Reihenschaltung von (digitalen) Widerständen

OP (Firma: IGL) #5957214
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Hallo zusammen,

ich habe immer wieder mal mit Sensoren zu tun, die mehrere hundert 
Kiloohm bis zwei megaohm Widerstand haben. Dabei kann der Widerstand um 
mehrere hundert Kiloohm während einer Messung differieren.

Diese kann man simulieren indem man einen analogen Poti zwischenschaltet 
mit der Hand nachregelt und so die Messkurve aufnimmt. Das ist viel zu 
viel unnötige manuelle Arbeit.

Natürlich kann man mit Relais arbeiten die eine Widerständskaskade 
überbrücken. Auch ein analoger Poti mit Stellmotor wäre denkbar. - Aber 
ich wollte jetzt nicht mit Kanonen auf Spatzen schießen.

Gut wäre eine I2C Schnittstelle mit der ich den Wert steuern kann.

Jetzt habe ich nach diversen digitalen Potis gesucht. Allerdings gibt es 
die in der Regel nur bis 100 KOhm. Jetzt wäre es notwendig die Potis in 
Reihe zu schalten. Das funktioniert so wie ich das sehe nicht so ohne 
Weiteres. Parallelschaltung fällt wegen der geringen Ohm-Werte der 
DigiPotis aus.


Hat jemand eine Idee wie ich meine Aufgabenstellung mit DigiPotis lösen 
könnte?

Danke im voraus!
Gast #5957225
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Du hast damit begonnen, eine Lösung für eine unbekannte Aufgabe zu 
diskutieren.

Wir können dir helfen, wenn du die Aufgabe beschreibst. In welchem 
Kontext brauchst du das? Welche Anforderungen ergeben sich daraus?
#5957228
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Andreas V. schrieb:
> Auch ein analoger Poti mit Stellmotor wäre denkbar. - Aber
> ich wollte jetzt nicht mit Kanonen auf Spatzen schießen.

Weshalb? So aufwendig und teuer ist es doch auch nicht.


Andreas V. schrieb:
> Natürlich kann man mit Relais arbeiten...

So würde ich es machen.

Welchen Bereich genau möchtest Du abdecken, in welchen Stufen muss der 
Wert einstellbar sein, also 100K, 10k, 1k...oder gar feiner?
OP (Firma: IGL) #5957250
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LetztEndlich brauche ich einen Widerstand zwischen 300 kOhm und 2 
MegaOhm.
Die Änderung müsste schon mindestens 500KiloOhm betragen.

Beipiel:

Ein Widerstand mit 500 KOhm.

Änderung: +- 256 KOhm

Der Widerstand müsste zischen 244 KOhm und 756 KOhmm variieren.

Theoretisch würden 32 Schritte schon reichen.

512 KOhm / 32 Schritte = 16 KOhm/Schritt
Gast #5957263
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Andreas V. schrieb:
> LetztEndlich brauche ich einen Widerstand zwischen 300 kOhm und 2
> MegaOhm.

Letztendlich wirst du den irgendwo einbauen. Wo genau? Zeige eine 
Schaltung oder nenne alle Anforderungen. Ein paar hast du genannt, aber 
die viele wichtige Anforderungen fehlen.

z.B.: Welche Spannung, Strom, Frequenz? Muss es Potentialfrei sein? Wenn 
ja, wie frei?
#5957288
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Andreas V. schrieb:

Ich verstehe dein Gesamtproblem nicht wirklich.

> ich habe immer wieder mal mit Sensoren zu tun, die mehrere hundert
> Kiloohm bis zwei megaohm Widerstand haben. Dabei kann der Widerstand um
> mehrere hundert Kiloohm während einer Messung differieren.

Wieso? Ist diese Abweichung die Messung, sprich, der physikalische 
Effekt verändert den Widerstand oder ist das ein ungewollter Einfluß des 
Sensor, sowas wie Instabilität?

> Diese kann man simulieren indem man einen analogen Poti zwischenschaltet
> mit der Hand nachregelt und so die Messkurve aufnimmt. Das ist viel zu
> viel unnötige manuelle Arbeit.

Vor allem, was soll das? Wenn man von einem Sensor die Meßkurve 
aufnehmen will, dann nimmt man einen Genertator, welcher die Meßgröße 
des Sensors generiert (Strom, Spannung, Temperatur, Lichtstärke etc.) 
und mißt hinten das Ausgangssignal des Sensors. Was will man da mit 
Widerständen dazischenschalten?

