Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Position von Lautstärke Poti "extern" messen - nicht mit dem selben Poti


von JackiPacki (Gast)


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Hallo Leute,

ich habe ein Lautstärke Poti, dessen beide Kanäle für das Signal genutzt 
werden. Jetzt will ich aber über ein paar LEDs anzeigen, auf wie laut 
das Poti gedreht ist, also im Prinzip den Winkel messen. Dazu kann ich 
natürlich nicht mehr den Abgriff des Potis verwenden (wie man das sonst 
natürlich machen würde), weil der ja schon für das Signal verwendet 
wird.

Wie könnte man das Problem lösen?
Meine erste Idee ist, mit zwei Zahnrädern die Drehung auf ein zweites 
(billiges) Poti umzuleiten und dann daran die Spannung messen.
Meine zweite Idee ist, an der Welle vom Pot eine Scheibe mit einem Gray 
Code zu befestigen. Da ich den Winkel von 0-300 Grad in etwa 50 Stufen 
messen will würde eine 6Bit Graycode Scheibe reichen, aber das dürfte 
schon recht aufwendig werden, weil dann alles genau passen muss und 
mehrere Reflexlichtschranken benötigt werden usw. .
Drittens könnte ich statt ein zweiläufiges Poti ein Quad-Poti kaufen, 
von dem dann eines der zwei überbleibenden Potis als 
Winkel-zu-Spannung-Geber zweckentfremdet wird. Da ich aber ein 
einigermaßen hochwertiges Poti (ALPS RK27112-LOG50K) verwenden will wäre 
das dann halt schon wieder teuer. Außerdem müsste man dann das 
logarithmische ausgleichen, und ob das mit einem linearen ADC geht, weiß 
ich nicht, und ist schon per Design eine Krücke.

Die Rahmenbedingungen sind also, dass die Genauigkeit nicht so groß sein 
muss (300°/50 Stufen = 6°/Stufe) und es sollte einigermaßen günstig sein 
(obere Grenze ist die Quad Poti Schranke). Außerdem sollte noch der 
absolute Winkel messbar sein (also nicht nur relativ, sodass nach dem 
Aus- und Anmachen nicht der alte Wert gespeichert/geladen werden muss 
und wenn dann da was schief geht, dann wirds über die Zeit immer 
falscher usw.).

Gibt es da eine "elegante" Lösung?
Oder gibt es ganz andere Vorschläge?
Vielen Dank und alles Gute,
JackiPacki

von Tr (Gast)


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Hi,
ich habe mal einen Winkelsensor mit Magnet gesehen. Der braucht nur 
einen kleinen Rundmagnet am Ende der Welle und gibt dann den Winkel 
digital aus. (Also kein simpler Hallsensor o.ä.)
Allegro oder Infineon machen sowas, schau da mal. Oder bei Sparkfun, die 
haben diverse Sensoren auf kleinen Platinen.

von Tr (Gast)


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von Mani W. (e-doc)


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JackiPacki schrieb:
> ich habe ein Lautstärke Poti, dessen beide Kanäle für das Signal genutzt
> werden. Jetzt will ich aber über ein paar LEDs anzeigen, auf wie laut
> das Poti gedreht ist, also im Prinzip den Winkel messen. Dazu kann ich
> natürlich nicht mehr den Abgriff des Potis verwenden (wie man das sonst
> natürlich machen würde), weil der ja schon für das Signal verwendet
> wird.

Selbst wenn eine Bahn des Poti noch frei wäre, hättest Du dann das
Problem mit einer logarithmischen Kurve...


Wenn Du es schaffst, ein zusätzliches lineares Pot auf die Drehachse
zu bringen, dann kannst Du auch mit einigen Komparatoren oder auch
LM3914/3915 eine Anzeige des Drehwinkels erzielen, ähnlich einem
Wetterhahn...

Im Prinzip würde auch ein mV/Voltmeter als Anzeige eingesetzt werden...

: Bearbeitet durch User
von Noch einer (Gast)


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Rein mechanisch?

Statt 50 einzelnen LEDs einen Leuchtstreifen. So ähnlich wie bei der 
Senderanzeige eines alten Radios zieht ein Skalenseil eine Abdeckung vor 
den Leuchtstreifen.

Das Seil wird um die Achse des Potis gewickelt und über mehrere 
Umlenkrollen geführt. So ähnlich wie hier:
http://www.radiomuseum.org/forumdata/users/133/ReVox_A76_Seil_kl.png

von Mani W. (e-doc)


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Wenn Du die Möglichkeit hast:


Eine kleine Riemenscheibe an der Achse des Lautstärkepoti zu montieren,
dann ein paralleles Poti ebenfalls über Riemenscheibe und beide über
Flachband- oder Zahnriemen verbunden, dann wäre schon ein Drehgeber
eintstanden, der absolut analog arbeiten kann...

von fensterkomparator (Gast)


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Ich habe jetzt irgendwie nicht verstanden, warum du die Spannung am 
Potiabgriff nicht nutzen kannst, um damit eine Reihe von Komparatoren zu 
speisen. Jede Kompatatorstufe schaltet dann eine Led und du veränderst 
das Signal am Poti nicht.

Der Aufwand ist definitiv geringer, als jede mechanische Lösung...

von Planlos (Gast)


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fensterkomparator schrieb:
> warum du die Spannung am
> Potiabgriff nicht nutzen kannst,

Vmtl weil da keine Spannung, sondern leise bis laute Musik anliegt.

von Stefan F. (Gast)


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Ich würde einfach alle LED's ständig leuchten lassen und eine an der 
Poti-Achse montierte Blende schiebt sich zwischen Frontplatte und LED's, 
um je nach Winkel mehr oder weniger LED's abzuschatten.

von Stefan F. (Gast)


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Ich habe noch eine Idee.
Du könntest dem Audio-Signal eine Gleichspannung überlagern und die dann 
für deine LED-Ansteuerung verwenden.
1
                Audio Eingang
2
                    o
3
                    |
4
                   === 1µF
5
                    | 
6
           100k     |     100k log
7
+5V o------[===]----+-----[===]----| GND
8
                            ^
9
                            |
10
                            |
11
+---------------------------+        
12
|
13
|                              10µF
14
+---[Spannungsfolger]---+----||-------o Audio                     
15
                        |
16
                       |~|
17
                       |_| 10k
18
                        |
19
                        +-------------o Zur LED Anzeige
20
                        |               (DC 0..2,5V)
21
                       === 10µF
22
                        |
23
                       GND

Als Spannungsfolger könnte ein OP-Amp dienen.

