Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Auswahl Widerstände aus E12 Reihe


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von Tasi D. (tasidevil)


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Hallo,
ich hätte mal eine Frage. In einer früheren Klausur hat mein Prof eine 
Aufgabe gestellt in der man einen Widerstand durch die Verschaltung von 
mehreren Widerständen aus der E12 Reihe darstellen soll. Diese Aufgabe 
gab sehr viele Punkte, was ich schwachsinnig finde.

Habt ihr einen Tipp wie ich die Widerstände schnell ermitteln kann? oder 
muss ich einfach jede Möglichkeit durchgehen...?

von Pandur S. (jetztnicht)


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Dabei sollte man bedenken dass die Widerstaende auch eine Toleranz 
haben. Bei einem 10% Widerstand, das waeren dann E12, zB 100 Ohm, sind 
95% der Widerstaende zwischen 90 und 110 Ohm. Oder so. Der naechste 
Widerstand waere dann bei 120, resp 81, welche bei 10% Abweichung den 
Bereich grad buendig ausfuellen. Es macht also wenig Sinn, nicht 
ausgemessene Widerstande in Serie zu schalten.

von THOR (Gast)


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Tasi D. schrieb:
> Hallo,
> ich hätte mal eine Frage. In einer früheren Klausur hat mein Prof eine
> Aufgabe gestellt in der man einen Widerstand durch die Verschaltung von
> mehreren Widerständen aus der E12 Reihe darstellen soll. Diese Aufgabe
> gab sehr viele Punkte, was ich schwachsinnig finde.

Aufgabe sollte Mathekenntnisse prüfen, was ich sehr sinnig finde.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ich fürchte, die gerundete logarithmische Staffelung ist mathematisch 
nicht einfach als Formel darstellbar.
Für eine sinnvolle Hintereinanderschaltung sollten die beiden Werte etwa 
gleich sein, sonst geht die Ungenauigkeit des größeren stärker in die 
Abweichung ein.

Meine Tabellen sind alle erst gerechnet und dann aufsteigend sortiert:
https://www.mikrocontroller.net/articles/E24-Teiler

von Georg M. (g_m)


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Tasi D. schrieb:
>  oder muss ich einfach jede Möglichkeit durchgehen...?

Wahrscheinlich gemeint ist nicht jede Möglichkeit, sondern immer den 
größtmöglichen Widerstand zu nehmen. (sonst wäre ohne Computer fast 
unmöglich)

Z.B.:
55k = 47k + 6,8k + 1,2k

von Elektrofan (Gast)


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> Für eine sinnvolle Hintereinanderschaltung sollten die beiden Werte etwa
> gleich sein, sonst geht die Ungenauigkeit des größeren stärker in die
> Abweichung ein.
Oder den grösseren Wert mit besserer Genauigkeit nehmen.

von Peter M. (r2d3)


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Tasi D. schrieb:
> Hallo,
> ich hätte mal eine Frage. In einer früheren Klausur hat mein Prof eine
> Aufgabe gestellt in der man einen Widerstand durch die Verschaltung von
> mehreren Widerständen aus der E12 Reihe darstellen soll. Diese Aufgabe
> gab sehr viele Punkte, was ich schwachsinnig finde.

Ich finde die Aufgabe toll. Gerade bei Spezialwiderständen gibt es 
oftmals nur bestimmte Werte und keine vollen Reihen. Nicht immer kann 
man Widerstände nach Maß fertigen lassen.

> Habt ihr einen Tipp wie ich die Widerstände schnell ermitteln kann? oder
> muss ich einfach jede Möglichkeit durchgehen...?

Beides ist möglich. Bei mir erledigt das ein Stück VBA-Code, allerdings
berechne ich damit Spannungsteiler. Die Methodik ist aber übertragbar.

Jede Möglichkeit von Hand durchzugehen, wird bei einer vollen Bestückung 
von 1 Ohm bis 10 MOhm ziemlich mühselig.

Wenn nur Reihenschaltung erlaubt ist, ist das Ganze eine Variante des 
Rucksackproblems.

> Habt ihr einen Tipp wie ich die Widerstände schnell ermitteln kann?

Ich würde erst einmal "Ihr" groß schreiben und ein Komma hinter "Tipp" 
setzen.
Geh' hin und fang an zu spielen. Dann kommt die Idee zur passenden 
Heuristik von alleine.
Es macht schon einen Unterschied, ob der Zielwiderstand ganz groß oder 
ganz klein ist.

