Widerstandskombination für 4 parallele Widerstände gesucht

[Paul (Gast)]

Hallo,

ich möchte um Verkabelung und Ports zu sparen 4 Taster an einen ADC Port 
anschliessen. Dazu muss aber auch jede der 16 Kombinationen erkannt 
werden können.
Meine Idee war einen Spannungsteiler 10K / 10K gegen 5V aufzubauen um 
die 2,5V max. ADC Eingangsspannung zu erreichen.
Zum "obenen" Widerstand wollte ich dann 4 Widerstände parallel je Taster 
schalten. Mein Problem ist aber, das ich keine vernünftige Kombination 
erreiche, die weit genug auseinander liegen. Es muss ja auch noch trotz 
Widerstandstoleranz funktionieren.

Die Sache klingt doch eigentlich ganz einfach.

Kann mir jemand mit nem schlauen Tipp weiterhelfen?

Die Formel 1/Rges = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4 ist mir bekannt :-)

Paul

[Parallelwiderstand (Gast)]

Binäre Staffelung sollte passen.
1 - 2 - 4 - 8
Also praktisch einen 4bit-DAU bauen.

[Ottmar K. (wil1)]

...ist doch wirklich nicht zu schwierig...
Angenommen Vref=2046mV
Spannungsteiler (Spannungsangabe ca.)
Vref--|1kOhm|---|1KOhm|---|1KOhm|---|1KOhm|-GND
 |            |         |         |          |
2046mV      1500mV    1000mV     500mV       0V

mfG Ottmar

[MaWin (Gast)]

Ottmar K. schrieb:
> ...ist doch wirklich nicht zu schwierig...

Na ja, deine Schaltung erfoder Taster ohne Massebezug

Vref--|1kOhm|---|1KOhm|---|1KOhm|---|1KOhm|-GND
 |            |         |         |          |
 o            o         o         o
  |            |         |         |
 o            o         o         o
 |            |         |         |
 +------------+---------+---------+-- A/D-Eingang

Paul wollte wohl lieber

     +5V
      |
     1k
      |
      +----+-----+----+----+--- A/D-Eingang
      |    |     |    |    |
     1k    o     o    o    o
      |     |     |    |    |
      |    o     o    o    o
      |    |     |    |    |
      |   R2    R3   R4    |
      |    |     |    |    |
      +----+-----+----+----+--- GND

[Route_66 H. (route_66)]

MaWin schrieb:
> Paul wollte wohl lieber
>

>      +5V
>       |
>      1k
>       |
>       +----+-----+----+----+--- A/D-Eingang
>       |    |     |    |    |
>      1k    o     o    o    o
>       |     |     |    |    |
>       |    o     o    o    o
>       |    |     |    |    |
>       |   R2    R3   R4    |
>       |    |     |    |    |
>       +----+-----+----+----+--- GND
>

Hallo!
So funktioniert das aber nicht. wenn der vierte Taster gedrückt ist, 
können die anderen nicht mehr erkannt werden.
Eher so:

      +5V
       |
      1k
       |
       +----+-----+----+------- A/D-Eingang
       |    |     |    |    
      1k   500   250  125 Ohm
       |    |     |    |   
       o    o     o    o  
        |    |     |    |  
       o    o     o    o   
       |    |     |    |    
       +----+-----+----+------- GND

[Paul (Gast)]

Hallo,

danke für Eure Antworten.

Fast wie MaWin es aufgemalt hat. Ich wollte nur die Widerstände "oben" 
schalten :-)

Paul

[Ernst O. (ernstj)]

Da würde ich doch besser das gute alte r2r Netzwerk bemühen. Großer 
Vorteil: man kommt mit einem Widerstandswert aus, was die Selektierung 
vereinfacht.

http://de.wikipedia.org/wiki/R2R-Netzwerk

[Paul (Gast)]

Hallo,

Jepp! Das mit dem R2R - Netzwerk ist die Lösung. Alles schon mal 
dagewesen :-)

Danke!

Gruß
Paul

[Route_66 H. (route_66)]

Paul schrieb:
> Jepp! Das mit dem R2R - Netzwerk ist die Lösung.

Hast Du denn Umschalttaster?

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Paul schrieb:
> Jepp! Das mit dem R2R - Netzwerk ist die Lösung.

