Hallo zusammen,
ich möchte Widerstandswerte von 200 Ohm bis 10K Ohm digital einstellen.
Ermittelt werden sollen Werte der E96-Reihe mit einer Toleranz von 2%.
Der Widerstand soll außerdem potentialfrei sein und eine Verlustleistung
von max 0,5W haben (50mA).
Im Anhang ist ein Schaltungsvorschlag mit 2 digitalen Potentiometer
(AD5231http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD5231.pdf)
Könnte die Schaltung so funktionieren? (speziell mit dem Transistor?)
Kann ich an die SPI Schnittstelle z.B. eines ATmega128 bis zu 70 Potis
hängen?
Verträgt der AD5231 die 14V Betriebsspannung?
Gibt es Alternativen zu digitalen Potis? (Auflösung 11-12Bit)
Vielen Dank für die Hilfe im Voraus.
Hi
>Der Widerstand soll außerdem potentialfrei sein und eine Verlustleistung>von max 0,5W haben (50mA).
Hat der AD5231 nicht.
>Verträgt der AD5231 die 14V Betriebsspannung?
Nein.
AD hat einige, wenige digitale Potis, die Spannungen in Höhe vertragen.
Aber deine 50mA wirst du dir wohl abschminken müssen.
MfG Spess
Dominik B. schrieb:
> ich möchte Widerstandswerte von 200 Ohm bis 10K Ohm digital einstellen.
ist möglich !
Dominik B. schrieb:
> Ermittelt werden sollen Werte der E96-Reihe mit einer Toleranz von 2%.> Der Widerstand soll außerdem potentialfrei sein und eine Verlustleistung> von max 0,5W haben (50mA).
Im Datenblatt musst du das schon selbst nachlesen.
Dominik B. schrieb:
> Verträgt der AD5231 die 14V Betriebsspannung?
s. Datenblatt.
Dominik B. schrieb:
> Kann ich an die SPI Schnittstelle z.B. eines ATmega128 bis zu 70 Potis> hängen?
musst im Datenblatt nachlesen ob und wieviele Adressmöglichkeiten die
Bausteine haben.
Dominik B. schrieb:
> Gibt es Alternativen zu digitalen Potis? (Auflösung 11-12Bit)
theoretische ein anderer Baustein - oder wenn du viel löten möchtest
auch ein Sebstbau. Die Bausteine sind nichts anderes als Widerstände
seriell / paralell geschaltet. kann man durchaus nachbauen
Vielen Dank für die Anregungen.
spess53 schrieb:
> Hier> http://www.analog.com/en/digital-to-analog-converters/digital-potentiometers/products/index.html>
Ein 10K Ohm Widerstand mit 10Bit und Spannungsbereich >14V ist leider
nicht dabei.
Vielleicht muss ich die ganze Sache noch mal überdenken und im Notfall
auf den Nachbau der E96 Reihe mit Multiplexer zurück kommen. Wäre aber
eine wirklich unschöne Lösung :/
Dominik B. schrieb:
> Ermittelt werden sollen Werte der E96-Reihe mit einer Toleranz von 2%.> Gibt es Alternativen zu digitalen Potis? (Auflösung 11-12Bit)
Hallo,
das ist ein massiver Widerspruch: 11 Bit Auflösung sind 0.05 %, also 40
mal genauer als 2 % - was denn nun? Vom Aufwand her ist das ein
gewaltiger Unterschied.
Gruss Reinhard
Reinhard Kern schrieb:
> das ist ein massiver Widerspruch: 11 Bit Auflösung sind 0.05 %, also 40> mal genauer als 2 % - was denn nun? Vom Aufwand her ist das ein> gewaltiger Unterschied.
2% von 200 Ohm sind 4 Ohm
-> 10K Ohm / 4 Ohm = 2500 Schritte
=> 11-12Bit
nicht richtig?
Tropenhitze schrieb:
>>..aber weniger Strom. Und auch keine 14V.>> Sind Reedrelais' denn verboten?
Verboten nicht, aber bei der Vielzahl die benötigt würde, ist es auch
eine Kostenfrage
>...aber bei der Vielzahl die benötigt würde,
Wieviel würden denn benötigt? 12? 15? 16?
