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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Folienpotentiometer + Pulldown: Wert "entzerren"


Autor: hans (Gast)
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Ich habe hier einen linearen 5k Folienpotentiometer, den ich per 
ATMEGA168 auslese. Damit ich erkennen kann, ob der Poti gedrückt wird, 
habe ich zusätzlich noch GND über einen 2.2k Widerstand an den 
Eingangspin gelegt. Dadurch ist der Wertebereich den ich messe natürlich 
nicht mehr so wie vorher.

Gibt es einen Formel, mit der ich die Werte wieder entzerren kann?

Vielen Dank,
Hans

Autor: jubatus (Gast)
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Ich kann dir nicht folgen, deshalb rate ich mal...
Belasteter Spannungsteiler?

Autor: hans (Gast)
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… Ich hab mal eine schnelle Skizze gezeichnet. So sieht das aus!

Autor: ROFL (Gast)
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Wenn du mit einer Verzerrung von 0.5% und einer reduzierung des 
Messbereiches um 1% leben kannst würde ich folgendes vorschlagen.

Autor: Hansi Cardell (honsey)
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Perfekt – Dankeschön!

Wie hast du die entsprechenden Werte berechnet, damit ich's nächstes mal 
weiss?

Danke

Autor: ROFL (Gast)
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Im Grunde recht einfach:
Wie "jubatus" bereits richtig feststellte ensteht die Unlinearität durch 
die Belastung deines Potis (=Spannungsteiler) mit dem Pulldown am ADC. 
Diesen brauchst du ja, um ohne Finger ein eindeutiges Signal zu 
erhalten.
Je niederohmiger der Pulldown ist, desto mehr verzerrt es dir die Kurve, 
daher Pulldown möglichst hochohmig -> 1M.

Dann brauchst du ja ein Signal > 0V auch für den Fall, dass dein 
Folien-Poti am untersten Ende gedrückt wird, daher sollte an dem Punkt 
etwas messbares >0V rauskommen.
Dafür sind die 47 Ohm da.
Ich habe mal angenommen, dass du im ungünstigsten Fall einen 8-Bit 
Wandler hast, daher sollte die Spannung am unteren Ende also mind. 
5V/256 = 20mV betragen.
5V/(5000+ 46.998  ) * 46.998 = 46.5mV
Damit bist du also auf der sicheren Seite. Wenn du einen besseren ADC 
hast, kannst du die 47 Ohm noch weiter runtersetzen.
Im Augenblick fehlen dem Messbereich also 46mV, sind bei insgesamt 5V 
ungefähr 1%.

Am stärksten ist die Verzerrung durch den 1M Pulldown etwa in der Mitte 
des Potis.
Wenn du jetzt die Spannung mal mit und mal ohne Pulldown ausrechnest, 
kommst du auf eine Abweichung von ca. 0.13%.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Ich wär so vorgegangen:

Ich hätt mir als erstes die Formel für die Ausgangsspannung bei einer 
bestimmten Fingerposition (von 0 bis 100%) bestimmt. Ist ja im Grunde 
nichts anderes als ein Widerstands-Serien/Reihensschaltung, bei der sich 
die Widerstände in der Serienschaltung je nach Fingerposition verändern.

Dann hätt ich mir ein Excel genommen und eine Tabelle gemacht, bei der 
über diese Formel eine Tabell Position -> Spannung entsteht. Diese Werte 
hätt ich dann in ein Diagramm einzeichnen lassen (X-Achse: Position, 
y-Achse: Spannung). Und dann hätt ich einfach mal ein paar Werte 
durchprobiert, solange bis mir das Diagramm eine einigermassen 
vernünftige Gerade anzeigt.

Autor: ROFL (Gast)
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und warum findest du rumprobieren und excel benutzen besser als kurz 
nachdenken und mit einem bleistift auskommen?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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ROFL wrote:
> und warum findest du rumprobieren und excel benutzen besser als kurz
> nachdenken und mit einem bleistift auskommen?

Weil ich mit dem Excel Diagramm sehen kann, wie die Werte die Form der 
Kurve beeinflussen. Du sagst ja selber

> Je niederohmiger der Pulldown ist, desto mehr verzerrt es dir die
> Kurve,

Welche Kurve? Wenn ich mir das nie aufmale (oder aufmalen lasse), ist 
jemandem der das noch nie gesehen hat gar nicht klar, dass er hier keine 
Gerade mehr hat.

In so einem Fall denke ich wirklich, dass sowas eine gute und lehrreiche 
Möglichkeit ist, durch Probieren rauszufinden, welcher Wert die Form der 
Kurve wie beeinflusst.

Autor: Hansi Cardell (honsey)
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ROFL: Vielen Dank für die gute Erklärung. Ich glaub ich habs verstanden! 
Merci

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