Das Ausgangssignal ist dann allerdings logarithmisch. Das müsstest du in 
ein lineares Signal umrechnen. Aber Achtung: Diese logarithmischen Potis 
sind nicht einfach nur logarithmisch, wie man sich das aus dem Mathe 
Unterricht vorstellt. Sie haben in der Regel mehrere Segmente, die jeder 
für sich wiederum linear sind. Schau mal ins Datenblatt deines Potis.

Deutlich einfacher wird es, wenn du ein lineares Poti verwendest und auf 
den Spannungsfolger verzichtest.
1
                Audio Eingang
2
                    o
3
                    |
4
                   === 1µF
5
                    | 
6
           100k     |     100k lin
7
+5V o------[===]----+-----[===]----| GND
8
                            ^
9
                            |
10
                            |
11
                        +---+        
12
                        |
13
                        |     10µF
14
                        +----||-------o Audio                     
15
                        |
16
                       |~|
17
                       |_| 10k
18
                        |
19
                        +-------------o Zur LED Anzeige
20
                        |               (DC 0..2,5V)
21
                       === 10µF
22
                        |
23
                       GND



Die Belastung durch den Tiefpass (10k/10µF) wird dann von ganz alleine 
für eine gute Einstellbarkeit der Lautstärke sorgen. Zwar ist dass dann 
weder linear noch logarithmisch, aber trotzdem durchaus brauchbar.

Der DC-Ausgang zur LED Anzeige arbeitet in diesem Fall linear.

von Kurt (Gast)


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Wie dick ist denn die Achse von deinem Poti?
Denn es gibt doch auch Potis, die ein Loch in der Mitte haben.

Gruß

von Fabian (Gast)


Angehängte Dateien:

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Kurt schrieb:
> Denn es gibt doch auch Potis, die ein Loch in der Mitte haben.

Die nennt man dann "kaputt" :-)))

von restmuell (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Ich habe noch eine Idee.
> Du könntest dem Audio-Signal eine Gleichspannung überlagern und die dann
> für deine LED-Ansteuerung verwenden.

Die schöne Lösung hat leider den Nachteil, das man beim Drehen des 
Potis, ein Kratzen hört. Darum versucht man normalerweise immer, die 
NF-Potis gleichspannungsfrei zu halten.

andere, dumme Idee: NF am Eingang und Ausgang messen (gleichrichten), 
Ausgangsspannung durch Eingangsspannung dividieren (zummindest wenn 
Letztere ausreichend hoch ist). Macht einigen elektrischen Aufwand für 
die Gleichrichtung und Verarbeitung (µC mit 2 ADU-Eingängen), erfordert 
aber keinen mechanischen Eingriff am Poti.

mfG

von Tim (Gast)


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restmuell schrieb:
> andere, dumme Idee: NF am Eingang und Ausgang messen

Hat allerdings den Nachteil, daß es nur bei anliegender NF funktioniert. 
Wenn die Musik gerade aus ist oder der Sprecher Luft holt, sieht man 
keinen Drehwinkel...

von restmuell (Gast)


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Tim schrieb:
> Hat allerdings den Nachteil, daß es nur bei anliegender NF funktioniert.
> Wenn die Musik gerade aus ist oder der Sprecher Luft holt, sieht man
> keinen Drehwinkel...

Das meinte ich mit"zummindest wenn Letztere ausreichend hoch ist". 
Unterhalb eines Schwellwertes würde (müsste) ich dann davon ausgehen, 
das sich die Stellung des Potis nicht geändert hat. Falls der TE damit 
leben kann...

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Mittels Kondensatoren und Widerständen kann man sehr wohl das 
Musiksignal und eine Gleichspannung gleichzeitig über ein Potentionmeter 
verstellen und auswerten ...

von Kurt (Gast)


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von JackiPacki (Gast)


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Hallo Leute,

vielen vielen Dank für die vielen Antworten bis jetzt.

Also von einer Mechanik mit Umlenkrollen usw wollte ich gerne absehen. 
Auch ein "Verdeck" für die LEDs möchte ich nicht.
Mit den AMS MAgnetfeldsensoren habe ich schon gearbeitet, die Vorteile 
hier sind, dass sie berührungslos arbeiten und man soviele Runden wie 
man will machen kann. Aber leider müssen sie konzentrisch auf einer 
Welle angebracht werden, und dieses Ende einer Welle habe ich leider 
nicht. Ein Ende ist im Poti, das andere am Lautstärke Knopf.

Die Idee mit der Gleichspannung fand ich sehr gut, aber das mit dem 
Kratzen ist nicht so gut. Wiso passiert das eigentlich wenn man einen 
additiven Gleichanteil hat, bei nur-Wechselspannung aber nicht?

Dann das Verhältnis von Eingangs zu Ausgangsspannung messen auch ne gute 
Idee, aber je geringer das Eingangssignal desto rauschiger wird das 
wahrscheinlich... Aber überleg ich mir.

Die Idee mit den Durchsteckpotis also Hollow-Shaft find ich am besten.
Leider werde ich nicht so richtig fündig sodass ich die Potis
a) einigermaßen beschaffbar ist
b) nach Möglichkeit der Durchmesser passt (6mm)
falls nicht, wie würde ich dann die Welle verjüngen und wieder 
verdicken?
c) bei vielen Through hole bin ich mir nicht sicher, ob die genau das 
sind was ich suche, weil man sie nur von vorne sieht.
Wäre sowas ein Kandidat RK11K112-LIN50K, Reichelt?
Oder der hier, aber da ist der Durchmesser zu klein
http://de.farnell.com/panasonic-electronic-components/ewv-ykxl16b14/linear-potentiometer-10kohm-100mw/dp/2282492

Hat jemand nen konkreten Vorschlag?
Vielen Dank und alles Gute,
Jackipacki

von Stefan F. (Gast)


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Frank E. schrieb:
> Mittels Kondensatoren und Widerständen kann man sehr wohl das
> Musiksignal und eine Gleichspannung gleichzeitig über ein Potentionmeter
> verstellen und auswerten ...

