Hi, gerade im Messinstrumenten / Audio Bereich brauch man ja oft Widerstände, die möglichst gleich sind, aber bei denen der exakte Wert nicht so wichtig ist. Ich hab die bisher immer mit einer Wheatstone Brücke und einen Multimeter per Hand gematcht. Jetzt hatte ich aber die Idee das zu automatisieren. Mein Ziel ist es ein Gerät zu haben, bei dem ich eine Reihe von Widerständen anschließen kann, und welches mir dann ausgibt welche beiden am besten zusammenpassen. Als Aufbau hatte ich überlegt ein Paar bereits kalibrierter Widerstände als Referenzteil einer Wheatstone Brücke zu nutzen, und dann per Multiplexer die verschiedenen eingesetzen Widerstände paarweise mit der Referenz zu vergleichen. Den Unterschied würde ich per Instrumentenverstärker an einen Analogeingang von einen ATiny messen und pro Paar abspeichern. Erste Frage: Gibts sowas schon, oder gibts ne bessere Lösung? Falls nicht fallen mir folgende Probleme auf: - Müssen bei einer Wheatstone Bridge alle Widerstände in der gleichen Größenordnung liegen? Oder kann ich mit 2 genauen 10k Widerstände auch 100k und 100 Ohm Paare finden? - Ein Multiplexer hat ja einen Eigenwiderstand, gibt es Multiplexer, bei den der so gering oder so fix ist, das er sich nicht auswirkt? Wenn nicht was wär die Alternative? - Was wäre die beste Möglichkeit die Wiederstände anzuschließen? Zur Zeit fallen mir Krokodilklemmen als beste Garantie ein, dass der Kontakt fest mit möglichst geringen Widerstand ist. Ciao, Gaspode
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Verschoben durch Admin
Ich würde es vielleicht so machen: Ein PullUp Widerstand. Wert etwa so gross wie der Messwiderstand. Dann beide Messwiderstände nach Masse schließen. Aber nicht direkt, sondern über einen Analogschalter. Du schaltest dann mit ca 1kHz zwischen beiden Widerständen um. Sind die Widerstände leicht unterschiedlich, erhälst Du eine geringe Wechselspannung, die Du gut verstärken und darstellen kannst. Bei gleichen Widerständen ensteht keine Wechselspannung.
bei einem Vergleich von nur jeweils 2 Widerständen muss man allerdings n! Vergleiche machen
In den meisten Faellen sollten doch 1% Widerstaende genuegen.
Ja, mein Ziel war, das der ATiny automatisch die ganzen Vergleiche macht (evtl. auch intelligenter indem er die Abweichungen matcht). Also: Ich schließ so 10 Widerstände an das Gerät an, und danach zeigt der mir an das Widerstand 3 und 7 sind sich am nächsten sind. Oder als Alternativ Modus, ich schließ einen als Referenz an und dann 9 andere und krieg als Ausgabe das Widerstand 5 die Referenz am besten trifft. Damit könnte man sich dann immer weiter verfeinern. Die Anzahl der Messungen wären ja nicht so schlimm, wenn ich das einfach anschalten kann, was anderes mache und nach 5 Minuten ein Ergebnis habe. adfix: Deine Methode ist schön einfach und würde ja auch mit mehr als 2 Widerständen gehen, aber dann bräuchte ich einen n-fach Schalter, der vom ATiny gesteuert werden kann. Also einen Multiplexer oder etwas vergleichbares. Das geht solange ich sicher sein kann, dass der Widerstand von diesem Schalter für alle Ausgänge gleich ist. Was wäre dafür am besten geeignet? Ciao, Gaspode
Gleicher Tag: Eigentlich schon, aber sagen wirs mal so: Ich bastel gern, bin ziemlich geizig und Perfektionist
Nix mit Bruecke. Alle Widerstaende einmessen, in Array packen (als struct mit ID-Nummer) und dann das Array sortieren, fertig.