Jedenfalls schalten sie ohne Übergangswiderstand und auch die
geforderten Ströme und potentialfrei sowieso.
Mit Halbleitern wird es nicht besser, nur schneller und teurer.
Über den Reedrelais-Vorschlag würde ich sehr gründlich
nachdenken!
Da gibt es viele Vorteile:
Die Off/ -On Widerstände von Mosfet-Schaltern machen bei
deiner Anwendeung vermutlich Probleme, besonders bei
kleinen Widerständen, (On) und bei großen (Off)
Und mit den Reed-Relais bist du absolut potentialfrei!
Beachte aber bitte bei den Kontakten (Datenblattstudium)
daß hinsichtlich Strombelastbarkeit/Mindeststrom die Daten
eingehalten werden.
Sonst kann es (eigene Erfahrung) unliebsame Überraschungen geben.
Bezieht sich der Vorschlag des Reedrelais als Ersatz für den Transistors
aus der Schaltung oben? Das wäre auf jeden Fall denkbar.
Problem ist nur, dass ich noch kein digitales Poti mit 10K Ohm, 10Bit
Auflösung und Spannungsbereich >14V gefunden habe
Nein, die Reed-Relais waren eigentlich als "Ersatz" für
die Analog-Schalter in den "digitalen" Potis geacht.
So ein Digitales Poti ist im Prinzip nichts anderes als
eine Reihe Widerstände. Über Analog-Schalter (entsprechend
angesteuert) wird immer ein Abgriff auf den "Schleifer-Kontakt"
geschaltet. Ähnlich dem realen Poti.
Diese Analogschalter sind aber nicht ideal, OFF bzw. ON-Widerstand.
Des weitern sind die "Digitalen Potis" nicht Potntialfrei,
d.h. die Pegel an den "Poti-Beinchen" dürfen die Pegel der
Betriebsspannung/Ansteuerspanung nicht überschreiten und sind
nicht von diesen Spannungen getrennt.
Deshalb würde ich, um sicher Potentialfrei und auch die 14V zu "können"
so ein digitales Poti mit einer Reihe Reed-Relais und Widerständen
aufbauen. Der Aufwand ist mir sehr wohl bewußt! (Ich mache den "Job"
>>30 Jahre) Ob für die gestellte Aufgabe dieser Aufwand nötig ist,
kann ich an Hand der vorliegenden Informationen nicht beurteilen.
Ich hatte aber schon mal einen Fall, da hätte sich ein digitales
Poti angeboten, konnte aber wegen gewisser Randbedingungen nicht
verwendet
werden, so daß doch eine Reed-Relaislösung verwendet wurde.
Ok, das würde bedeuten wenn ich die komplette E96-Reihe zwischen 1K und
10K Ohm abdecken möchte, würde ich 96 Reedrelais plus den jeweiligen
Widerstand benötigen?
Wie wäre es mit einem Motorpoti?
Evtl. Eigenbau mit Schrittmotor und Getriebe.
Geht auch Schiebepoti und linearantrieb.
Einmal eingemessen sollte es exakt genug sein.
hans
spess53 schrieb:
> Hi>> Vielleicht solltest mal verraten, was das eigentlich werden soll.
Ich möchte die Helligkeit einer LED durch einen Vorwiderstand digital
einstellen. Nachdem die exakte Helligkeitsstufe erreicht ist, möchte ich
den genauen Widerstandswert wissen um in einer weiteren Anwendung einen
statischen Widerstand aus der R96-Reihe verwenden zu können
Hi
>Ich möchte die Helligkeit einer LED durch einen Vorwiderstand digital>einstellen. Nachdem die exakte Helligkeitsstufe erreicht ist, möchte ich>den genauen Widerstandswert wissen um in einer weiteren Anwendung einen>statischen Widerstand aus der R96-Reihe verwenden zu können
Da wäre eine programmierbare Stromquelle besser geeignet. E96? Um
merkliche Unterschiede in der Helligkeit zu sehen reicht E24, eher E12.
