Magnetoresistor als Poti Ersatz - benötige Hilfe

[Tom W. (noskillz)]

Hallo,
Mein erster post hier. Ich arbeite aktuell an einem kleinen Projekt und 
bin im Grunde schon relativ weit fortgeschritten, bräuchte nun aber 
etwas Unterstützung. Ich möchte ein paar altersschwache Potis durch next 
gen kontaktlose Magnetoresistor-Sensoren (KMZ41) + Magnet ersetzen. 
Dafür habe ich ein CAD Modell entworfen welches ich schon testweise 3D 
gedruckt habe und welches auch tadellos funktioniert. Probleme gibts bei 
der Schaltung.

https://s19.postimg.cc/oat4z310j/final_front.jpg

Nun habe ich mit einer Prototyp Platine festgestellt, dass die Schaltung 
welche ich von einem anderen Projekt adaptiert habe nicht ganz das tut 
was sie soll. Ich muss dazu sagen, dass meine Elektronikkenntnisse eher 
rudimentär sind und es für mich ein reines Hobby ist.

Der Schaltplan sieht wie folgt aus:
https://s19.postimg.cc/6krgduksz/KMZ-_MCP.jpg

Prinzipiell funktioniert die Schaltung. Aktuell habe ich statt R1, R4 
und R5 jeweils einen Trimmer angeschlossen um herumprobieren zu können. 
Mit R4 + R5 (haben immer den gleichen Wert) kann ich den Wertebereich/ 
Auslenkungswinkel des KMZ-Potis festlegen. Mit R1 kann ich den 
Wertebereich zwischen 0 und 5 V verschieben.

Pi x Daumen Werte habe ich hier notiert:
20° (+-10): R1 - 110 kO, R4 - 910 kO, R5 - 910 kO
40° (+-20): R1 - 47 kO, R4 - 510 kO, R5 - 510 kO
50° (+-25): R1 - 36 kO, R4 - 430 kO, R5 - 430 kO
60° (+-30): R1 - 27 kO, R4 - 390 kO, R5 - 390 kO

Für meine Anwendung haben sich aktuell R4=R5= 560 kO, R1= 50,7 kO als 
optimal herausgestellt. Mit dem Multimeter habe ich folgende Spannungen 
gemessen:

VCC 4,89 V
Min 0,4 V
Mitte 2,64 V
Max 4,586 V

Die Min und Max Werte sind soweit OK, ich würde aber optimalerweise 0,2 
- 4,7 V anstreben um eine gute Auflösung zu erhalten. Das Problem ist, 
dass ich in der Mittelposition 2,64 V erhalte und ich würde gern 
optimalerweise exakt den Mittelwert der Maximalwerte erhalten (~2.5).

Könnte mir jemand eventuell eine bessere Schaltung vorschlagen oder 
erklären wo das Problem liegt? Ist das Problem eventuell nur, dass meine 
R2=R3=10kO Widerstände nur 10% Toleranz haben?

Ich würde mich über jedwede Hilfe sehr freuen!

[Michael B. (laberkopp)]

Tom W. schrieb:
> Könnte mir jemand eventuell eine bessere Schaltung vorschlagen

Der KMZ41 ist ein sinus/cosinus Sensor (mit massiver 
Temperaturabhämgigkeit der Maximalspannung), den man auch mit 
sinus/cosinus auswerten sollte und temperaturkompensieren sollte.

Deine Auswertung nutzt nur die Hälfte des Chips und ist stark unlinear, 
das macht keinen Sinn.

Zudem ist die Ausgangsspannung deines Differenzverstärkers natürlich 
alles andere als ein veränderlicher Widerstand - aber wenn das reicht, 
ist es ja einfacher.

Man wertet einen KMZ41 heute wohl per uC mit 2 PGA Differenzeingängen 
(Attiny85) aus und internem Temperatursensor, dann kann ein Durchlauf 
des Magneten zur Kalibrierung dienen die dann per Temperaturerfassung 
korrigiert wird. Danach könnte der uC ein Digitalpotentiometer mit Daten 
versorgen.

Eine Analogauswertung macht keinen Sinn.

[Tom W. (noskillz)]

Ich brauche auf jeden Fall eine analoge Auswertung. Die originalen Potis 
funktionieren als Spanungsteiler, mir kommt es also lediglich auf die 
Ausgangspannung an.  Mir ist auch klar, dass ich nur eine Hälfte des 
Chips nutze und ausschließlich den cos Wert abgreife. Nun habe ich KMZ41 
und MCP601 schon mal da, also würde ich das Projekt gern irgendwie zu 
Ende bringen.

Was könnte denn die Ursache des Problems sein? Oder welche Lösung würde 
sich den insgesamt besser eignen bei ähnlichen Kosten (KMZ+MCP601 kosten 
mich 80c)?