> Hat jemand eine Idee wie ich meine Aufgabenstellung mit DigiPotis lösen
> könnte?

Du musst erstmal erklären, was das INSGESAMT soll. Ich verstehe es 
nicht.

Siehe

https://www.mikrocontroller.net/articles/Netiquette#Klare_Beschreibung_des_Problems
OP (Firma: IGL) #5957297
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Das oben genannte Gerät könnte das Beschriebeme leisten.

https://www.meatest.com/catalogue-m6x2-real-resistance-decades-detail-251

Das Teil ist schon cool. Wie gesagt es kostet halt eine k€.

Mir würde es die Arbeit sehr erleichtern.


Ich brauche einfach nur einen programmierbaren Widerstand mit den 
angegebenen Werten..

Das Prinzip ist ein einfacher Spannungsteiler mit einem Festwiderstand 
und einem Poti. Mehr nicht.

Das Problem ist der Bereich des Potis.
Gast #5957300
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Andreas V. schrieb:
> Das Prinzip ist ein einfacher Spannungsteiler mit einem Festwiderstand
> und einem Poti. Mehr nicht.

Dann mache das doch mit den Relais. Dieses Gerät dass Dir da gefällt 
macht es auch so.

Ohne die kompletten Anforderungen zu kennen, ist das die einzige Lösung, 
die man dazu empfehlen kann.
Gast #5957336
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Es gibt analogschalter mit I2C:
https://www.analog.com/en/products/adg715.html

Gibts auch mit SPI oder einfach Digitaleingang. Muss du nach "analog 
switch" suchen.

Die haben so <100 Ohm Kanalwiderstand. Bei dem von dir gewünschten 
Widerstandsbereich sollte das nicht weiter problematisch sein. Du kannst 
dammit diverse Widerstände parallel / in Reihe zusammenschalten und so 
einen eintellbaren Widerstand schaffen.
#5957519
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Moin,

Andreas V. schrieb:
> Ich brauche einfach nur einen programmierbaren Widerstand mit den
> angegebenen Werten..
>
> Das Prinzip ist ein einfacher Spannungsteiler mit einem Festwiderstand
> und einem Poti. Mehr nicht.
>
> Das Problem ist der Bereich des Potis.

Vom Informationsgehalt her genauso wie:

Ich brauche einfach nur ein Kraftfahrzeug, um mit Dingen von A nach B zu 
kommen..

Das Prinzip ist so Etwas mit einer Anzahl Raedern unten, die bis zum 
Boden reichen und einem Antrieb. Mehr nicht.

Das Problem ist die Farbe des Lacks.

SCNR,
WK
Gast #5957529
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Andreas V. schrieb:
> Jetzt wäre es notwendig die Potis in Reihe zu schalten. Das funktioniert
> so wie ich das sehe nicht so ohne Weiteres.

Doch, schon, wenn die Spannung an deren Anschlüssen im erlaubten Bereich 
bleibt.

Über die Spannung an deinem Sensor hast du NATÜRLICH nichts geschrieben, 
ob sie galvanisch getrennt oder verbunden zur Sensorsimulatorelektronik 
sein muss auch nichts und über die Frequenz der Signale am Sensor wissen 
wir NATÜRLICH auch nichts.

Und du erwartest aus so einer faulen Frage eine passende Antwort ?

> Hat jemand eine Idee wie ich meine Aufgabenstellung mit DigiPotis lösen
> könnte?

Allgemeine Lösungen gibt es nie, Lösungen haben immer Randbedingungen.

Bei 2MOhm wird der Leckstrom der Digitalpotis ggf. ein Problem.
OP (Firma: IGL) #5957613
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> Über die Spannung an deinem Sensor hast du NATÜRLICH nichts geschrieben,
> ob sie galvanisch getrennt oder verbunden zur Sensorsimulatorelektronik
> sein muss auch nichts und über die Frequenz der Signale am Sensor wissen
> wir NATÜRLICH auch nichts.
>

moin, siehe Bild im (deprecated) GIF-Format! Die Spannung ist minimal 
(3,3V)

Es ist ein simpler Spannungsteiler an 3,3V, lass es auch mal 5V sein.
OP (Firma: IGL) #5957692
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Moinsen zusammen nochmal!


danke erst mal!!!