Hatte ich schon vorgeschlagen, aber danach kam auch ein guter Grund, es 
nicht zu tun.

von Stefan F. (Gast)


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> Die Idee mit der Gleichspannung fand ich sehr gut, aber das mit dem
> Kratzen ist nicht so gut. Wiso passiert das eigentlich wenn man einen
> additiven Gleichanteil hat, bei nur-Wechselspannung aber nicht?

Ich nehme an, dass die Widerstandbahn nicht absolut gleichmäßig 
verläuft. Wenn du das Poti in Richtung "lauter" drehst, wird die 
Gleichspannung nicht kontinuierlich ansteigen, sondern auf und ab 
schwanken. Und das wirst du hören können.

von restmuell (Gast)


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JackiPacki schrieb:
> Wiso passiert das eigentlich wenn man einen
> additiven Gleichanteil hat, bei nur-Wechselspannung aber nicht?

Wenn der Betrag der Gleichspannung höher ist, als die Amplitude der 
Wechselspannung, sind die Störgeräusche (bedingt wahrscheinlich durch 
die etwas inhomogene Oberfläche und Verunreinigungen der Widerstandsbahn 
und des Schleifers) anteilmäßig höher. Bei neuem Poti, mit staubfreier 
Widerstandsbahn könnte es vielleicht auch so eine Weile gutgehen. Oder 
Du geht's mit der Gleichspannung so weit wie möglich runter. Eine 
Versuch macht kluch.

von Georg (Gast)


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JackiPacki schrieb:
> Jetzt will ich aber über ein paar LEDs anzeigen, auf wie laut
> das Poti gedreht ist

Ganz dumme Frage: wieso nicht einfach ein Drehknopf mit Zeiger? Einfach 
nur so weil "ich will"?

Georg

von JackiPacki (Gast)


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Georg schrieb:
> Ganz dumme Frage: wieso nicht einfach ein Drehknopf mit Zeiger? Einfach
> nur so weil "ich will"?

Ja genau. Das mit den LEDs hab ich mir in den Kopf gesetzt und überlege 
jetzt wie ich das machen kann.
Weil machen kann man das ja auf jeden fall, aber ich überlege halt, wie 
das am sinnvollsten wäre.

Naja, ich gucke jetzt einfach nach through hole potis bis ich was 
passendes gefunden habe.

Falls jemand ein eingermaßen günstiges Poti weiß, wo man eine 6mm Welle 
durchstecken kann, das wäre mir eine große Hilfe. Wie schon gesagt, 
leider sieht man den meisten Through hole potis nicht an, ob sie für 
mein vorhaben geeignet sind.
Vielen Dank,
Jack

von Harald W. (wilhelms)


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JackiPacki schrieb:

> Also von einer Mechanik wollte ich gerne absehen.
> Auch ein "Verdeck" für die LEDs möchte ich nicht.

Das hätte zumindest den Vorteil, das Potistellung und Anzeige
etwa übereinstimmen. Alle sonstigen Lösungen würden wohl zu
mehr oder weniger grossen Abweichungen führen. Es sei denn,
Du verwendest einen Präzisionsdrehgeber auf der gleichen Achse.

von Mani W. (e-doc)


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fensterkomparator schrieb:
> Ich habe jetzt irgendwie nicht verstanden, warum du die Spannung am
> Potiabgriff nicht nutzen kannst, um damit eine Reihe von Komparatoren zu
> speisen. Jede Kompatatorstufe schaltet dann eine Led und du veränderst
> das Signal am Poti nicht.

Nix verstanden! an den Poti liegt NF und normalerweise sind solche
Pot logarithmisch....


Und es gibt auch keine "freie Bahn", denn der Herste3ller baut nichts
sinnlos ein...

: Bearbeitet durch User
von michael_ (Gast)


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JackiPacki schrieb:
> Georg schrieb:
>> Ganz dumme Frage: wieso nicht einfach ein Drehknopf mit Zeiger? Einfach
>> nur so weil "ich will"?
>
> Ja genau. Das mit den LEDs hab ich mir in den Kopf gesetzt und überlege
> jetzt wie ich das machen kann.

Was willst du denn nun?
Den Drehwinkel der Potiachse oder eine Anzeige über LED, wie laut dein 
Audiosignal ist?

von Mani W. (e-doc)


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Wozu das Vorhaben gut sein soll, entzieht sich meiner Kenntnis...


Wenn ein Lautsprecherpot so oder so steht, dann hört man das auch...


Wozu dann eine Anzeige im Linearbereich?


Zum Spielen oder zwecks Effektbeleuchtung?

von michael_ (Gast)


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Frank E. schrieb:
> Mittels Kondensatoren und Widerständen kann man sehr wohl das
> Musiksignal und eine Gleichspannung gleichzeitig über ein Potentionmeter
> verstellen und auswerten ...

Aber das wäre ja zu einfach...

von Mani W. (e-doc)


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michael_ schrieb:
> Aber das wäre ja zu einfach...

Und auch ein Eingriff ins HiFi-Getriebe...

von michael_ (Gast)


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Höchstens bei esotherischen Hi-Fi Experten.

von Tr (Gast)


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michael_ schrieb:
> Den Drehwinkel der Potiachse oder eine Anzeige über LED, wie laut dein
> Audiosignal ist?