MfG Spess
Peter Diener schrieb:
> Ich würde eine Spannungsquelle mit einstellbarem Innenwiderstand bauen.> Oder handelt es sich nicht um Gleichspannung bei der Versorgung?
Geht leider nicht, weil das Ganze über die serielle Schnittstelle eines
PC's gesteuert werden soll.
spess53 schrieb:
> Da wäre eine programmierbare Stromquelle besser geeignet. E96? Um> merkliche Unterschiede in der Helligkeit zu sehen reicht E24, eher E12.>
Gut, ich werd mich mal informieren was es an programmierbaren
Stromquellen so gibt. E96 hab ich mir auch nicht ausgedacht, ist ne
Anforderung der Aufgabe.
Vielen Dank für die zahlreichen Hilfestellunge!
Hi
> E96 hab ich mir auch nicht ausgedacht, ist ne Anforderung der Aufgabe.
Dann nimm mal zwei benachbarte E96-Widerstände für eine einer Led. Du
wirst keinen Unterschied merken. Und wer wird E96 als Vorwiderstand für
LEDs einsetzen?
Mf Spess
Schau Dir mal die E-Reihen an. Da kann man durch Kombination von
Widerständen Zwischenwerte einstellen. Du brauchst also deutlich weniger
Reed-Relais, dafür mehr Nachdenken.
Für die Anwendung ein Motorpoti nehmen und dann den naheliegendsten Wert
auswählen sollte das Ganze optimieren. Ich würd aber ein 10k und ein
1kohm Poti kombinieren.
Ich würde einen DAC mit einer nachgeschalteten Stromquelle aufbauen.
Dann misst du noch die Spannung der LED und VCC. Dein Strom I kennst du
ja.
(VCC-V_LED)/I=R
Per Software stellst du den DAC dann so ein, dass (VCC-V_LED)/I deinem
geforderten Widerstand entspricht.
Die Genauigkeit kannst du dir ja mal ausrechnen. Ich denke mal mit einem
16Bit DAC und zwei 12Bit-ADCs solltest du hinkommen.
Einen potentialfreien und digital einstellbaren Widerstand mit
10bit-Auflösung und max. 10kOhm baut man so:
Eine Reihenschaltung folgender (rechnerischer) Widerstandswerte:
10 - 20 - 40 - 80 - 160 - 320 - 640 - 1280 - 2560 - 5120 Ohm
Natürlich genügt es für die E96-Genauigkeit, wenn jeweils der
nächstliegende E96-Wert verwendet wird.
Zu jedem Widerstand wird ein Relaiskontakt parallel geschaltet.
Die SW im µC muß dann nur noch gesagt bekommen, welche Relaiskontakte
auf/zu sein müssen, um den gewünschten Wert zu liefern.
Wem der Aufwand mit 10 Widerständen und 10 Reedrelais noch zu hoch ist,
sollte sich eine andere Beschäftigung suchen.
Es grüßt RainerK
RainerK schrieb:
> Einen potentialfreien und digital einstellbaren Widerstand mit> 10bit-Auflösung und max. 10kOhm baut man so:>> Eine Reihenschaltung folgender (rechnerischer) Widerstandswerte:>> 10 - 20 - 40 - 80 - 160 - 320 - 640 - 1280 - 2560 - 5120 Ohm
Einfach und genial zugleich. Entspricht den Anforderungen und problemlos
erweiterbar auf 11 oder 12 Bit. Danke!
Das Ganze bräuchte ich aber in 30facher Ausführung. Ich schau mal ob ich
32 Kanal Multiplexer finde. Damit könnte ich dann jeweils 3 dieser
Widerstandsreihen ansteuern..
> Ich schau mal ob ich 32 Kanal Multiplexer finde. Damit könnte ich> dann jeweils 3 dieser Widerstandsreihen ansteuern..
Bevor Du anfängst, schwarze Schimmel zu suchen, solltest Du die
Reihenschaltung von RainerK erst einmal verstehen. Scheint ja doch
schwierig zu sein, wenn man dafür Multiplexer braucht.
> Vielleicht muss ich die ganze Sache noch mal überdenken
Ja.