Es wäre schön, wenn man sich das physische paarweise Vergleichen sparen könnte, denn dann entfallen die Analogschalter mit ihrem störenden Innenwiderstand. Dazu wäre eine Schaltung nötig, die die Abweichung des Prüflings von einem Referenzwert verstärkt und an den Analogeingang des Prozessors bringt. Dann braucht man die Prüflinge nur noch nacheinander an die Schaltung zu klemmen und jeweils eine Messung auszulösen, wobei der Prozessor sich die Ergebnisse alle merken und am Ende der Serie dann die optimalen Paare suchen muß. Gesucht ist also eine Schaltung (wahrscheinlich eine Abwandlung der Wheatstone-Brücke), die die Widerstandsabweichung (-1%...+1%) in eine Spannung (0...5V) umsetzt, damit der AD-Wandler aussagekräftige Zahlen liefert.
>an die Schaltung zu klemmen und jeweils eine Messung auszulösen, wobei >der Prozessor sich die Ergebnisse alle merken und am Ende der Serie dann Ja - und Du mußt die Dir Reihenfolge der einzelnen R's merken, damit Du das dann zu den vom µC gemerkten Werten zuordnen kannst.
Zum Anschluss der Widerstände: Wenn Du dich auf THT (bedrahtete) Widerstände beschränkst oder bereit bist SMD-Widerstände zum matchen auf eine Adapterplatine zu löten (ohne weiteres bekommt man sie ja auch nicht in die Mäuler der Krokoklemmen), wäre ein klassischer Textool-Sockel wohl die beste Möglichkeit, gleich eine ganze Reihe von Widerständen zuverlässig zu kontaktieren. Soeinen hier meine ich: http://de.academic.ru/pictures/dewiki/84/Textoolfassung_28_%28smial%29.jpg Zur Anzeige der Resultate: Mir schwebt vor, eine Position im Textool-Sockel als Referenz anzusehen; für jede Position im Sockel gibt es eine LED, zusätzlich ein Analoginstrument oder gar ein Display (7-Segment oder auch ein LCD) - zur Anzeige der Abweichung (prozentual/relativ und/oder absolut) sowie einen Taster zum Durchschalten der Prüflinge, evtl. eine weitere Anzeige für die Aktuelle Position. Nachdem alle Widerstände ausgemessen sind, wird derjenige mit einem Aufleuchten der jeweiligen LED markiert, der dem Referenzwiderstand am nähesten kommt, gleichzeitig wird die Abweichung angezeigt. Durch einen Tastendruck wählt man den zweitbesten Treffer an, usw... Ist natürlich nur als grobe Idee einer möglichen Umsetzung anzusehen, ohne ein Eingehen auf die Details - ich sehe es aber als einen einfach zu realisierenden und doch sehr gut ausbaubaren, sowie praktisch handzuhabenden Ansatz.
> SMD-Widerstände zum matchen auf eine Adapterplatine zu löten
Dafür gibt es SMD-Messpinzetten :-)
In Verbindung mit einem guten™ Multimeter hat man[n] da fix
mal einige Hundert in Quartile sortiert.
Also ich persönlich hätte da momentan zwar keine Verwendung für, aber die Idee finde ich sehr gut! Konstantstromquelle an die einzelnen Widerstände durchschalten und dann gemultiplext den Spannungsabfall an den Widerständen mit dem ADC einlesen. Und dann lässt du alle nacheinander vermessen - ne Referenz brauchste ja eigentlich garnicht, wenn er dir danach sagt, welche zwei am besten zusammen passen. Und dann machste dir irgendwie ne Anordnung auf ner Platine mit mehreren Steckpltäzen, unter denen jeweils noch ne LED sitzt und dann leuchten halt zwei entsprechend. Nur der Innenwiderstand vom Schalter muss halt auch in jedem Kanal gleich sein.
gasst schrieb: > Nur der Innenwiderstand vom Schalter muss halt auch in jedem Kanal > gleich sein. Wenn man direkt über den Widerstand misst eigentlich nicht bei Verwendung einer KSQ.
mhh schrieb: > Wenn man direkt über den Widerstand misst eigentlich nicht bei > Verwendung einer KSQ. Klar, hast recht! Völlig egal!
