Hey Leute, ich habe aktuell ein Projekt, bei dem ich ein Heizbett ansteuere, um damit einen Wasserbehälter zu erhitzen. Dabei wird die Temperatur des Wassers mit einem PTC gemessen. Der Spannungsabfall am PTC wird mit dem an einem Poti mittels analog Komparator eines Mikrocontrollers verglichen. Soweit so gut, das funktioniert auch alles. Das Problem ist nun, dass nur minimale Änderungen am Poti (im Bereich 1mm) riesige Temperaturunterschiede hervorrufen. D.h. das der Bereich von 20°C bis 120°C so im Verstellbereich von ca. 1,5mm liegt. Ich würde das ganze nun gerne etwas spreizen, stehe aber gerade irgendwie auf dem Schlauch. Hättet ihr einen kleinen Denkanstoß für mich?
Jens K. schrieb: > Hättet ihr einen kleinen Denkanstoß für mich? Du solltest das Problem systematisch angehen. ( ) Liegt es am Schaltungsprinzip? ( ) Entspricht der Aufbau nicht dem Schaltplan? ( ) Ist ein Bauteil defekt, z.B. Kontaktierung im Poti? ( ) Ist der Steueralgorithmus vernünftig? ( ) Liegt ein Programmfehler vor? Ein Außenstehender wird dir ohne genauere Informationen da leider nicht weiterhelfen können.
Man kann 2 Spannungsteiler über Widerstände gewichtet mitteln. Also etwa den groben Wert über 2 feste Widerstände einstellen und dazu dann einen relativ hohen Widerstand zum Schleifer des Potis. Die Poti Enden dann zu den Enden des Spannungsteilers.
Ulrich H. schrieb: > Man kann 2 Spannungsteiler über Widerstände gewichtet mitteln. - Man hat ein Poti (hoffentlich heile und linear). - Man hat einen temperaturabhängigen Widerstand mit einer bestimmten Kennlinie. - Man hat einen Mikrocontroller, der einen Ausgang steuern soll. Da die Temperatur wohl kaum auf tausenstel Grad eingestellt werden soll, scheinen igendwelche Feineinstellschaltungstricks doch arg übertrieben. Kurz: Da stimmt etwas am Konzept/Aufbau nicht.
Okay, ginge vielleicht auch ein Poti mit logarithmischen Verlauf? Da wird der Widerstandsbereich doch auch gespreizt oder?
Je nach PTC ändert sich der Widerstand nicht so viel. Selbst bei einem PT100 oder ähnlich sind es für die 100 Grad noch etwa 25%. Da scheint noch was mit der Schaltung nicht so recht zu passen. Ein linearer Poti ist normal schon richtig - die log Typen sind vor allem für Lautstärkesteller. Die Einfache Lösung ist ein fester Widerstand in Reihe zum Poti und dann ein kleinerer Wert.
Ich verstehe nicht, warum das Problem für dich (Wolfgang A.) so schwer zu verstehen ist: Das Sensorelement liefert mit Spannungen von sagen wir ca. 1,0018V (20°C) bis ca. 1,2V (120°C). Das Poti hängt zwischen 0V und 5V und am Mittelabgriff hängt der Mikrocontroller. Das Poti liefert mir also einen Spannungsbereich von 0V bis 5V (gemessen -> funktioniert). Logischerweise stellt nun der Bereich den das Sensorelement liefert nur einen ganz kleinen Bereich da. Die Frage war nun, wie ich diesen Bereich vergrößere (spreize) und das am besten Schaltungs- und nicht Programmtechnisch.
Okay, dass mit dem Reihenwiderstand werde ich mal ausprobieren. Danke
Wenn du uns die Schaltung mit Bauteildaten zeigst, können wir dir sagen, warum die Schaltung so reagiert. Der PTC hat in dem für dich interessanten Temperaturbereich eine relativ kleine Änderung seines Widerstands. Mit Hilfe von zwei Festwiderständen kann man die Wirkung des Poti in den für dich wichtigen Bereich verschieben. Ohne die Schaltung lassen die sich aber nicht berechnen.