Hilfreich ist es, wenn Du Dir mit einer Tabellenkalkulation eine Art 
Hilfsschema bastelt, wo Du mal eben ein paar Widerstandswerte eintragen 
kannst.

von Michael B. (laberkopp)


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Georg M. schrieb:
> sondern immer den größtmöglichen Widerstand zu nehmen.

Nö, die Reihenschaltung mit der kleinesten Anzahl von Widerständen.
(Mit E12 Werten.)

Allerdings ist es blödsinn, bzw. die Aufgabe ist viel klüger.

E12 ist die Liste für Widerstände mit 10% Toleranz.

Egal wie viele E12 Widertände ich zusammensetze, es bleibt bei 10%.

Nur wenn in der Aufgabenstellung explizit erwähnt wird, daß die 
Widerstände z.B. 1% haben, macht es Sinn, eine Kombination zu bilden.

Sonst nimmt man einfach den nächstliegenden Wert und gut is.

von Elektrofan (Gast)


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> E12 ist die Liste für Widerstände mit 10% Toleranz.
Ja, aber oft bekommt man diese Widerstände mit 1% Toleranz.

von Peter M. (r2d3)


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Michael B. schrieb:
> Egal wie viele E12 Widertände ich zusammensetze, es bleibt bei 10%.

Selbst wenn man die Widerstände nicht durchmessen kann, kann man trotz 
10%-Toleranz Widerstände bauen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit eine 
viel niedrigere Toleranz aufweisen.

Ohne die Möglichkeit die Widerstände zu messen, wird die 
Denksportaufgabe anspruchsvoller, aber auch wirklichkeitsferner.

Tip:
Wie waren die ersten Gewichtsnormale definiert?

von Georg M. (g_m)


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Michael B. schrieb:
> Nö, die Reihenschaltung mit der kleinesten Anzahl von Widerständen.
> (Mit E12 Werten.)

Stimmt.
30k = 15k + 15k besser als
30k = 27k + 2,7k + 270 + ...


Ein kleines Computerprogramm wäre sehr hilfreich.

von Peter M. (r2d3)


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Georg M. schrieb:
> Stimmt.
> 30k = 15k + 15k besser als

Nein.
Wenn ich Widerstände nicht ausmessen kann, ist

3*10k besser als 2*15k.

Oder?  :)

von Georg M. (g_m)


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Peter M. schrieb:
> 3*10k besser als 2*15k.
>
> Oder?  :)

Wenn man Freude am Löten hat...

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Peter M. schrieb:
> Wenn ich Widerstände nicht ausmessen kann, ist
>
> 3*10k besser als 2*15k.

Die Streuung ist im ersten Fall kleiner, der maximale Fehler in beiden
Fällen aber der gleiche. In der Praxis ist meist nur der maximale Fehler
wichtig, so dass die zweite Alternative wegen der geringeren Anzahl an
Bauelementen zu bevorzugen ist.

von (º°)·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.· (Gast)


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Ich brauchte mal einen 9 MOhm-Widerstand.
Vorhanden war nur eine Pollintuete mit 2.2 MOhm Widerstaenden.

Daraus eine Probe gezogen und mit Hilfe von ein wenig C:
1
#include <stdio.h>
2
3
double r[]={2.213, 2.228, 2.225, 2.249, 2.239, 2.247, 2.273, 2.27, 2.27, 2.284};
4
5
int main(){
6
int i,j,k,l;
7
8
for(l=0;l<9;l++) {
9
  for(k=l+1;k<9;k++) {
10
    for(j=k+1;j<9;j++) {
11
      for(i=j+1;i<9;i++) {
12
        printf("%5.3lf%2d%2d%2d%2d\n",r[i]+r[j]+r[k]+r[l],i,j,k,l);
13
      }
14
    }
15
  }
16
}
17
return 0;
18
}

Ausrechnen darf es jeder selber.

von Toxic (Gast)


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Tasi D. schrieb:
> Habt ihr einen Tipp wie ich die Widerstände schnell ermitteln kann? oder
> muss ich einfach jede Möglichkeit durchgehen...?