Einen Vergleichswiderstand sollte man schon haben. Das Nachmessen lohnt sich ja nur für den Bereich unter etwa 1%. Per fiegendem Aufbau, aufschreiben per Bleistift, und mit einem Trafo für eine gut symetrische Spannung hab ich das auch schon mal gemacht. Aufzulösen waren Unterschiede bis unter 0.1 Ohm, bei Widerständen von rund 10 K. Man sieht da schon den TK, wenn man die Widerstände beim reinstecken in der Hand hatte. Der Ref. Widerstand ist nur für den Meßbereich, die eigentlich zu vergleichenden Widerstände werden nacheinander in den selben Steckplatz gesteckt. Bei mit war der "Steckplatz" ein alter Steckverbinder ähnlich SubD , nur mit relativ guten kontakten. Wenn man das ganzer noch automatisieren will, könnte einem der µC dann anzeigen welche der Widerstände zusammen passen, vermutlich per LCD Modul. Alle zu messende Widerstände nacheinander in den selben Sockel spart einem den Umschalter. Bei Widerständen aus der selben Charge, fortlaufend vom Band sind Unterschiede normalerweise auch so schon sehr klein. Vor allem hat kann man da auch damit rechenen das der TK ziehmlich gleich ist.
>Nix mit Bruecke. Alle Widerstaende einmessen, in Array packen (als >struct mit ID-Nummer) und dann das Array sortieren, fertig. Schöne Idee. Gefällt mir :-) Ausführung: Ersten R anklemmen, Taste drücken, zweiten R anklemmen, Taste drücken. Nach dem letzten R die Auswertetaste drücken. einziges Problem: wie die Paare ausgeben? Im einfachsten Fall n LEDs, und bei jedem Tastendruck leuchtet das nächste Paar.
Nebst der Möglichkeit Widerstände zu matchen, kann man natürlich auch direkt entsprechend eng tollerierte Typen nutzen - 0.1% sind ja weit verbreitet und preiswert, darüber hinaus habe ich z.B. die TN-Serie von Caddoc schon verbaut, die sind mit ~8EUR/Stk. auch noch recht günstig, wobei sich die Leute von Caddoc als sehr nett erwiesen und mir (nicht zuletzt wohl, da es sich um ein nichtkommerzielles F-Projekt handelte) etliche Widerstände als Samples, kostenlos, zur Verfügung stellten. http://ams.de/de/en/file/download/t/download/id/678/ Für eine Erweiterung wurden später wesentlich mehr Widerstände benötigt, da ich diese nicht erbetteln wollte, habe ich vergleichbare, 'bestellbare' Typen gesucht und noch enger tolerierte gefunden: Die S-Serie von Vishay (http://www.farnell.com/datasheets/418968.pdf) mit erstaunlichen 0.005% min. Toleranz - von welcher einige Werte bei Farnell erhältlich sind. Preis: ~20EUR (? - auch vom Widerstandswert abhängig). Von Vishay gibt es auch eine Serie ineteressanter Spannungsteiler (Zwei Widerstände in Serie mit Mittelanzapfung herausgeführ - im 3-Pin SOT-23 Gehäuse), sie sind recht günstig (~3EUR/Stk.) und mit 0.05% rel. Toleranz spezifiziert (Achtung - nicht absolute Toleranz!), zum Aufbau von z.B. Verstärkungseinstellenden-Rückkopplungen in Operationsverstärker-Schaltungen oder eben direkt als Spannungsteiler für Referenzsspannungen, Messsignalen, ... hervorragend geeigent. Die Serie heißt 'MPM' - Farnell hat(te?) einige gebräuchliche Werte im Lieferprogramm.