Jens K. schrieb: > Das Sensorelement liefert mit Spannungen von sagen wir ca. 1,0018V > (20°C) bis ca. 1,2V (120°C). Das Poti hängt zwischen 0V und 5V und am > Mittelabgriff hängt der Mikrocontroller. Entweder man packt das Poti so in Widerstände ein, dass es auch zwischen 1.0018V und 1,2V an seinem Mittelabgriff liefert und läßt die Sache über den Komparator laufen oder man läßt den µC auch etwas tun. Die Bahn des Potis würde man dann quasi durch Festwiderstände verlängern, so dass der Schleifer nur über den Bereich von 1 bis 1,2V rutschen kann und zwar vom einen Ende der Poti-Widerstandsbahn bis zum anderen. Das Ohmsche Gesetz und die Grundlagen zur Serienschaltung von Widerständen sind dein Freund. Alternativ hat der µC vielleicht (Hint, hint!) auch einen ADC. Dann könnte er die 0..5V vom Poti bei passender Referenzspannungswahl messen und falls er vielleicht sogar noch einen zweiten ADC-Mux-Eingang hätte, die vom PTC abgeleitete Spannung ausreichend genau digitalisieren. Den Rest könnte der µC rechnen. Who knows.
Oh, da sind ja ein paar Daten! Also: PTC liefert 1,0 bis 1,2 Volt für 20° bis 120° Poti liefert 0,0 bis 5,0 Volt Dein Poti muss also 1,1 Volt in Mittelstellung liefern und sagen wir mal 0,9 ... 1,3 Volt überstreichen. Das heißt: U_R+ = 5 V - 1,3 V = 3,7 V U_Poti = 0,4 V U_R- = 0,9 V Spannungen verhalten sich wie Widerstände, also brauchst du als R+ einen Widerstand von 3,7/0,4 = 9,25 * Poti und als R- einen Widerstand von 0,9 / 0,4 = 2,25 * Poti Dann schaltest du von 5 V den R+ zum einen Ende des Potis und vom anderen Ende den R- nach Masse. WENN du denn die genau passenden (!) Widerstände erwerben kannst. Beispiel - Poti = 5 kOhm R+ = 5 k * 9,25 = 46,25 kOhm R- = 5 k * 2,25 = 11,25 kOhm Kaufen kannst du aber nur 47 kOhm und 11 kOhm +/- 5% Dein Wunschbereich ist aber 0,2 V / 5 V = 4% Fällt dir was auf? Grundsätzlich ist also dein PTC schon mal schlecht gewählt, wenn du solche engen Einstellbereiche hast! Mit einem KTY81-110 und einem Vorwiderstand von 1,2 kOhm hättest du für 20°...120° eine Spannungsänderung von 2,2 auf 3,0 Volt. Also 4-fache Messempfindlichkeit! Damit ließe sich eher was anfangen.
Jens K. schrieb: > Ich verstehe nicht, warum das Problem für dich (Wolfgang A.) > so schwer zu verstehen ist: Nicht das Problem ist so schwer zu verstehen, sondern Dein verkorkster Lösungsansatz. > Das Sensorelement liefert mit Spannungen von sagen wir > ca. 1,0018V (20°C) bis ca. 1,2V (120°C). Das Poti hängt > zwischen 0V und 5V und am Mittelabgriff hängt der > Mikrocontroller. Das Poti liefert mir also einen > Spannungsbereich von 0V bis 5V (gemessen -> funktioniert). Wir halten fest: Poti --> 5V Hub; Sensor --> 0,2V Hub. > Logischerweise stellt nun der Bereich den das Sensorelement > liefert nur einen ganz kleinen Bereich da. Logisch. > Die Frage war nun, wie ich diesen Bereich vergrößere (spreize) > und das am besten Schaltungs- und nicht Programmtechnisch. Das Ziel ist also, Poti-Stellbereich und Sensor-Hub in Übereinstimmung zu bringen. Dafür gibt es, wie gründliches Nachdenken zeigt, grundsätzlich zwei Lösungsansätze: Einen i.d.R. schlechten, der darin besteht, den Poti-Stellbereich auf 0.2V zusammenzuquetschen. Das geht mit Reihenwiderständen am Poti; das ist die von Dir gewählte Lösung. Der bessere Lösungsansatz ist, das Sensorsignal von 0,2V auf den Bereich 0V...5V zu dehnen. Das ist das, was der Rest der Welt mit den Normsignalen (0-10V; 0-20mA usw.) macht; die Lösung dafür wäre seit 100 Jahren eine Messbrücke mit OPV.
