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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Potentiometer digitalisieren


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Autor: Lennart M. (nureingast)
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Hallo, mein Projekt ist es die Steuerung einer Blechkantbank zu 
digitalisieren. Die Steuerung soll den Winkel für eine Biegewange 
vorgeben, welche dann ein Blech in diesen Winkel biegt. Momentan ist die 
Vorgabe des Winkels über ein Poti manuel verstellbar(OR1 links im 
Schaltplan) Der Schaltplan stellt die Steuerung dar, wobei rechts ein 
Ist-Wert Geber ist und im Schaltverstärker Soll- und Istwert verglichen 
werden und der Motor dementsprechen An und abgeschaltet wird. Der 
Schaltverstärker ist eine spezielle Platine zu der es keinen Schaltplan 
zu finden gibt. Ich habe die Anschlüsse einmal durchgemessen aber nicht 
feststellen können von wo und mit welcher Spannung das Bauteil versorgt 
wird (zwischen L02 und OU2 und Masse sind 0 V) Das einzige, was ich 
rausfinden konnte ist, dass über Pin 8C eine Hilfsspannung ausgegeben 
wird (gegenüber Pin 10C ca. 10 V konstant). Mein Plan ist nun die 
Steuerspannung auf Pin 2C über ein Arduino Controller direkt auf den Pin 
zu geben. Dazu wollte ich den Arduino + DA Wandler + OP Schaltung zur 
Spannungsanpassung benutzen. Dazu habe ich folgende Fragen:

1. Da das einzige Bezugspotential, welches ich durch Messen feststellen 
konnte die 10 V der Hilfsspannung sind, wäre das einfachste meine 
zusätzliche Elektronik direkt darüber zu versorgen. Problem: Woher weiß 
ich, ob ich die Diese Quelle belasten kann ohne die Schaltung zu stören?

2. Eine andere Möglichkeit wäre die Elektronik über eine externe 
Spannungsquelle zu versorgen (bspw USB für den Arduino) und das Signal 
über einen Optokopler in die Schaltung einzukoppeln. wäre das notwendig? 
Ich kenne mich mit Optokopplern so gut wie garnicht aus und würde das 
gerne vermeiden.

Seht ihr noch andere Möglichkeiten?

LG, Lennart

Autor: O.K. (Gast)
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Lennart M. schrieb:
> Ich kenne mich mit Optokopplern so gut wie garnicht aus und würde das
> gerne vermeiden.

Optokoppler bestehen eingangsseitig meist einfach aus einer LED, 
seltener aus zwei antiparallelen.

Warum willst du nichts dazu lernen?
Sooh schlimm ist das nicht,

Autor: Otto (Gast)
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Hallo,

vermutlich wird der Schaltverstärker mit 230VAC versorgt - die 
Anschlüsse unten sehen so aus, als wären hier 2 Trafowicklungen mit 115V 
in Reihe  geschaltet. Wenn dem so ist, kannst du den Trafo auf der 
Platine lokalisieren und die Daten ablesen.

Ein Optokoppler ist zur Übertragung eines Analogwertes nicht geeignet.

Gruss Otto

Autor: Manfred (Gast)
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Lennart M. schrieb:
> Vorgabe des Winkels über ein Poti manuel verstellbar

Wenn das wirklich zwei Potis mit sehr guter Linearität sind, ist es 
nicht sonderlich schwer: Die 5 Volt des Arduinos auf die Potis und die 
Schleifer an je einen Analogeingang. Beide auslesen, vergleichen, 
fertig.

Mache einen Versuchsaufbau und erarbeite das Prinzip.
Holst Du mal 
https://www.ntb.ch/studium/bachelor/systemtechnik/infoanlaesse/infoabend-bachelorstudium-2018/arduino-board-beispiele/d-downloads/arduino-kochbuch/d-c/Download/d-a/download/ 
und schaust "5.6 Analogwerte einlesen" ab Seite 168.

Autor: Lennart M. (nureingast)
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Vielen Dank für die Antworten.

@ O.K. Hatte mich in die Geschichte schon reingelesen, aber wie Otto 
schon geschrieben hat, hab ich das so verstanden, dass ein analoges 
Signal da verzerrt wird. Zusätzlichen Aufwand über Spannungs Frequenz 
Wandler würde ich mir gerne sparen. Dann hab ich das so verstanden, dass 
Optokopler über einen Strom gesteuert werden und einen "proportionalen" 
Strom zurückgeben. Bräuchte ich nicht dann zusätzlich 
Stromspannungswandler?

@ Manfred Ich denke du meinst etwas anderes. Ich würde den Winkel 
(Steuerspannung) gerne direkt über den Mikrocontroller vorgeben und das 
Poti damit ersetzen. Oder hab ich das jetzt falsch verstanden?

Autor: Manfred (Gast)
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Lennart M. schrieb:
> Dann hab ich das so verstanden, dass Optokopler über einen Strom gesteuert 
werden und einen "proportionalen" Strom zurückgeben.

Das hast Du falsch interpretiert! Optokoppler werden über Ströme 
definiert, Eingangsstrom mal Koppelfaktor ergibt Ausgangsstrom. Die 
Dinger haben aber erhebliche Toleranzen und, für Dich wichtig, es ist 
kein linearer Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangsstrom gegeben. 
Vergiss den Optokoppler.