Beides wäre cool: Im Betrieb ein rundes VU Meter und beim Drehen ein 
Zeiger/Balken. Setz also am besten zwei konzentrische Kreise RGB LEDs 
rein und leg das Audiosignal auch zum μC :)

Hast du dich schon auf ein Poti festgelegt? Manche Potis sind hinten 
offen oder haben sogar einen Innensechskant. Damit wäre die Lösung mit 
dem Magnet machbar.
Oder du schummelst, zumindest bei einem Verstärker geht das. 
Encoderscheibe auf die Potiwelle. Beim Einschalten hast du 1-2 Sekunden 
bevor der DC Schutz die Lautsprecher zuschaltet. In der Zeit könntest du 
die NF mit einem kleinen Relais wegschalten und das Poti als 
Spannunsteiler bzw. Absolutwert einlesen. Danach per Encoder relativ 
weiter, z.B. für Drucker gibt es sehr kleine mit hoher Auflösung.

von Tr (Gast)


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michael_ schrieb:
> Höchstens bei esotherischen Hi-Fi Experten.

Nein, auch bei den Normalos. Steht doch alles schon weiter oben. Wenn du 
einen DC Offset über das Poti legst und der Schleifer hat mal nicht 100% 
Kontakt, wird daraus schnell ein AC Impuls aka Kratzen & Knallen.
Eher früher als später wird auch das beste Poti Staub oder Laufspuren 
abbekommen..
Weil ein gut auswertbarer Offset höher als das Eingangssignal sein wird, 
kratzt und knallt es dann entsprechend eindrucksvoll mit allen Folgen 
füt die Lautsprecher.

von JackiPacki (Gast)


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Hallo
Das scheint noch nicht klar zu sein:
Also ich will die Position des Potis (also leise, mittel, laut) mit LEDs 
darstellen. In dem simplen Fall mit einer LED für leise, zwei LEDs für 
mittel und drei LEDs für Laut.
Aber eben mit 50 LEDs. Die Vielheit der LEDs begründet sich daraus, dass 
ich einen langen Streifen aus LEDs betreiben will, der sich möglichst 
unabgehackt verändern soll.
Ich will nicht anzeigen wie laut das Signal tatsächlich ist, also ein 
leiser Ton bei voll aufgedrehtem Poti zeigt trotzdem volle Lautstärke 
an.

an TR: ja das ist eine gute Idee. Das war genau das Problem mit dem 
Offest, aber wie du das beschreibst könnte man das lösen. Das überleg 
ich mir...

Offset im Laufenden Betrieb kommt nicht in Frage wegen Kratzen.

Harald W. schrieb:
> Das hätte zumindest den Vorteil, das Potistellung und Anzeige
> etwa übereinstimmen. Alle sonstigen Lösungen würden wohl zu
> mehr oder weniger grossen Abweichungen führen.

Kleine Abweichungen sind ja egal. Ich will nur, dass wenn ich nach 
rechts drehe mehr LEDs angehen und umgekehrt. Den genauen Winkel will 
ich ja garnicht wissen.  Dazu brauche ich ja nur, dass das Poti naja, 
eine monotone abhängikeit vom Winkel hat, mal mathematisch ausgedrückt. 
Und das kann auch das billigste Poti. Von daher sehe ich da kein Problem

von Mani W. (e-doc)


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JackiPacki schrieb:
> Aber eben mit 50 LEDs. Die Vielheit der LEDs begründet sich daraus, dass
> ich einen langen Streifen aus LEDs betreiben will, der sich möglichst
> unabgehackt verändern soll.

So stellt sich der kleine Franzi das Leben vor...


Oder Jacki...

: Bearbeitet durch User
von Jobst M. (jobstens-de)


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2D Beschleunigungssensor an die Achse kleben.

Gruß

Jobst

von JackiPacki (Gast)


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Jobst M. schrieb:
> 2D Beschleunigungssensor an die Achse kleben.

Stimmt. Auf die Idee bin ich noch garnicht gekommen. Wird nur bisschen 
friemelig weil man dann ja drähte durch die Luft legen muss.

Mani W. schrieb:
> So stellt sich der kleine Franzi das Leben vor...
>
> Oder Jacki...

Ich weiß zwar nicht was das heißt, aber dein Tonfall gefällt mir nicht.

von Jäger des ultimativen Gebastels (Gast)


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Voraussetzung: etwa 3mm der Potiachse sind frei zugänglich (hinter d. 
Gerätefrontplatte).

Auf die Potiachse ein dünnes Band befestigen (kleben, Querloch, ...) 
z.B. MC-Band. (oder Saite)
--> 300 Grad Potiachsdrehung @ 6mm Durchm. ~ 15mm abwicklung.
Das andere Bandende auf ein DMS (Dehnungsmesstreifen) fixieren, dieser 
ev. auf ein leicht federndes Stück (Federstahl, dünnes FR4, 
Verpackungskunstoff, o.ä.) anbringen.
Das noch freie Ende des DMS/Federteils fix einspannen.
--> DMS auswerten.

Mein erster Gedanke war ein Magnet baumeln lassen und per Hallsenseor 
die Höhenveränderung 0/+15mm auswerten - impliziert jedoch Ausrichtng an 
der senkrechten Schwerkraft = unpraktisch.
Die o.g. Feder macht die Konstruktion unabhängig von d. Schwerkraft und 
ohne Magnet stört auch Stahl/Eisen i.d. Nähe nicht.

von Jäger des ultimativen Gebastels (Gast)


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Voraussetzung: im Geräteinnern kann auf die Potiachse eine grosse 
"Skalenscheibe" angebracht werden. (ab ~60mm Durchm.)

Diese mit der Potiachse drehende scheibe muss aus el. isolierendem Mat. 
sein.
Auf den aussersten 10mm der Scheibe kommt dünn Metall drauf, welches auf 
~300 Grad den Ring von Breite 0 bis Breite 10mm belegt (Lautstärkekeil) 
UND so ca. alle 10 Grad unterbrochen ist.
(diese Skalenscheibe könnte also als PCB gefertigt sein: Hartpapier od. 
FR4 mit Kupfersektoren gleichen Winkels aber zunehmender radialer 
Breite).