> Ich möchte die Helligkeit einer LED durch einen Vorwiderstand digital> einstellen. Nachdem die exakte Helligkeitsstufe erreicht ist, möchte ich> den genauen Widerstandswert wissen um in einer weiteren Anwendung einen> statischen Widerstand aus der R96-Reihe verwenden zu können
Aua.
Und dafür so einen Aufwand?
Die andere LED hat sowieso eine um mehr als 5% abweichende Flussspannung
und eine bei gleichem Strom um mehr als 20% abweichende Helligkeit.
Selbst wenn du dieselbe LED weiterverwendest, sind durch Schwankungen
der Versorgungsspannung (ein 7805 hat nur 5% Genauigkeit) grössere
Abweichungen zu vermuten.
Der Ansatz, den Vorwiderstandswert ermitteln zu wollen, ist also Unfug,
man müsste zumindest den Strom durch die LED regeln wenn es E96 genau
sein soll (und den eigentlich nich temperaturkompensieren, aber lassen
wir das).
Nun gibt es keinen, aber auch gar keine Grund, warum man nicht den
vollen Strom nehmen sollte, den die LED verträgt, und diesen zeitweise
ausschaltet wenn ma eine geringere Helligkeit haben will. LEDs sind
schnell, das Auge ist langsam, bei 50% an und 50% aus ist die Helligkeit
die halbe.
Vergiss also deinen kompletten Ansatz, nimm einen 220 Ohm Vorwiderstand,
und bau eine PWM Helligkeitsregelung.
Wenn du aus welchem Grund auch immer (absichtliche Farbverschiebung?)
tatsächlich niedrigeren Strom haben willst, regel den Strom so:
digital einstellbare TLV2771 oder anderer >20mA Rail-To-Rail OpAmp
Spannungquelle 0-1.24V ----|+\ LED
z.B. D/A-Wandler | >--|>|-+
MAX531 +--|-/ |
+------------+
50.1 Ohm 1%
|
Masse
>> Ich würde eine Spannungsquelle mit einstellbarem Innenwiderstand bauen.>> Oder handelt es sich nicht um Gleichspannung bei der Versorgung?>Geht leider nicht, weil das Ganze über die serielle Schnittstelle eines>PC's gesteuert werden soll.
Der Innenwiderstand von einem linear geregelten Netzteil lässt sich
einfach über die Gegenkopplung einstellen. Dort fließt nicht viel Strom,
so dass die üblichen digitalen Potis verwendet werden können. Mit
geeignetem Microcontroller ist das durchaus über die serielle
Schnittstelle steuerbar und auch entsprechend potentialgetrennt zu
vielen Einheiten kaskadierbar.
Wieviel darf das denn pro Stück kosten, wenn davon 30 Einheiten benötigt
werden? 300 Reedrelais sind auch nicht gerade günstig.
Den ganzen Digitalteil spart man ja damit auch nicht.
Aber vielleicht lässt sich das Konzept noch weiter vereinfachen.
Müssen die 30 Einheiten zwangsweise potentialfrei zu einander sein?
Wenn ja, bis zu welcher Potentialdifferenz?
Muss zwangsweise eine extern zur Verfügung gestellte Spannungsquelle
verwendet werden, oder dürfen die Testgeräte die Leistung liefern?
Um welche LEDs bzw. welche Leistung bei welcher Spannung geht es?
Ein entscheidender Faktor für den Selbstbau eines digital einstellbaren
Widerstands würde bisher noch nicht erwähnt: Der Strom fließt nur in
eine Richtung!
Daher müssen keine Analogschalter und Widerstände verwendet werden, es
darf auch ein widerstandsgeregelter MOS-FET sein, was deutlich einfacher
ist.
Dann gäbe es noch eine andere Lösung mit echten Widerständen:
Die oben genannte Reihenschaltung braucht für die korrekte Funktion
niederohmige Schalter um die Widerstände zu überbrücken.
Eine solche Kaskade kann man aber auch mit einer Parallelschaltung aus
wenigen Widerständen aufbauen. Die Schalter liegen dann alle auf einem
Potential zusammen, wodurch man FETs verwenden kann. Das wäre nicht ganz
so teuer wie mit Relais und je nach Spannung sogar als IC erhältlich.