> @ Manfred Ich denke du meinst etwas anderes. Ich würde den Winkel
> (Steuerspannung) gerne direkt über den Mikrocontroller vorgeben und das
> Poti damit ersetzen. Oder hab ich das jetzt falsch verstanden?

In Deiner Urpsrungsschaltung sind zwei Potis, Sollwert und Istwert.

Ich habe an einem Arduino zwei Drehpotis dran, die Enden an Versorgung 
und Ground, die Schleifer an einem Analogeingang. Je nach Potistellung 
bekomme ich einen Wert zwischen 0 und 1023, den ich als Sollwert 
verarbeite. Mit Chinesenpotis ist das ziemlich unpräzise, die Linearität 
über den Drehwinkel ist schlecht.

In Deinem Fall hoffe ich, dass die beiden Potis sehr genau bzw. auf 
Gleichlauf ausgemessen sind, also könnte eines den Sollwert vorgeben, 
sagen wir mal in Mittelstellung 512 und das andere den Istwert liefern.

Wenn Du die Werte des Istwerpotis kennst oder ermittelst, kannst Du auch 
gerne den Sollwert digital über Taster oder Drehencoder vorgeben. Von 
der Software sehe ich eine einfache, proportionale Regelschleife, in der 
Praxis habe ich Angst vor den zu erwartenden Toleranzen.

Autor: X4U (Gast)
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Lennart M. schrieb:
> Hallo, mein Projekt ist es die Steuerung einer Blechkantbank zu
> digitalisieren.

Warum?

Autor: Lennart M. (nureingast)
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@ Manfred Ok soweit verstanden. Das Hauptproblem war ja das Signal 
wieder in den Schaltverstärker einzukoppeln, da ich bei externer 
Spannungsversorgung für des Controllers verschiedene Massepotentiale 
hab.
Mir ist grad eine andere Idee gekommen:

Innerhalb des Schaltverstärkers befindet sich logischerweise eine 
Komparatorschaltung. (Auf der Platine befindet sich ein OP) Wenn ich 
beide Potis (Soll, Istwert) direkt über den Mikrocontroller verarbeite 
und dann nurnoch ein digitales AN/AUS Signal ausgebe und das direkt auf 
den Komparatorausgang gebe sollte es doch funktionieren? Dann wäre auch 
ein Optokoppler kein Problem, da digitales Signal oder?

@X4U: Ziel ist es Abläufe bestimmter Winkel einzuspeichern und zu 
automatisieren

Autor: Dangerseeker3000 (Gast)
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Vergiss den Schaltverstärker.

Du solltest den Motor direkt steuern.

Was Du aber brauchst, ist ein exakter Istwert des Winkels, damit Du den 
korrekten Sollwert automatisch anfahren kannst.

Das vorhandene Poti rechts ist dafür aber vermutlich nicht geeignet.

Die vorhandene Steuerung ist darauf ausgelegt, dass ein Bediener den 
tatsächlichen Winkel (vermutlich durch Beobachten) während des 
Stellvorganges kontrolliert.

Autor: Manfred (Gast)
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Lennart M. schrieb:
> @ Manfred Ok soweit verstanden. Das Hauptproblem war ja das Signal
> wieder in den Schaltverstärker einzukoppeln, da ich bei externer
> Spannungsversorgung für des Controllers verschiedene Massepotentiale
> hab.

Warum? Beide Potis haben Plus und GND gemeinsam. Den Arduino mit einem 
externen (Stecker-)Netzteil versorgen und seine Masse an den selben 
Fußpunkt wie die beiden Potis ist doch kein Problem.

Welche Spannung liegt auf den Potis?

> Mir ist grad eine andere Idee gekommen:
>
> Innerhalb des Schaltverstärkers befindet sich logischerweise eine
> Komparatorschaltung. (Auf der Platine befindet sich ein OP) Wenn ich
> beide Potis (Soll, Istwert) direkt über den Mikrocontroller verarbeite
> und dann nurnoch ein digitales AN/AUS Signal ausgebe und das direkt auf
> den Komparatorausgang gebe sollte es doch funktionieren? Dann wäre auch
> ein Optokoppler kein Problem, da digitales Signal oder?

Komparator heisst auf Deutsch "Vergleicher", was will ich damit sagen? 
Er vergleicht zwei Werte. Du müsstest also einen Wert fest vorgeben 
und könntest dann den zweiten steuern.

Ich sehe als Ansatz, beide Potis an den Arduino zu klemmen und aus 
dessen 5 Volt zu versorgen. Bei Erreichen des Wertes (Ist >= Soll) 
abschalten, die originale Steuerplatte entfällt.

Leider kenne ich den Rest der Maschine nicht, Signalpegel und Strom des 
Motorzweiges - das könnte auch rechtfertigen, die Steuerplatte zu 
behalten und ihr per µC das Erreichen der Endstellung vorzulügen. Es 
könnte auch einen Optokoppler oder PhotoMOS-Relay rechtfertigen, wenn 
diese mehr als 5 Volt Steuerspannung benötigt.

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