Statisch fix kommt ein weiteres Stück PCB mit 2 Cu-Flächen, jede auch 
etwa so breit wie die Sektoren auf der Scheibe.
Dieser PCB muss planparallel nahe an der Scheibe sein (isoliert durch 
z.B. Lötstopplack - Berührung ist nicht nötig; au gar kein Fall el. 
Kontakt zur Scheibe)

So: die 2 Cu-Flächen bilden ein Kondensator, dessen Wert ändert 
proportional zu wieviel von den Cu-Sektoren die 2 Flächen überdecken.
--> C auswerten.

So funktionieren die Digitalen Messchieber, die lösen besser auf als 
0.1mm (linear, auf ~150mm) was DIY 10..20x schlechter immernoch f. 
1..5mm reichen sollte, was auf runder Scheibe @60mm Durchm. & 300 Grad 
für 30..150 Einteilungen reichen sollte.

von Rudolph R. (rudolph)


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Das Poti durch einen Drehimpulsgeber und Digital-Potis ersetzen?
Gibt doch auch digitale Lautstärke-Chips.

von Jobst M. (jobstens-de)


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JackiPacki schrieb:
> Wird nur bisschen
> friemelig weil man dann ja drähte durch die Luft legen muss.

Wenn man das nicht möchte, plaziert man daneben noch einen kleinen µC, 
welcher die Stromaufnahme durch einen Royer-Converter moduliert.
Das wird eine 20mm durchmessende Platine mit einem 6mm Loch in der Mitte 
und der Spule für den Royer-Converter schon mit drauf.


Gruß

Jobst

: Bearbeitet durch User
von someone (Gast)


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Das wird ja immer komplizierter hier.
Einfacher ist eine optische Positionserfassung der Achse.
Du baust Dir einen kleinen Kasten um deine Achse. Die Achse, die in 
diesem Kasten steckt, wird (radial) zur Hälfte reflektierend und zur 
Hälfte lichtschluckend angemalt oder beklebt. Wahrscheinlich reicht das 
Bekleben der Achse mit schwarzem Material aus, da sie ja bereits 
reflektiert. Nun trennst du den Kasten in zwei Bereiche, parallel zur 
Achse, damit du in jeder Hälfte auch nur die Hälfte der Achse hast. Mit 
einer LED und einem Phototransistor oder einer Photodiode, die in diesem 
Kasten sitzen und auf die Achse gerichtet sind, kannst du nun mit ein 
Wenig Kalibration das Verhältnis von reflektierendem Teil der Achse zum 
lichtschluckenden Teil der Achse bestimmen. Und das entspricht der 
Drehung. Wenn du es robuster willst, dann baue die Schaltung einfach in 
beiden Teilen des Kästchens auf und verrechne die Werte.
Das ist natürlich ein wenig Gebastel, die Lösung ist aber einigermaßen 
zuverlässig und außerdem sehr kostengünstig.

von Slang (Gast)


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Rudolph R. schrieb:
> Das Poti durch einen Drehimpulsgeber und Digital-Potis ersetzen?
> Gibt doch auch digitale Lautstärke-Chips.

Oder das Poti so lassen wie es ist. Es gibt doch auch 
spannungsgesteuerte Lautstärke- und Klangregel-ICs.

von Jobst M. (jobstens-de)


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someone schrieb:
> Das wird ja immer komplizierter hier.

Scheint so:

> Du baust Dir einen kleinen Kasten um deine Achse.


Gruß

Jobst

von someone (Gast)


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Den Kasten braucht man nicht, er macht das System nur unempfindlicher 
gegen Störungen. Man kann das Licht, das von außen reinkommt, natürlich 
auch per Software rausrechnen. Dann braucht man keine Abschirmung. Der 
kleine Kasten muss nichts tragen, kann also auch aus Pappe sein. Sowas 
baue ich in wenigen Minuten.

von Harald W. (wilhelms)


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JackiPacki schrieb:

> Aber eben mit 50 LEDs.

Also eine Auflösung von 2%. Da ist schon eine gewisse Präzision
nötig. Typische Potis, die man z.B. hinten an die Achse koppelt,
haben 10% Fehler.

>> Das hätte zumindest den Vorteil, das Potistellung und Anzeige
>> etwa übereinstimmen. Alle sonstigen Lösungen würden wohl zu
>> mehr oder weniger grossen Abweichungen führen.

> Kleine Abweichungen sind ja egal.

Eine ständig um mehrere LEDS hin- und herzappelnde Anzeige auch?

> Dazu brauche ich ja nur, dass das Poti naja,
> eine monotone abhängikeit vom Winkel hat, mal mathematisch ausgedrückt.
> Und das kann auch das billigste Poti.

"Monotonie" ist eine Eigenschaft von AD-Wandlern, die mit Einfach-
AD-Wandlern nicht unbedingt gegeben ist. Auch bei Billigpotis
kannst Du das nicht immer erwarten; besonders wenn sie älter werden.

von sigma9 (Gast)


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Meine Lösung:

Mit Photoshop o.ä. einen Kreis mit passendem Durchmesser designen, darin 
Sektoren einzeichnen mit 6 Grad Winkelabstand (d.h. 30 schwarz, 30 
weiss).Das ganze auf dickes Papier ausdrucken, Poti-Achse durch die 
Mitte stecken.
Sektoren und Richtung zählen mittels zweier phasenverschobener 
Reflex-Lichtschranken (IR, störsicher, <1Euro).
Auswertung mit ATtiny: Sektoren zählen, Richtung bestimmen. Sobald sich 
10s nix mehr ändert, den Wert ins EEPROM.
Eventuell noch Kalibrierung mit Endanschlag.
Mit der so digital vorliegenden absoluten Position kannse alles machen: 
LEDs ... ich schicke den Wert periodisch per RS232 raus an den Master-uC 
meiner Anwendung (Spulen-Tonbandgerät).
Genauigkeit völlig aureichend, läuft seit 2 Jahren ohne Probleme.

von spess53 (Gast)


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von Olaf (Gast)


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Die einfachste Moeglichkeit waere vermutlich einfach ein passendes Poti 
zu kaufen. :-D

Sony hatte mal in ihren besseren CD-Playern Motorpotis fuer die 
Lautstaerke drin. (z.B im CDP-990) Das waren Stereopotis mit einem 
Zusatzpoti fuer die Regelung und einem angeflanschen Motor. Damit konnte 
man fuer jede CD die Lieblingslautstaerke abspeichern und der CD-Player 
hat dann beim abspielen das Poti auf die Wunschposition gedreht.
Ich vermute mal in Verstaerkern gab es das auch.