Wenn du einen bestimmten Widerstand benoetigst und ihn durch eine 
Kombination von gegebenen Widerstaenden ersetzen moechtest,weil der 
exakte Widerstand nicht zur Verfuegung steht, dann nimm das portable 
Programm
"ParSer":
http://downloads.dk8pp.de/

von Ordner (Gast)


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Tasi D. schrieb:

> Aufgabe gestellt in der man einen Widerstand durch die Verschaltung von
> mehreren Widerständen aus der E12 Reihe darstellen soll. Diese Aufgabe
> gab sehr viele Punkte, was ich schwachsinnig finde.

In der Industrie wirst du als Entwickler schnell darauf getrimmt, 
möglichst wenig verschiedene Widerstandwerte zu verwenden. Das senkt die 
Produktionskosten, weil man u.a. weniger Feeder bei der Bestückung 
braucht.

Aber natürlich ist es Quatsch jeden Widerstandswert durch "übliche" 
Werte nachzubilden. Genauso wie es Unsinn ist auf einen 79.1 kOhm 
widerstand zu bestehen nur weil der Taschenrechner grad diese Zahl 
ausspuckt. In eine solchen Fall nimmt man den nächstgrößren und den 
nächstkleineren und rechnet durch wie sich der 
Zielparameter/Arbeitspunkt  jeweils verschiebt und entscheidet dann.

von Erich (Gast)


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(º°)·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.· schrieb im Beitrag 
#4894440:
> Ausrechnen darf es jeder selber.

Warum sind 2 Werte der Tabelle nur mit zwei Nachkommastellen ??
(hähä!)

von la Resistenza (Gast)


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>> Diese Aufgabe
>> gab sehr viele Punkte, was ich schwachsinnig finde.
>
> Aufgabe sollte Mathekenntnisse prüfen, was ich sehr sinnig finde.

Diese Aufgabe zeigt den nützlichen Bezug von "ach so unnötiger" Mathe 
zur realen Welt.

-  -  -
Die "Beste Lösung" interessiert nur auf Maximalnoten konditionierte 
Hunde von Pawlov.
Praktische Ingeneurinnen interessieren sich viel mehr für die /optimale 
Lösung/ : das ist u. U. jene mit R-Werte welche ohnehin bereits in 
der Stückliste vorkommen oder jene wovon zuviele an Lager sind oder jene 
welche aus anderen Gründen ökonomischer sind.

von Portabel? (Gast)


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> nimm das portable
> Programm
> "ParSer":
> http://downloads.dk8pp.de/

Portabel?  Läuft weder auf meinem Händy noch auf meinem RasPi. Auf 
meinem PC -kann ich aber schlecht rumfragen- vielleicht mittels Wine.
Portabel ist anders...

von Nikolaus (Gast)


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Alleine die Diskussion hier zeigt, dass die Aufgabe nicht unsinnig war.
Schon wegen der Toleranzdiskussion und der Tatsache, dass man mal 
gezwungen ist, sich über die unterschiedlichen Kombinationsmöglichkeiten 
Gedanken zu machen.
Kurz gesagt, es ist etwas Grips in Kombination mit Praxisbezug 
gefordert.
Klar, dass einige damit schwer klarkommen ...

von Peter D. (peda)


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Ordner schrieb:
> In der Industrie wirst du als Entwickler schnell darauf getrimmt,
> möglichst wenig verschiedene Widerstandwerte zu verwenden.

Da kann man viel optimieren. Z.B. ist es egal, ob die Pullups 3,3k oder 
5,1k sind oder LED-Widerstände 1,1k oder 820R.
Nur in analogen Filtern und Verstärken kommt es auf den genauen Wert an. 
Aber da setze ich zunehmend auch Standardwerte ein und kalibriere 
DAC/ADC im EEPROM des MCs.
Den 2,32k und die 49,9R für den ENC28J60 habe ich extra angelegt.

von Manfred (Gast)


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Georg M. schrieb:
> Z.B.:
> 55k = 47k + 6,8k + 1,2k
27k + 27k + 1k
Realität: 56k, ein Stück!

Toxic schrieb:
> nimm das portable Programm "ParSer": http://down...
Oder strenge die obere Hohlkugel an, so schwer ist das mal nicht.

von HildeK (Gast)


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Ordner schrieb:
> In der Industrie wirst du als Entwickler schnell darauf getrimmt,
> möglichst wenig verschiedene Widerstandwerte zu verwenden.