Grüße,
Peter
Wie wäre es mit einem Laserdioden-Treiber? Da gibt es welche, die die
ganze Einstell-Mimik bereits onchip haben und per serielle Schnittstelle
konfigurierbar sind.
Nee. Ich wuerd's seinlassen. Die Aufgabenstellung ist idiotisch : E96
Genauigkeit fuer LEDs... Ein 10Bit DAC an einer gesteuerten Stromquelle
scheint mir schon uebertrieben.
Gleicher Tag schrieb:
> Nee. Ich wuerd's seinlassen. Die Aufgabenstellung ist idiotisch : E96> Genauigkeit fuer LEDs... Ein 10Bit DAC an einer gesteuerten Stromquelle> scheint mir schon uebertrieben.
Solche BEITRÄGE (...) sind echt überflüssig. Eine Frechheit, jemandem zu
sagen, er soll seine Idee sein lassen.
Wie sie letzten Endes umgesetzt wird, ist eine andere Frage. Ich sehe
dort aber durchaus Möglichkeiten, das Problem zu lösen.
Gruß
Jobst
Der Ansatz ist ein akademischer Furz. E96 bedeutet 96 Werte pro Dekade,
eine Aufloesung von 2.4% pro Schritt. Ein 10bit DAC bringt 0.1% pro
Schritt. Der ist bedeutend guenstiger. Ein OpAmp mit etwas Dampf (zB
LM675) hintendran und gut ist. Das waeren dann 7 Euro beides. Was sollen
da 180 Widerstaende fuer 2 Dekaden plus Reedrelais ? Auch wenn diese
Teile gratis waeren ist man einen halben Tag am Bestuecken...
>Was sollen da 180 Widerstaende fuer 2 Dekaden plus Reedrelais ?
Das frage ich Dich auch. Was willst Du denn mit so vielen Widerständen?
Eine Widerstandskombination wie sie RainerK vorgeschlagen hat mit ein
paar Reedrelais' kostet auch nur 5€, wenn man nicht in einer Apotheke
einkauft und erfüllt alle Anforderungen an Potentialfreiheit und
Belastbarkeit und ist zudem bipolar.
Gleicher Tag schrieb:
> Ein DAC hat mehr Aufloesung aber weniger Strom. Und auch keine 14V. Was> soll das Ganze ?
Natürlich gibt es DAC die sogar mehr als 14V schaffen, nur dann sind das
keine Output Voltage DACs sondern Output Current DACs.
Dominik B. schrieb:
> Ich möchte die Helligkeit einer LED durch einen Vorwiderstand digital> einstellen. Nachdem die exakte Helligkeitsstufe erreicht ist, möchte ich> den genauen Widerstandswert wissen um in einer weiteren Anwendung einen> statischen Widerstand aus der R96-Reihe verwenden zu können
Es wär schon interessant, was der praktische Hintergrund für eine derart
ungewöhnlich hohe Anforderung ist.
Das Auge ist ein sehr schlechter Sensor für Helligkeitsunterschiede.
Eine 7-Segmentanzeige ist z.B. dann in Ordnung, wenn der
Helligkeitsunterschied zwischen den Segmenten 20% nicht überschreitet.
Und bei den verschiedensten Videokompressionen wird auch geschummelt,
was das Zeug hält.
Peter
Peter Dannegger schrieb:
> Es wär schon interessant, was der praktische Hintergrund für eine derart> ungewöhnlich hohe Anforderung ist.
Kann ich leider nicht begründen. Mir liegt die Aufgabenstellung so vor
und da es offensichtlich Möglichkeiten gibt das zu realisieren spielt
die Sinnigkeit für mich eher eine Nebenrolle
Falk Brunner schrieb:
> So wurden/werden die Chinesen eine Weltmacht!
Darum können die Chinesen auch nur alles nachmachen!
Denken, verbessern, optimieren: Überflüssig.