Sollte man eigentlich bei Ebay finden. Aber interessant zu sehen das 
30Jahre alte Technik wieder in Mode kommt. :-)

Olaf

von JackiPacki (Gast)


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Leute, ich freue mich, dass so ein reges Interesse an meinem 
vermeintlich einfachen Problem besteht.
Ich fühle mich so als würden wir wie in Apollo 13 so einen Luftfilter 
aus dem was wir haben entwickeln.

Also f

Jäger des ultimativen Gebastels schrieb:
> Die o.g. Feder macht die Konstruktion unabhängig von d. Schwerkraft und
> ohne Magnet stört auch Stahl/Eisen i.d. Nähe nicht.

Also die Konstruktion könnte den Nachteil haben dass mit zunehmender 
Lauter-Drehung der mechanische Widerstand größer wird, weil die 
Blattfeder zunehmend dagegen hält.
Außerdem wollte ich das mit dem Faden/Band vermeiden, weil ich mich da 
einfach vor fürchte vor Verhedderungen.

Die Idee mit dem Kapazitiven Ding: Also ich denke wir bewegen uns bei so 
einer Konstruktion im sehr unteren Picofarad Bereich und das gruselt 
mich. Hättest du eine Referenz, wo jemand das schonmal gemacht hat? Also 
nicht ein kommerzielles Produkt sondern selber gemacht? Das würde mich 
interessieren.
Ich hatte mal ein Theremin gebaut, wo man auch zwischen Hand und Antenne 
indirekt die Kapazität messen musste und das war ein einziges Grauen...

Rudolph R. schrieb:
> Das Poti durch einen Drehimpulsgeber und Digital-Potis ersetzen?
> Gibt doch auch digitale Lautstärke-Chips.

Hm ja, ich hatte das auch überlegt, aber mein jetztiges Design sieht ein 
einfaches Poti vor und ich wollte meine Konstruktion erstmal 
abschließen, bevor ich sozusagen neue Fässer aufmache. Ich neige dazu 
immer alles auf einmal machen zu wollen, aber jetzt hab ich mir da 
erstmal ne Grenze gesetzt. Aber du hast Recht, in Zukunft wird das einer 
der nächsten Schritte sein.

Jobst M. schrieb:
> Das wird eine 20mm durchmessende Platine mit einem 6mm Loch in der Mitte
> und der Spule für den Royer-Converter schon mit drauf.

Also induktiv fernspeisen (ist das ein Wort?), oh damit hab ich keine 
Erfahrung, hast du da ein Beispiel im Kopf, wo das schonmal jemand 
gemacht hat?

someone schrieb:
> Das ist natürlich ein wenig Gebastel, die Lösung ist aber einigermaßen
> zuverlässig und außerdem sehr kostengünstig.

Ich habs mehrmals gelesen und nicht genau verstanden. Meinst du vom 
Prinzip her: je weiter ich das Poti drehe, desto mehr schwarz wird in 
den "Sichtkontaktbereich" des Senders und des Empfängers gedreht?
Würde dann nicht zu wenig Winkel von der änderung betroffen sein, also 
bei 0Grad ganz weiß aber schon bei 90-120 Grad ganz schwarz, sodass ich 
den restlichen Winkel garnicht erfassen kann?
Hast du ein Bild dass ich mir das besser vorstellen kann?

Harald W. schrieb:
> Also eine Auflösung von 2%. Da ist schon eine gewisse Präzision
> nötig. Typische Potis, die man z.B. hinten an die Achse koppelt,
> haben 10% Fehler.

Ich glaube wir reden ein bisschen aneinander vorbei. Du hast natürlich 
Recht, dass wenn ich den Winkel exakt auflösen wollte, ein Poti nicht 
geeignet ist. Aber ich sage ja auch nur, dass wenn ich das Poti etwas 
nach rechts drehe, dann wird die Spannung die rauskommt (Poti als 
Spannungsteiler) etwas höher. Ob sie genau linear zum Winkel höher wird, 
da gebe ich dir Recht, ist zu bezweifeln. Aber: Sie wird sicherlich 
steigen bei einer Drehung nach rechts. Wenn auch nicht 2% bei einer 
Drehung von 2%. Vielleicht mal 1.5% bei 2% Drehung und dann vieleicht 
wieder 2.5% bei 2%. Aber das ist mir egal solange gegeben ist: 
Rechtsdrehung-> mehr Spannung und umgekehrt.
Das mit dem Flackern der LEDs (also das mal eine mehr, mal eine weniger 
euchtet), das hängt im wesentlichen von der Rippeligkeit der 
Eingagnsspannung ab. Oder meinst du, dass ein Poti, das sich nicht 
mechanisch bewegt/dreht trotzdem seinen Widerstand geringfügig ändert?
Wenn das so wäre hättest du recht.

sigma9 schrieb:
> Auswertung mit ATtiny: Sektoren zählen, Richtung bestimmen. Sobald sich
> 10s nix mehr ändert, den Wert ins EEPROM.
> Eventuell noch Kalibrierung mit Endanschlag.

Ja da war ich weiter oben schonmal drauf eingegangen, dass ich fürchte, 
wenns einmal falsch wird, sich der Fehler immer weiter aufaddiert. Das 
könnte man naürlich mit dem Linksanschlag lösen, sodass immer wenn man 
mal ganz Leise dreht sich das automatisch resetet, wenn tatsächlich mal 
Fehler reinkommen sollten.
Aber cool wenn das bei dir funktioniert, hast du vielleicht ein Bild, 
das ich mir das genauer vorstellen kann?