...vergessen zu erwähnen: Ich schreibe das hauptsächlich, weil ich bezüglich der Temperaturkoeffizienten 'normaler', gematchter Widerstände schlechte Erfahrungen gemacht habe, da neigen super justierte Schaltungen schnell mal dazu, aufgrund der Temperatur, auch selbsterwärmung, 'wegzulaufen'. Die super-präzisen Widerstände besitzen idr. passend geringe Temperaturkoeffizienten, wenn man aber die Grenzen der Präzision ausloten will/muss (eben bis runter auf's thermische Rauschen) ist eine Temperaturstabilisierung der Schaltung unumgänglich - so meine Erfahrungen.
Ich bin heute mal wieder auf das Thema gekommen und hab mir die Schaltung im Anhang zusammengebastelt. Das Ganze ist auf einem Arduino aufgebaut, weil ich das schnell prototypen wollte und der gerade rumlag. Sollte aber mit jeden beliebigen µc funktionieren, solange der genug Pins mit abschaltbaren Pullups hat. Die Funktionsweise ist wie folgt: Jeder Widerstand ist mit einem Ende an einen der IO Ports angeschlossen, die anderen Enden sind alle verbunden. Anfangs ist jeder Port auf input mit abgeschalteten pull up geschaltet, um den quasi als "unverbunden" zu setzten. Jetzt kann ich zwei beliebige Wiederstände als Spannungsteiler schalten, und die Spannung messen. Da die Spannungsunterschiede sehr gering sind, wird das über den Instrumentenverstärker AD623 mit einer ungefähren Spannung von 1/2 Vcc verglichen. Ich laufe jetzt über alle Widerstandspaare und messe den Ausgang des Verstärkers für beide Stromrichtungen (pin 1 High, pin 2 Low, sowie pin 1 Low, pin 2 High). Das Widerstandspaar bei den der Unterschied zwischen beiden Richtungen am geringsten ist, liegt am dichtesten beisammen. Vorteile: + Ich brauch keinerlei vorkalibrierte Widerstandspaare als Referenz + Schnell zu basteln (2 Stunden Hardware + Software) + Ich hab alle Teile hier + Sollte eine Genauigkeit > 0.1 % liefern Nachteile: - Durch den Verstärker und das Ungenaue Referenzpaar R2,R3 hab ich keine wirkliche Ahnung mehr, wie genau ich bin. Ich weiss nur, dass ich bei hier liegenden Widerständen mit 0.1% noch Unterschiede messen kann - Geht nicht mit Widerständen < 75 Ohm, da sonst der Strom zuviel wird für die Pins - Ich kann nur noch Widerstände untereinander vergleichen, ich kann keine Aussage mehr treffen, welchen Wert die genau haben.
findet die schaltung denn zuverlässig immer das richtige paar? Hast du mal ein paar ermittelt und dann die widerstände umgesteckt? werden dann noch die gleichen gefunden?
Hallo Gaspode. > Gleicher Tag: > Eigentlich schon, aber sagen wirs mal so: Ich bastel gern, bin ziemlich > geizig und Perfektionist Nicht nur das. :-) > gerade im Messinstrumenten / Audio Bereich brauch man ja oft > Widerstände, die möglichst gleich sind, aber bei denen der exakte Wert > nicht so wichtig ist. "Audio Bereich" ist das Stichwort. Am Ende könntest Du auch audiophil sein, d.h. ein "Goldöhrchen" mit Drall zur Esoterik. Dein Hang zur Perfektion könnte gnostischer Art sein. ;-) Das gelegentlich auch für andere Messungen sehr eng tolerierte Widerstände benötigt werden, steht ausser Frage. Allerdings müssen dann meist nicht nur die absoluten ohmschen Werte bei konstanter Temperatur zusammenpassen, sondern auch die allgemeinen Impedanzen bei unterschiedlichen Temperaturen. Und das oft auch noch dynamisch, d.h. wärend der Temperaturänderung. Brainrouting, heute seinem narzistischen Besserwissertrieb freien Lauf lassend.
Was nützen atomgenaue Meßverfahren, wenn der TK wegläuft oder Kontaktprobleme.
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