Dominik B. schrieb:
> Peter Dannegger schrieb:>> Es wär schon interessant, was der praktische Hintergrund für eine derart>> ungewöhnlich hohe Anforderung ist.>> Kann ich leider nicht begründen. Mir liegt die Aufgabenstellung so vor> und da es offensichtlich Möglichkeiten gibt das zu realisieren spielt> die Sinnigkeit für mich eher eine Nebenrolle
Und das ist dein Ernst? Du tust hier ne Menge teils hochpotenter Leute
mit diesem Quatsch beschäftigen?
Wenn du die offensichtliche Möglichkeit kennst, dann realisiere sie!!
WIR sehen nämlich in deinem Verhalten keinen Sinn!
Ich kann dir garantieren, dass die hohe Auflösung aus gutem Grund
gefordert ist. Kann dazu leider keine genaueren Angaben machen, da ich
näher an der Sache (noch) nicht dran bin.
Bin dankbar für jede Hilfe. Warum das als Quatsch tituliert wird, kann
ich nicht ganz nachvollziehen
Sowas genau und hoch aufgelöst zu realisieren dürfte aufwändig und teuer
werden.
Die Firma BURSTER stellt Geräte her (Digistant), die sowas können.
Preissegment zwischen 2000 und 4000€.
Du verrätst immer noch nicht warum das mit (potentialfreien)
Widerständen gemacht werden soll, wo doch eine gesteuerte Stromquelle
genauer und einfacher wäre.
Ich kille jetzt mal die Idee komplett im Keim:
-Ein Vorwiderstand, an dem mehr als 10% der Energie verbraten werden ist
Unfug
(10k Vorwiderstand? Nicht wirklich... höchstens bei <1 mA Strom)
-LEDs ändern ihre Vorwärtsspannung mit der Temperatur, genauestens
ausgemessene Widerstände sind also selbst dann Unsinn, wenn man LEDs mit
bestimmtem, genauem Spannungs-Binning verwendet (was es außerdem nur bei
sehr wenigen gibt und das sind i.d.R. alles High-power-LEDs, die man
üblicherweise aber an einer --- normalerweise getakteten --- KSQ
(Konstantstromquelle) und nicht an einem Vorwiderstand betreibt
-ein genau ausgemessener Widerstand wird nur dann notwendig, wenn über
diesem nur noch wenige 100 mV abfallen sollen, dann aber killt der
Stromanstieg bei höherer Temperatur ruckzuck die LED
-wenn 1V aufwärts am Widerstand abfallen, muss auch der Widerstand nicht
mehr supergenau sein (man sollte den Widerstand aber so wählen, dass
auch bei 80°C an der LED nicht mehr als der zulässige Strom fließt,
meist reduziert sich die Vorwärtsspannung um 2 bis 4 mV pro °C, je nach
LED, sind also von 0°C bis 80°C ggf. 0,32V Unterschied in der
Vorwärtsspannung!)
-LEDs betreibt man daher besser NUR mit KSQs (s.O.)
-Wenn offenbar Firmen, die massenhaft LEDs verbauen nicht wissen was sie
tun, Mitarbeiter beschäftigen, denen das Denken offenbar verboten
wird*), dann wundert mich nicht, dass man allerortens LED-Schilder,
Laufschriften, etc. mit ausgefallenen (gesehen in der Franziskanerstr.
in München, da sind Nähe Rosenheimer Platz an einem Gebäude fest
stehende Texte mit roten LEDs, noch gar nicht so lange, vielleicht 2
Jahre --- die ersten sind bereits hinüber!) oder dunkler gewordenen
(gesehen bei einem "OPEN"-Schild) LEDs bewundern kann
-eine simple lineare 2-Transistor-KSQ kostet ca. 4..5 Cent (2 Cent pro
Transistor und wenige Cent-Bruchteile für die Widerstände) ---
jedenfalls im Bereich bis ca. 100 mA
*) "Denken verboten" scheint leider ein Problem in deutschen Unternehmen
zu sein. Hier wird ja auch eher gefragt: "Müssen wir das unbedingt
anders machen?", sobald mal einer eine neue Idee hat, bzw. diktiert: das
haben wir schon immer so gemacht! ---- Während die Japaner (angeblich)
fragen: "Was können wir anders und besser machen?" ...
Schaltung-2Potis.png
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