Ich fasse noch einmal zusammen:


Ich habe keine Erfahrung mit DigiPotis in einem Spannungsteiler an 3,3V 
wie im missbilligten übergroßen MB-GIF Bild.


Es gibt 3 genannte Möglichkeiten eine Reihenschaltung von "DigiPotis" zu 
realisieren.

1.) Echte Reihenschaltung von Digitalen IC's wie im aktuellen 
jpg-Bild(diesmal in kb Größe) mit allen Vor- und Nachteilen.


2.) Arbeiten mit in Reihe geschalteten Widerständen die überbrückt 
werden wie im Bild von Crazy H. (cool, war bestimmt viel Arbeit). 
Wahrscheinlich ist das die genauste Art einen digitalen Spannungsteiler 
zu realisieren.


3.) Die Lösung von Nils mit dem LM13700 scheint sehr effektiv zu sein. 
Allerdings ist mir nicht klar ob man die Betriebsspannung galvanisch 
trennen muss bzw. wie man das IC überhaupt effektiv beschaltet. Der 
gepufferte Ausgang scheint galvanisch getrennt zu sein, aber kann man 
die Anschlüsse auch in beide Richtungen betreiben bzw. Ein- und Ausgang 
vertauschen? Es ist auf jeden Fall eine innovative Lösung. UUie es mit 
Störgrößen oder Stabilität bei kleinen Spannungen im Spannungsteiler 
aussieht ist eine andere Frage. Ich habe momentan nicht den Schimmer 
einer Ahnung.
Angehängte Dateien:
Gast #5957759
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Andreas V. schrieb:
> Also hier noch einmal ein Spannungsteiler als Bild:

Aach ...
Vielleicht verrätst du mal, was die ganze Mimik für einen Sinn hat. Ein 
Spannungsteiler als Selbstzweck wird es doch nicht sein.
Was hat das mit dem Sensor auf sich?

Andreas V. schrieb:
> Spannungsteiler.gif
> 1,5 MB

Hast du den Hinweis auf die Bildformate inhaltlich nicht verstanden 
oder einfach nur ignoriert. Was soll der Mist?
OP (Firma: IGL) #5957793
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Klartext schrieb:

Ich soll jemandem der sich anonymisiert und dreiste Aussagen trifft eine 
ausführliche Antwort geben. Da neige ich dazu nicht zu reagieren.

> Aach ...
> Vielleicht verrätst du mal, was die ganze Mimik für einen Sinn hat. Ein
> Spannungsteiler als Selbstzweck wird es doch nicht sein.
> Was hat das mit dem Sensor auf sich?

Ein Spannungsteiler ist nie Selbstzweck. Schau Dir Potentiostat bei 
Wikipedia an. Da ist es gut beschrieben. Das Ersatzschaltbild ist ein 
Spannungsteiler. Keine Diskussion! Das ist so! Es tut zu dem Problem 
erst mal nichts zur Sache und verwirrt wie man sieht. Ich hätte den 
Sensor nicht erwähnen sollen. Das war zu viel Info...


> Andreas V. schrieb:
>> Spannungsteiler.gif
>> 1,5 MB
>
> Hast du den Hinweis auf die Bildformate inhaltlich nicht verstanden
> oder einfach nur ignoriert. Was soll der Mist?

Leider bin ich manchmal etwas minderbemittelt. Aus dem Grund suche ich 
ja auch Rat im Forum (ums mal salopp auszudrücken). Da war mir nach 
einem langen Tag doch tatsächlich ein Fehler mit dem GIF passiert. 
Normallerweise sind meine GIFs ums 1000-fache kleiner. Ich hatte es 
leider zu spät gemerkt. Siehe andere Forenbeiträge von mir.
OP (Firma: IGL) #5957813
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MaWin schrieb:
> Andreas V. schrieb:
>> Ich fasse noch einmal zusammen:
>
> Warum DigiPots in so einer Anwendung ?
>
> Bei Spannungsteiler ist klar, was rauskommen soll, eine Spannung.
>
> Also einfach eine Spannung gewünschter Höhe (aus einem DAC mit
> VRef=3.3V) anlegen und der Drops ist gelutscht.

Das ist die aktive Lösung. Das war mein erster Ansatz.

Der große Nachteil dabei:
Schrödingers Katze ist jetzt tot. Messverstärker fangen dann an zu 
spinnen, weil die Impendanz und andere Einflussgrößen nicht stimmen.

