hallo leute ich habe folgendes problem: gegeben ist eine "blackbox" an der ich nix ändern kann, dort drin ist ein microcontroller mit analogem eingang an einem spannungsteiler 510 ohm zu x. x wird herausgeführt und kommt an einen poti mit ebenfalls 510 ohm. ich möchte nun dieses poti möglichst einfach durch einen microcontroller ersetzen. es fließen maximal 10mA. wie kann ich das realisieren? ich steh grad aufm schlauch. ich hatte mit überlegt bei poti=510ohm fallen über diesen 2,5V ab bei 255ohm=1,25V usw. einfach eine spannung anlegen bringt aber nix. wie löse ich das nun?
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Markus B. schrieb: > einfach eine spannung anlegen bringt aber nix. Wie kommst du zu dieser Annahme?
ich hab mit meinem labornetzteil versucht z.b. 1.5V draufzugeben, dann kommen aber 2.5V aus der blackbox.
510Ohm ist recht niederohmig, digitale Potis kenn ich jetzt nicht unter 1k, na ja, vielleicht 10 parallel schalten. Einfacher dürfte da ein (PWM/Analogausgang/D/A-Wandlerausagng) sein den man mit einem OpAmp so verstärkt, daß er die 510 Ohm glatt überfährt, also bis 10mA nach Masse ableitet. So was wie ein TS922.
Verschiedene Widerstände mit jeweils einem Transistor nach Masse schalten lassen. Ansteuerung der Transistoren (über jeweils einen Basisvorwiderstand) von den Ports eines µC.
Oder z.B. 51 Ohm von EINEM Transistor mit variabler PWM aus dem µC steuern. Ein Glättungs-C ist dabei hilfreich.
Quatsch. 510 Ohm zwischen YE und BR. C = etliche µF parallel dazu. pnp-Transistor mit C nach YE, E nach BR, B über 10 kOhm zum PWM-Ausgang eines µC. Bei passender PWM-Frequenz und Variation des PWM-duty-cycle kann das Poti perfekt simuliert werden!
Moin!
1 | YE ---+--------------------, |
2 | | | |
3 | | _______ | |
4 | '-|| | | | |
5 | ->|| | + |-' |
6 | |-||_______| R2R | |
7 | | | | OPAMP | |
8 | | | | - |-+----[R]-----[0-2,5V oder PWM] |
9 | | | |_______| | |
10 | | | | |
11 | | '------|C|----' |
12 | | |
13 | BR ---+-------------+------------ |
14 | | |
15 | GND |
Markus B. schrieb: > ich hatte mit > überlegt bei poti=510ohm fallen über diesen 2,5V ab bei 255ohm=1,25V > usw. Falsch überlegt. Bei 255Ω = 1,67V Gruß Jobst
Markus B. schrieb: > ich hab mit meinem labornetzteil versucht z.b. 1.5V draufzugeben, dann > kommen aber 2.5V aus der blackbox. Das heiß nur, dass dein Labornetzteil keine Strom aus dem angeschlossenen Gerät aufnehmen kann. Dafür ist es i.d.R. auch nicht konstruiert. Belaste dein Labornetzteil mal mit einem 50Ω Widerstand und dann probiere es nochmal. Dann sollte es bis herunter zu 0.5V klappen.
Michael schrieb: > Das heiß nur, dass dein Labornetzteil keine Strom aus dem > angeschlossenen Gerät aufnehmen kann. Das hatte ich auch zuerst gedacht, aber rechne mal: - Strom = 0: Spannung müsste 5V sein - bei den gemessenen 2,5V müsste der Strom schon 2,5V/510R=4,9mA sein. Das passt eigentlich noch nicht. Aber messen mit einer Last am Ausgang wäre bestimmt nicht schlecht. Andere Idee: vielleicht liefert die Black-Box Pulse oder irgend was komisches. Dann ist eine kapazitive Last zumindest ungünstig. Kannst Du (Markus) das Signal mit einem Oszi messen? Gruß Dietrich
Bernd schrieb: > Quatsch. > > 510 Ohm zwischen YE und BR. > C = etliche µF parallel dazu. > > pnp-Transistor mit C nach YE, E nach BR, > B über 10 kOhm zum PWM-Ausgang eines µC. > > Bei passender PWM-Frequenz und Variation > des PWM-duty-cycle kann das Poti perfekt > simuliert werden! hey danke, das könnte funktionieren, ich werde aber wohl nen mosfet nehmen, da ich schon sehr nah an 0 ohm kommen muss und nen transistor ja nicht so gut leitet
Und gibt es da auch irgendwelche Formeln, um den Wert genau bestimmen zu können? Nicht, dass ich anzweifle, dass 1/10 gut genug ist, aber ich greife nur ungern irgendwelche Werte aus der Luft. Selbst die entsprechenden Wikipedia Artikel erwähnen nur die typischen Werte für 5V ohne Informationen über die Berechnung zu liefern :(.