Possetitjel schrieb: > Einen i.d.R. schlechten, der darin besteht, den Poti-Stellbereich > auf 0.2V zusammenzuquetschen. Das geht mit Reihenwiderständen am > Poti; das ist die von Dir gewählte Lösung. > > Der bessere Lösungsansatz ist, das Sensorsignal von 0,2V auf den > Bereich 0V...5V zu dehnen. Das ist das, was der Rest der Welt mit > den Normsignalen (0-10V; 0-20mA usw.) macht; die Lösung dafür > wäre seit 100 Jahren eine Messbrücke mit OPV. Warum ist ersterer deiner Meinung nach der schlechtere Lösungsansatz? Sehe ich nicht. Er ist einfach und effektiv.
1 | 5V ---+ |
2 | | |
3 | +-+ |
4 | | | |
5 | 18K | | |
6 | +-+ |
7 | | 1.2V |
8 | +-+ |
9 | | | |
10 | 1K | | <-----+----o REF |
11 | | | | |
12 | +-+ | |
13 | | 1.0V | |
14 | +-+ --- |
15 | | | --- 100nF |
16 | 4.7K | | | |
17 | +-+ | |
18 | | | |
19 | GND -+--------+ |
:
Bearbeitet durch User
Pummel schrieb: > Kaufen kannst du aber nur 47 kOhm und 11 kOhm +/- 5% Das war im vorigen Jahrtausend. Heutzutage sind eigentlich Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz Standard (z.B. METALL 4,70K bei Reichelt oder 418331-62 bei Conrad)
So wie ich den TE verstanden habe geht er mit dem Mittelangriff des Potis direkt auf den Mikrokontroller, also vermutlich auf den Eingang eines DACs, welches im Mikrokontroller sitzt.. Der DAC hat aber nicht einen Eingangsspannungsbereich von 1,1V-1,3V sondern garantiert größer. Es macht absolut keinen Sinn mit Hilfe von dem Poti in Reihe geschalteten Widerständen den Stellbereich auf 1,1V-1,3V zusammen zu quetschen, da man die Bitbreite des AD-Wandlers dann nicht ausnützt. Vielmehr sollte man den Stellbereich des Potis auf den Gegebenheiten des Mikrokontrollers anpassen. Ralph Berres
Ralph Berres schrieb: > da man die Bitbreite des AD-Wandlers dann nicht ausnützt. Es wird gar kein AD Wandler benutzt. Der TE hat zwar den benutzten Chip nicht genannt, redet aber vom 'Analog Komparator'. Ich stimme dir aber zu, das bei solch einem wackeligen Aufbau, wo es um ein paar dutzend µV geht, die Störungen durch minimale Spannungsänderungen einfach zu hoch sind, es bietet sich also ein Messverstärker für den Sensor an. Damit sind die Schaltschwellen deutlich sauberer.
wartemal schrieb: > 10 Gang Poti Overkill... ;-) Ansonsten (wie schon geschrieben wurde) bei Analogkomparator Reihenwiderstände an Anfang und Ende vom Poti oder bei Controller Sensorsignal verstärken. Das kann man auch bei analog machen.... Old-Papa
Wenn Du auf dem ''Schlauch'' stehst ist das die treffende Lösung für den Nichtfachmann.
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