Olaf schrieb:
> Sony hatte mal in ihren besseren CD-Playern Motorpotis fuer die
> Lautstaerke drin.

Ja das gibts auch für die ALPS Potis, wird dann aber schon wieder teuer. 
Ich glaube bevor ich anfange Motoren in meine Verstärker zu bauen steige 
ich dann doch um auf die Digitalen Potis. Aber wie schon gesagt, so weit 
bin ich noch nicht. Das ist dann Thema für Revision 2 des Verstärkers.
Aber genau auf solche Ideen hatte ich gehofft als ich die Frage gepostet 
habe und auch auf Erfahrungen, wie die diversen Lösungen funktioniert 
haben.

Aber so cool eure Ideen auch sind, ich glaube es werden die Zahnräder 
und das zweite Poti. Vielen Dank für die vielen coolen und ausgefallenen 
Vorschläge,
Jack

von Jobst M. (jobstens-de)


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JackiPacki schrieb:
> Also induktiv fernspeisen (ist das ein Wort?), oh damit hab ich keine
> Erfahrung, hast du da ein Beispiel im Kopf, wo das schonmal jemand
> gemacht hat?

http://www.mikrocontroller.net/articles/Royer_Converter
1
                             |
2
3
                     Stator  |  Rotor
4
              ___________         ______
5
+ o----------|           |__   __|    + |--+----+-------+-------,
6
             | Royer     |  3 E  |~     |  =    |       |       |
7
             | Converter |__3 E__|~     |  T    R       |       |
8
         ,---|___________|       |____-_|--+    |     __|__   __|_____
9
         |                   |             |    C    |     | |        |
10
         |                                 |     B-R-| µC  |-| Sensor |
11
         |      C----> µC    |             |    E    |_____| |________|
12
         +-+---B                           |    |       |       |
13
         | |    E            |             '----+-------+-------'
14
         R C    |
15
         | |    |            |
16
         GND   GND

Ansonsten würde ich mal über einen Resolver nachdenken - sowas:
http://www.ltn.de/produkte/resolver/resolver/?tx_news_pi1[controller]=News&tx_news_pi1[action]=detail&tx_news_pi1[news]=31&cHash=8fe29b0b93914b7ae0160c30be41d959


Gruß

Jobst

von Mani W. (e-doc)


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JackiPacki schrieb:
> Ich weiß zwar nicht was das heißt, aber dein Tonfall gefällt mir nicht.

Egal, entschuldige mich hiermit bei Dir über meinen Tonfall!

von JackiPacki (Gast)


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Jobst M. schrieb:
> http://www.mikrocontroller.net/articles/Royer_Converter

Oh, ich hatte auf der Seite nicht weiter runter gescrollt. Ja das könnte 
ich machen, der Aufwand ist ja  vertretbar. Damit spiel ich dann bald 
mal rum.

Die Resolver sehen ja ultra chic aus, wenn ich mal nen large hadron 
collider baue komm ich darauf zurück:-)

Mani W. schrieb:
> Egal, entschuldige mich hiermit bei Dir über meinen Tonfall!

Alles klar:-)

von Jobst M. (jobstens-de)


Angehängte Dateien:

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So!

Ich habe mal ein wenig geknobelt und da mal etwas vorbereitet ...


Gruß

Jobst

von JackiPacki (Gast)


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Voll genial, lass dir das patentieren! Wie bist du denn auf die Idee 
gekommen?

von Jobst M. (jobstens-de)


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JackiPacki schrieb:
> Wie bist du denn auf die Idee gekommen?

Ich habe mir einfach gedacht: Das muss doch gehen ...

:-D


Gruß

Jobst

von Jäger des ultimativen Gebastels (Gast)


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Jobst M. schrieb:
> Ich habe mal ein wenig geknobelt und da mal etwas vorbereitet ...

Hutab/Verneigung - cleverer Ansatz! :-)

Der Vollkreis ist nun durch 48 geteilt, das poti macht aber nur 300 Grad 
(gar nur 270 Grad?) von 360.
D.h. es bleiben nur 36...40 Teilungen nutzbar.

Nun muss das Sektormuster proportional auf 5/6 resp. 3/4 des Vollkreises 
gestaucht werden und die Sensoren entsprechend näher zusammengerückt 
werden, sodass alle 48 Teilungen für den eff. Potiweg zur Verfügung 
stehen.

Die konstruktionstechnische Aufgabe die Sensoren genau genug anzubringen 
bleibt kniffelig... (selbst bei 6x60 Grad)

von Jobst M. (jobstens-de)


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Jäger des ultimativen Gebastels schrieb:
> Nun muss das Sektormuster proportional auf 5/6 resp. 3/4 des Vollkreises
> gestaucht werden

Das geht nicht.
Dann muss eben mit 7 Sensoren und 96 (?) Positionen gearbeitet werden, 
wenn das nicht ausreicht.


Gruß

Jobst

von Jäger des ultimativen Gebastels (Gast)


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das Sektormuster müsste gestaucht UND partiell wiederholt werden.
Dann aber müssten sich Anfang und Ende "ungleich" überlappen - geht 
natürlich nicht.
Sorry fürs "laute" aber unfertige Nachdenken ;-)

von Jäger des ultimativen Gebastels (Gast)


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2. Anlauf - geht aber auch nicht!

Das Sektormuster 2x auf den Vollkreis anbringen.
Die 6 Sensoren NUR auf den halben Umfang anorden (30 Grad Abstand).

Dies reicht dann NICHT zur Orientierung am Vollkreis, teilt den 
Halbkreis in 48 Schritte.
Jedoch über 300 resp. 270 grad widerholen sich Bitmuster... NoGo!

von sigma9 (Gast)


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@JackiPacki:

Leider kein Foto - habe die Kiste im Moment verliehen.
Aber müsste auch ohne gehen: stell dir eine Torte vor, jedes 2. Stück 
ist weiss, jedes 2. schwarz. Dieses mit einem Durchmesser von ca. 40 mm, 
insgesamt 60 Tortenstücke [das sind die besten Werte für mich, aber na 
klar anpassbar]
Das Ding mittig auf die Poti-Achse gesteckt.