Jobst M. schrieb: > Moin! > >
1 | > YE ---+--------------------, |
2 | > | | |
3 | > | _______ | |
4 | > '-|| | | | |
5 | > ->|| | + |-' |
6 | > |-||_______| R2R | |
7 | > | | | OPAMP | |
8 | > | | | - |-+----[R]-----[0-2,5V oder PWM] |
9 | > | | |_______| | |
10 | > | | | |
11 | > | '------|C|----' |
12 | > | |
13 | > BR ---+-------------+------------ |
14 | > | |
15 | > GND |
16 | > |
> > Markus B. schrieb: >> ich hatte mit >> überlegt bei poti=510ohm fallen über diesen 2,5V ab bei 255ohm=1,25V >> usw. > > Falsch überlegt. Bei 255Ω = 1,67V > richtig, hab nciht wirklich nachgedacht. dein schaltbild kapiere ich nicht, was soll das ganz links denn sein, ein n-kanal mosfet? sollen R und C ein RC glied für die pwm sein oder hat das ne andere funktion? welche größenordnung müssen die haben? ich habs versucht in microcap mit einem TS912 zu simulieren, kommt aber nix bei raus. soll parallel zu dem fet noch der 510 ohm widerstand? die geschichte mit dem transostor parallel zum widerstand hab ich versucht geht aber nicht bis 0 runter.
Warum wollt ihr da immer eine Spannung reinpusten?
Markus B. hat doch nach einer Simulation des Potis
mit einem µC gefragt.
YE --+-----+----+
| | | n-MOSFET
| | | +--------
=== | '-|| |
--- | | ->|| ---- |
10µF| | | |-||-- ----| PWM-Ausgang des µC
| | | | ---- |
| | | | R330 |
|R510 | | |
| | | +--------
| | | |
| | | |
BR --+-----+----+---------------+------
|
GND
R510 ist der Max-Wert des Potis.
Ein PWM-duty-cycle = 100% wirkt wie 0 Ohm,
ein PWM-duty-cycle = 50% wirkt wie 255 Ohm,
ein PWM-duty-cycle = 0% wirkt wie 510 Ohm,
der Elko glättet das Signal an YE.
Sein Wert sollte experimentell (Skop?) überprüft werden.
Stimmt - mit einem kleinen Logic-Level-MOSFET
statt eines bipolaren Transistors sollte
es für kleine Ohm-Werte noch besser werden.
Viel Erfolg!
das funktioniert tatsächlich, zumindest in der simulation. ich habe zum glätten 2uF (2uF weils ich die als 1206 SMD kerko da habe) genommen, das sieht schon recht gut aus bei ~32khz pwm (8Mhz + 8bit pwm) zur not nehm ich mehrere in reihe. komischerweise funktioniert es mit einem extrem niergigen RDS NICHT. ich bekomme da nur müll raus. bei etwa 2 ohm RDS funktioneirt das ganze sehr gut und ich bekomme brauchbare werte heraus. nun guck ich mal wie es in der realität aussieht.
2,2 µF mit 0,0x Ohm entladen lässt natürlich kurzzeitig böse Ströme fließen, die zu einigen Kollateral-Störungen führen können... Schaut man hier im "mikrocontroller.net" unter "Elektronik allgemein" mal nach n-Kanal-MOSFETS, fällt mir (als SMD-Allergiker) der BS108 im TO-92 ins Auge mit RDS-On ~ 5 Ohm. Viele Potis gehen auch nicht bis 0 Ohm...