Das ist mir auch schon begegnet - aber ich bezeichne es als Schwachsinn.
Sparen kann man, wenn man an unkritischen Stellen die Werte gleich macht 
oder, wenn ich unbedingt irgendwo einen 5k1 haben muss, dann werden eben 
alle Pullups zu 5k11 statt der sonst z.B. typischen 4k64.
Was nützt es, wenn du die E12-Reihe mit 1%-Widerständen hast, einen 
'krummen' Wert (bzw. einen E96-Wert) benötigst und das aus natürlich 
möglichst wenigen der vorhandenen kombinieren sollst? Das ist mit zwei 
oder drei Werten kaum zu schaffen.

von la Resistenza (Gast)


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> Was nützt es, wenn du die E12-Reihe mit 1%-Widerständen hast, einen
> 'krummen' Wert (bzw. einen E96-Wert) benötigst und das aus natürlich
> möglichst wenigen der vorhandenen kombinieren sollst? Das ist mit zwei
> oder drei Werten kaum zu schaffen.

Es gibt ja auch noch die Parallelschaltung ...

Und für die Übung des Prinzips reicht ja schon mal "benutze E12 
Reihe", es muss ja nicht gleich "bestimme die optimalste E Reihe" lauten 
- oder?

Ich weiß, in den allermeisten Studienrichtungen fehlt das Fach "Wie 
bringe ich mein Kopf zum Nachdenken"...

von Ordner (Gast)


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HildeK schrieb:
> Was nützt es, wenn du die E12-Reihe mit 1%-Widerständen hast, einen
> 'krummen' Wert (bzw. einen E96-Wert) benötigst und das aus natürlich
> möglichst wenigen der vorhandenen kombinieren sollst

 E12 gibt es nicht als 1%, E12 ist per Definition 10%.
(weil man eben 12 Werte braucht um eine Dekade mit Widerstanden mit 10% 
ohne Lücken abzubilden.
https://de.wikipedia.org/wiki/E-Reihe#Toleranzen

Die Frage ist wieviel E12-Dekaden du zur Verfügung hast.

Nimm doch 12k und 1.2K (beide E12) und du hast 13.2K . Solche 
Reihenschaltungen aus verschiedenen Dekaden sind recht häufig in 
Prototypen anzufinden um dann bei der Inbetriebnahme noch Kalibrieren zu 
können. Alles mit nur ein/zwe Dekade ausführen zu wollen ist 
Schwachsinn.

Das lange Ketten aus E12 wenig Sinn machen hab ich ja auch in meine 
Posting erwähnt ->
>Aber natürlich ist es Quatsch jeden Widerstandswert durch "übliche"
>Werte nachzubilden.

Man kann auch festlegen für jede Dekade unterschiedliche E-Reihen 
vorsehen, ab 100k ist es meist wurscht ob 220K oder 330k.

von Elektrofan (Gast)


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von Manfred (Gast)


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HildeK schrieb:
> Ordner schrieb:
>> In der Industrie wirst du als Entwickler schnell darauf getrimmt,
>> möglichst wenig verschiedene Widerstandwerte zu verwenden.
>
> Das ist mir auch schon begegnet - aber ich bezeichne es als Schwachsinn.
Du hast schon einmal eine Elektronikfertigung aus der Nähe gesehen und 
die Prozesse betrachtet, die vor der fertigen Baugruppe liegen?

Aus Sicht des Entwicklers sind Vorzugsbauelemente lästig. Wenn man 
dadurch aber deutlich größere Mengen eines Typs einkaufen kann und 
Rüstzeiten in der Bestückung verringert, macht das Sinn.

Die Prozesse für Bauteilfreigabe und Lagerhaltung diverser Kleinmengen 
kommen noch dazu, Kosten zu sparen.

Das Ganze hat natürlich auch einen Bezug zur Fertigungsmenge.

von W.S. (Gast)


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Manfred schrieb:
> Aus Sicht des Entwicklers sind Vorzugsbauelemente lästig.

Das sehe ich überhaupt nicht so. Als verständiger Entwickler hat man 
genug Freiheiten, sein Zeugs deart zu entwickeln, daß man mit E12 in 
99.9% aller Fälle problemlos auskommt - auch OHNE Zusammenschaltung 
mehrerer R's.

Wer das nicht schafft, und stattdessen für nen simplen Spannungsteiler 
an einem Schaltregler mal eben einen aus der E48 braucht, ist für seinen 
Job ne Nummer zu klein geraten.

W.S.

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