Auswertung mittels 2* ELI TR9904 (Reichelt), Reflex-Sensor.
Diese justierbar montieren (ich hab 2 aufgebogene Büroklammern benutzt)
Justierziele: a. Distanz von der Torte so dass max. Signalhub.
b. Winkel-Pos. relativ zueinander so, dass wenn eine gerade auf der 
Kante schwarz->weiss sitzt, die andere gerade mittig auf schwarz kommt.
Hört sich schlimmer an als es ist: 2 Minuten fummeln mit 2-Kanal-Oszi.
20% Abweichung macht nix, kann man alles per SW in den Griff kriegen.

SW: AD-Wandlung, Offset-Korrektur, Mittelung, Schwellwert-Definition.
Interruptgesteuert. Richtungs-Auswerte-Logik. Ein ATtiny ist damit gut 
ausgelastet, schaffts aber locker.

Das Ganze ist so stabil, dass die Links-Anschlag-Kalibrierung die ich 
eingebaut habe eigentlich unnötig ist (korrigiert lt. Protokoll meistens 
0, manchmal 1, extrem selten 2 Sektoren.)

Hoffe das hilft

von Jobst M. (jobstens-de)


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Hier dann noch das Muster für 7 Sensoren.
Die Ausbeute liegt hier bei 126 Positionen und damit bei ca. 3° 
Auflösung, was eine Positionierung der Sensoren auf ca. 1° erfordert.

111110000000111111111111111111100000000000000001111000000000110000000000 
000111111111111100001111100011111110011100000111110000


Gruß

Jobst

von Jäger des ultimativen Gebastels (Gast)


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Jobst M. schrieb:
> Hier dann noch das Muster für 7 Sensoren.

Wie lautet die Berechnungsgrundlage für solche Muster?
Und "Ausbeute" = f(n) | n: Anz. Sensoren?

oberneugierig

von Jobst M. (jobstens-de)


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Oh, Berechnungsgrundlage ... naja ...

Also ich lasse mir zunächst eine Tabelle mit Binärzahlen der Breite der 
Anzahl Sensoren erstellen.
Diese lasse ich mir gruppieren. Werte, welche die selbe Bitfolge haben, 
werden hintereinander geschrieben.

Also z.B. 0011, 0110, 1100 und 1001 gehören zusammen.

Sieht bei 6 Sensoren so aus:

000000
000001 000010 000100 001000 010000 100000
000011 000110 001100 011000 100001 110000
000101 001010 010001 010100 100010 101000
000111 001110 011100 100011 110001 111000
001001 010010 100100
001011 010110 011001 100101 101100 110010
001101 010011 011010 100110 101001 110100
001111 011110 100111 110011 111001 111100
010101 101010
010111 011101 101011 101110 110101 111010
011011 101101 110110
011111 101111 110111 111011 111101 111110
111111

Die Kombinationen 000000 und 111111 fliegen raus, denn in beiden 
Richtungen wäre die Folge nur ein einzelnes Bit, welches anders ist und 
damit nicht mehr eindeutig (Weil auf der anderen Seite auch)
Ausserdem würde diese Kombination pro Umdrehung Sensoranzahl mal 
auftauchen. Also auch nicht eindeutig.

Die Kombinationen, welche sich nach dem Schieben wiederholen (z.B. 
010101) fliegen ebenfalls heraus. Das sind die Zeilen, die kürzer sind.
Ist die Anzahl der Sensoren eine Primzahl, gibt es diese Zeilen nicht 
und daher ist die Ausbeute größer.

Sensoren
   Gültige Werte
2  4 (Sonderfall, da 00 und 11 mitbenutzt werden können/müssen)
3  6
4  12 (8 Nutzbar)
5  30
6  54 (48 Nutzbar)
7  126
8  240 (keine Ahnung, wie viele nutzbar)
9  504 (keine Ahnung, wie viele nutzbar)
10 990 (keine Ahnung, wie viele nutzbar)
11 2046 (vermutlich alle nutzbar, da Primzahl)


Bleibt folgende Tabelle:

000001 000010 000100 001000 010000 100000
000011 000110 001100 011000 100001 110000
000101 001010 010001 010100 100010 101000
000111 001110 011100 100011 110001 111000
001011 010110 011001 100101 101100 110010
001101 010011 011010 100110 101001 110100
001111 011110 100111 110011 111001 111100
010111 011101 101011 101110 110101 111010
011111 101111 110111 111011 111101 111110

Aus dieser Tabelle darf man sich nun aus jeder Zeile nur eine einzige 
Zahl heraussuchen, welche mit nur einem Bit Veränderung zur vorherigen 
passt.
Nur eine pro Zeile, weil alle Kombinationen mit vorhandensein eines 
Werts an den Sensoren vorkommen.
Ausserdem muss die letzte Kombination mit nur einem Bit Veränderung zum 
ersten Wert passen.
Und auch noch wichtig: Dadurch, dass die Daten anschließend seriell von 
hinten nach vorne (oder umgekehrt) und von oben nach unten in eine Reihe 
geschrieben werden, sollte darauf geachtet werden, dass auch hier kein 
Sprung stattfindet.

Mittlerweile habe ich festgestellt, dass zur Lösung dieses Problems es 
ganz praktisch ist, mit 000011 zu beginnen und mit 000001 zu enden.


Auf! Vielleicht schaffst Du es ja, alle Zeilen unter zu bringen und 
damit 54 Positionen mit 6 Sensoren zu erfassen. Ich denke aber, dass 
immer nur eine gerade Anzahl an Zeilen funktioniert. Denn mit jedem 
Schritt wird nur ein Bit verändert und jedes Bit, welches gesetzt wird 
muss auch wieder zurückgesetzt werden um am Ende wieder auf die 
Anfangskombination zu kommen.


Gruß

Jobst

von JackiPacki (Gast)


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Du hast den neuen Gray Code erfunden. Respekt.
Jetzt müssen nur noch die LEDs im Kreis angeordnet werden.
Aber sehr gute Idee!

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