Mahlzeit, wieder da. Markus B. schrieb: > dein schaltbild kapiere ich nicht, was soll das ganz links denn sein, > ein n-kanal mosfet? Jopp. > sollen R und C ein RC glied für die pwm sein oder hat das ne andere > funktion? welche größenordnung müssen die haben? R und C sind Tiefpass/Integrator/Gegenkopplung des OPs. Größenordnung langsam. Also träge genug für Deine PWM. > ich habs versucht in microcap mit einem TS912 zu simulieren, kommt aber > nix bei raus. Hmmm ... ich habe es schon mal real aufgebaut. Hat funktioniert. Frag mich aber bitte nicht mehr nach dem OP. > soll parallel zu dem fet noch der 510 ohm widerstand? Kannst Du als fallback einbauen. Im Betrieb sollte er aber ausgeregelt werden. > die geschichte mit dem transostor parallel zum widerstand hab ich > versucht geht aber nicht bis 0 runter. Kommt auf den FET an. Einer der bei Betriebsspannung des OPs (5V?) recht gut durchsteuert wäre nicht verkehrt. Gruß Jobst
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danke an alle die für die lösung geholfen haben da das problem was ich hatte regelmäßig auftaucht aber nie ordentlich dokumentiert wurde, möcht ich das hier mal tun. splan.gif enhält meinen schaltplan wie ich ihn verwendet habe, der 510 ohm widerstand parallel zum fet hab ich nicht verbaut. verdendet hab ich den opv LMV321 RS: 738-5305 http://de.rs-online.com/web/p/operationsverstaerker/7385305/ und den mosfet DMG3420 RS: 751-4092 http://de.rs-online.com/web/p/mosfet/7514092/ der schafft 5 ampere, das reicht für die meisten anwendungen diagramm.gif zuerst simuliert in microcap pwmfrequenz: 976Hz (1Mhz µC, 10bit pwm) mit RC von 30kohm und 2.2µ ist der ripple minimal. aber in der realität zeigte sich das die schaltung schon ohne! rc glied funktioniert (dann fiept es allerdings mit 1khz) deswegen hab ich das zugunsten der grenzfrequenz abgeändert die sprünge sind recht genau 50pwm-steps x-achse: zeit bis 2 sekunden y-achse: widerstand bis 510 ohm in der praxis funktioniert das ganze trotz des grossen rippels ohne probleme. platine.jpg so sieht das aufgebaut aus, schön klein. die drähte die weggehen sind übrigens 0.5mm trechner.jpg wie man schon in der simulation sieht ist das ganze nicht linear. das diagramm ist enstanden auf basis von messwerten in der schaltung ist ziemlich exakt eine quadratische funktion. der graph ist ausgerechnet, die kreuze sind die messwerte. x-achse: widerstand y-achse: pwm-wert
Na bitte :-) Funktioniert also genau so, wie von mir beschrieben. Schön, ein Feedback zu bekommen! Markus B. schrieb: > wie man schon in der simulation sieht ist das ganze nicht linear. Naja, mit der Eingangsspannung/PWM stellst Du die Spannung am Ausgang ein. Quasi ein Spannungsteiler, wo man die Ausgangsspannung vorgibt und der untere Widerstand stellt sich danach ein. Das kann man in Deinem Fall mit Ue = Rx * 5V/(Rx+510Ω) ausrechnen. Rx ist der Widerstand der erzeugt wird, Ue ist die Steuerspannung. Gruß Jobst
gut ich hab das ganze mal umgestelt:
das erklärt auch warum der widerstand über 2.5V durch die decke geht aber eine quadratische funktion ist das doch nicht oder?
Markus B. schrieb: > aber eine quadratische funktion ist das doch nicht oder? Nö. Das war ja auch nur Deine Vermutung. ;-) Eine Parabel würde immer weiter ansteigen. Deine Kurve ist unten bei 0V mit 0Ω und oben bei 5V mit einem unendlich großen Widerstand zu Ende. Darüber und drunter würden negative Werte und weiterer Blödsinn herauskommen. Bei einem Spannungsteiler kann man mit der Ausgangsspannung einfach nicht über bzw. unter die Betriebsspannungsgrenzen kommen. Es ist im übrigen eine Hyperbel. Gruß Jobst
gut, die oben gennante formel stellt den zusammenhang dar zwischen steuerspannung und widerstand. da ich ja aber sowohl in der simulation, alsauch real eine nichtlinearitär drin habe muss der zusammenhang zwischen meinen pwm steps und dem ausgangswiderstand nicht linear sein. die oben ganannte formel kann also für diese anwendung nicht stimmen (auch wenn sie prinzipiell stimmt) weil ja der zusammenhang zwischen pwm steps und erzeugter spannung linear ist. ich gehe davon aus das die abweichung also auf die opv-fet geschichte zurückzuführen ist. wieauchimmer ich brauche nun eine formel mit der ich den zusammenhang zwischen pwm step und widerstand darstellen kann. ich bin in meinem wertebereich von einer quadratischen funktion ausgegangen, aber es ist wohl eine e-funktion. in meinem wertebereich ist die abweichung von beiden aber aber gering. für die praktische anwendung interessiert mich: welchen pwm wert muss ich einstellen um den-und-den widerstandswert herauszubekommen. vielleicht kann man das auch ausrechnen, ich habe jetzt einfach mal 2 werte gemessen. also zweimal pwm-wert und zugehöriger widerstand nun bekommt man eine formel raus mit der man alle zwischenschritte interpolieren kann die definiert ist mit:
wobei
und
ich hoffe es hilft wem.
Markus B. schrieb: > da ich ja aber sowohl in der simulation, alsauch real eine > nichtlinearitär drin habe muss der zusammenhang zwischen meinen pwm > steps und dem ausgangswiderstand nicht linear sein. Die Formel ist nicht linear, es ist eine Hyperbel - wie ich schon schrieb. Gruß Jobst
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