto, boa indica��o !

> Claro, manda o que tiver ;-)
> Jorge L.
>

> ------------------------------------------------------------------------
> *De:* repr...@googlegroups.com [mailto:repr...@googlegroups.com] *Em
> nome de *Hradec
> *Enviada em:* quinta-feira, 16 de junho de 2011 19:23
> *Para:* repr...@googlegroups.com
> *Assunto:* Re: [RepRapBR] Tabela de lineariza��o de termistor

>
> Vc's viram isso?
>
> http://www.arduino.cc/playground/ComponentLib/Thermistor2
>
>
> E uma funcao q calcula a temperatura diretamente no arduino
>
> Eu testei com um thermistors de 100K e comparei com um thermocouple e um
> termometro industrial q vai ate 500C, e a resposta e bem equivalente!
>
> Eu converti a funcao pra python, e gerei uma tabela com 64 medicoes... e
> parece q ta funfando legal!!
>
> vou dar uma garibada no script e coloco aqui proces, se vcs quiserem!
>
> -H

> blog <http://hradec.blogspot.com/> home <http://hradec.com/>
>

[Jorge Lourenço Jr.]

Marcos, desculpe a resposta atrasada, sua msg foi pra pasta de spam do Gmail e só agora a vi ...

 

Claro que me lembro do fusor ... essa de rasgar o teflon ´epraga do Luciano Sturaro he, he, he ...

 

Brigadu pelo esquema !

 

Jorge L.

---

De: repr...@googlegroups.com [mailto:repr...@googlegroups.com] Em nome de Marcos Almeida de Araujo
Enviada em: quinta-feira, 16 de junho de 2011 12:32
Para: repr...@googlegroups.com
Assunto: Re: [RepRapBR] Tabela de linearização de termistor

[Jorge Lourenço Jr.]

Certamente é mais lento e ocupa mais espaço, mas ... E daí ? Pode ser um impeditivo ou absolutamente irrelevante ...

O que me aporrinha na equação de Steinhart-Hart é isto:

a, b and c are called the Steinhart-Hart parameters, and must be specified for each device

No caso dos termistores da Murata, um grande e tradicional fabricante, não temos os dados necessários ...

 

Isto não funfa aqui [ WinXP ], alguém quer testar ?:

http://www.murata.com/products/design_support/mcnvs/index.html

Pode ser útil:

http://ilx.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/148/session/L3RpbWUvMTMwODMwODkwOC9zaWQvVngySVNKd2s%3D

http://www.daycounter.com/Calculators/Steinhart-Hart-Thermistor-Calculator.phtml

http://www.absorblearning.com/media/item.action?quick=pq

http://www.capgo.com/Resources/Temperature/Thermistor/ThermistorCalc.html

Jorge L.


-----Mensagem original-----
De: repr...@googlegroups.com [mailto:repr...@googlegroups.com

] Em nome de Alain Mouette
Enviada em: quinta-feira, 16 de junho de 2011 23:11

Para: repr...@googlegroups.com
Assunto: Re: [RepRapBR] Tabela de linearização de termistor

é interessante, deve ser mais lento que a tabela...

[Sandman Alexandre]

To vendo que tenho muito a estudar!!!

:( acabei de arrumar minha oficina, porem nao tenho Pc mais, sem chances de testar qq coisa, a nao ser que tenha para mac.

Agora que encerrei algo (oficina) vou concluir um projeto que estava parado e depoiz montar minha mesa X,Y e Z. Depois publico as fotos.

[ ]`s

Sandman

Cel: (11) 9773-0828

san...@casemonstro.com.br

[Jorge Lourenço Jr.]

Gostei bastante deste doc:

 

http://grabstore.ehv.campus.philips.com/images/pdf_files/resistor_pdf/ntc.pdf

 

O capítulo sobre linearização é particularmente interessante, veja a pag. 32

 

Jorge L.

[Alain Mouette]

Planilha com altera��es, o interessante � variar o Vref e R1/R2

Os mais intressantes s�o
Vref=5V, R1=1000, R2=1000
Vref=2V, R1=1000, R2=10000000
Vref=1,5V, R1=470, R2=10000000

Alain