Kurzum:
Da geht die Messung schief.

=> Es braucht eine passive Lösung!

Im schlimmsten Fall ein Poti der von einem Servo gesteuert wird.
#5957863
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Andreas V. schrieb:
> Messverstärker fangen dann an zu
> spinnen,

Was fuer Messverstaerker? Auf keinem deiner Karoblaetter oder sonstigen 
Texten ist ein Messverstaerker erwaehnt.

Andreas V. schrieb:
> ich habe die Problematik beschrieben. siehe oben und Bild. Besser gehts
> nicht.

Das hab' ich heut' frueh nicht geglaubt und ich glaub's jetzt auch 
nicht. Aber ich glaub, es ist mir wurscht.

SCNR,
WK
OP (Firma: IGL) #5957953
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Dergute W. schrieb:
> Andreas V. schrieb:
>> Messverstärker fangen dann an zu
>> spinnen,
>
> Was fuer Messverstaerker? Auf keinem deiner Karoblaetter oder sonstigen
> Texten ist ein Messverstaerker erwaehnt.
>
> Andreas V. schrieb:
>> ich habe die Problematik beschrieben. siehe oben und Bild. Besser gehts
>> nicht.
>
> Das hab' ich heut' frueh nicht geglaubt und ich glaub's jetzt auch
> nicht. Aber ich glaub, es ist mir wurscht.
>
> SCNR,
> WK

Nochmal:
Die Verstärker etc. sind austauschbar. Die haben alle komplett andere 
Werte. Die werden als Blackbox ausgeliefert und sind jedes Mal anders. 
Also ist das keine Konstante.

Wie gesagt:
Ich brauche einen variablen Widerstand mit einigen hundert Kiloohm. Das 
ist das einzige was immer gleich bleibt. Keine Change etwas genaueres zu 
formulieren als das. Was ist an einem Spannungsteiler an 3,3V nicht zu 
verstehen?
Gast #5957971
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Wenn du glaubst, umschaltbare Widerstände zu brauchen, dann verwende 
umschaltbare Widerstände.

Diese Mikrochips sind keine Widerstände, sondern Ersatzschaltungen, die 
sich unter gewissen Umständen ähnlich genug verhalten. Doch ob diese 
Umstände erfüllt sind, können wir nicht wissen. Dazu hast du zu wenig 
Details geliefert.

Da wie du sagst mehr Details nicht verfügbar sind, kann ich Dir nur 
erneut mit Relais oder Schaltern umschaltbare Widerstände zu verwenden.
OP (Firma: IGL) #5958048
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Leute, ich möchte niemanden verärgern, aber jedes Vertärkermodell hat 
andere Eigenschaften. Die einzige Größe die immer gleich bleibt ist bei 
mir die Spannung von 3,3V und der Poti gegen Masse mit einigen 100 kOhm, 
7µA Srtom (siehe deprecated GIF).

Das sind die Größen mit denen ich rechnen kann. Alles Andere ist zu 
speziell. Das Leben ist halt kein Wunschkonzert. Ich muss mit dem 
arbeiten was ich bekomme und das ist halt sehr verschieden.

Ich habe es versucht einfach zu halten, indem ich das Problem auf einen 
Spannungsteiler übertrage. Letzten Endes ist es ja das auch. Die Frage 
ist halt nur ob ich die hohen Widerstände hinbekomme.


=> Eine Möglichkeit ist der Digipoti AD 5241 BRZ mit 1 MegaOhm.
Der hat eine Schrittweite von 3900 Ohm bei 8 bit. (echter ohmscher 
Widerstand)

=> Die andere Möglichkeit wären halt die Relais.(echter ohmscher 
Widerstand)

=> Der LM13700 dürfte laut den Aussagen vorher wohl eher Probleme 
machen, da die entsprechenden Vorraussetzungen nicht stimmen. Ein 
Amplifier sehe ich wohl eher kritisch unter den beschriebenen 
Voraussetzungen. Der hat bestimmt seine Einsatzgebiete.


Was mich noch interessieren würde:
==================================
Wenn sich ein DigiPoti wie ein realer Widerstand verhält und galvanisch 
getrennt ist, dann kann ich ihn auch ohne Weiteres in Reihe schalten 
ohne den Aufwand mit den Betriebsspannungen zu betreiben (siehe Bild 
ReihenschaltungDigiPoti.jpg).

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