Dafür genügen aber keine gewöhnlichen Taster, sondern du brauchst 
Umschalter. Wenn die zu Verfügung stehen, ist das R2R-Netzwerk die 
perfekte Lösung.

[Paul (Gast)]

Nein hab ich nicht :-(

[Route_66 H. (route_66)]

Route 66 schrieb:
> Eher so:
>
>       +5V
>        |
>       1k
>        |
>        +----+-----+----+------- A/D-Eingang
>        |    |     |    |
>       1k   500   250  125 Ohm
>        |    |     |    |
>        o    o     o    o
>         |    |     |    |
>        o    o     o    o
>        |    |     |    |
>        +----+-----+----+------- GND

Was gefällt dir denn daran nicht?

[Paul (Gast)]

>
> Was gefällt dir denn daran nicht?

Das die Werte zu nah beieinander liegen.

[Route_66 H. (route_66)]

Paul schrieb:
>>
>> Was gefällt dir denn daran nicht?
>
> Das die Werte zu nah beieinander liegen.

Ich persönlich hätte die Werte auch anders gewählt, nur wäre ich bei dem 
Prinzip geblieben.
Ist halt ein bischen Rechenarbeit, die Auflösung des ADU möglichst gut 
auszunutzen, und trotzdem bei Toleranzbetrachtung der Widerstände, keine 
Überlappung zu haben.

Ohne Fleiss kein Preis!

[Peter D. (peda)]

Bei der Parallelschaltung ist der Strom linear, d.h. der Spannungsabfall 
reziprok.
Daher erst den Strom in eine Spannung umwandeln:

      +5V
        +----+-----+----+ 
        |    |     |    |
       10k   20k   40k  80k
        |    |     |    |
        o    o     o    o
         |    |     |    |
        o    o     o    o
        |    |     |    |
        +----+-----+----+------- A/D-Eingang
        |
       1k
        |
       GND

Damit hat man wieder eine fast lineare Spannung.

[Paul (Gast)]

Peter Dannegger schrieb:
> Bei der Parallelschaltung ist der Strom linear, d.h. der
> Spannungsabfall
> reziprok.
> Daher erst den Strom in eine Spannung umwandeln:
> Damit hat man wieder eine fast lineare Spannung.

Das werd ich mal ausprobieren.

Danke für die Antworten!

Paul

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Mit einem zusätzlichen Opamp könntest du auch gleiche Spannungsschritte
erreichen. Die Schaltung im Anhang liefert bei VCC=5V am Ausgang je nach
Tastenkombination die Spannungen 5V·i/32 für i=1..16, also etwa:

0.16V   0.31V   0.47V   0.63V
0.78V   0.94V   1.09V   1.25V
1.41V   1.56V   1.72V   1.88V
2.03V   2.19V   2.34V   2.50V

Die kleinste Ausgangsspannung ist absichtlich etwas größer als 0
gewählt, weil der Opamp ohne negative Versorgungsspannung nicht ganz an
die 0 herankommt. Falls eine negative Versorgungsspannung zur Verfügung
steht, kann man R5 von 15kΩ auf 16kΩ erhöhen und bekommt dann die
Ausgangsspannungen 1V·i/6 für i=0..15, so dass der Messbereich des ADC
voll ausgeschöpft wird.

Die verwendeten Widerstände sind alle aus der E24-Reihe bis auf R2
(60kΩ), den man aus zwei Widerständen mit 30kΩ oder 120kΩ zusammensetzen
muss.

[John (Gast)]

Yalu X. schrieb:
> Paul schrieb:
>> Jepp! Das mit dem R2R - Netzwerk ist die Lösung.
>
> Dafür genügen aber keine gewöhnlichen Taster, sondern du brauchst
> Umschalter. Wenn die zu Verfügung stehen, ist das R2R-Netzwerk die
> perfekte Lösung.

Würden vier mal
PullUp -> Taster nach Masse -> CMOS Inverter
mit einem R2R-Netzwerk funktionieren?

Gruß
John

[Ernst O. (ernstj)]

Meinst du so wie hier:

http://www.dieelektronikerseite.de/Lections/R2R-Netzwerke%20-%20Magische%20Wandlung.htm