Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Digitaler Poti - Spannungsgesteuert


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von Sahn A. (sahnalbert)


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Hallo,

ich teste die Funktion einer Schaltung die auf verschiedene Temperaturen 
reagiert. Die Temperatur wird über ein NTC gemessen.

Für meine Tests löte ich den NTC ab und ersetze ihn durch eine 
Widerstandsdekade.

Diesen Test möchte ich mit einer SPS (Wago) automatisieren.
Ich habe gesehen, dass es Digitale Poti ICs gibt, die die ich gefunden 
habe sind aber alle Busgesteuert oder Impulsgesteuert (Widerstand 
erhöhen/Senken).
Am einfachsten wäre für mich ein IC der 0-5V Input in 0-10kOhm "Output" 
umwandelt.

Kennt jemand einen IC der das kann?

Liebe Grüße
Albert

von Sebastian (Gast)


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Wenn eine Seite des NTC an Masse (oder Versorgungsspannung) hängt, kann 
man mit Operationsverstäker und Transistor eine spannungsgesteuerte 
Stromsenke aufbauen. Solange der Sensor aus einer konstanten Spannung 
gespeist wird, kann man damit einen Widerstand simulieren.

von MaWin (Gast)


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Sahn A. schrieb:
> Am einfachsten wäre für mich ein IC der 0-5V Input in 0-10kOhm "Output"
> umwandelt.
> Kennt jemand einen IC der das kann?

Gibt es nicht.

Aber man kann einen kleinen uC mit Analogeingang so programmieren, dass 
er die Analogspannung misst und ein digitales Potentiometer passend 
programmiert.

Bloss: welches digitale Potentiometer ? die meisten sind ziemlich 
schlecht, können nur geringe Spannungen und Ströme verarbeiten, vor 
allem ist der Steuerstromkreis galvanisch mit der Potistromkreis 
verbunden und sie brauchen eine Versorgungsspannung.

Such also erst mal ein passendes Digitalpoti, überlege dann ob 
galvanisch getrennt sein muss, und zum Schluss kommt der Microcontroller 
dran (Attiny85 ?).

von Dieter W. (dds5)


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Was einem die Anwendung als variabler Widerstand völlig versaut, ist die 
Tatsache, dass der Schleiferwiderstand unverhältnismäßig hoch ist.

Es ist einfach nicht genug Chipfläche vorhanden um die FET Schalter für 
den Abgriff größer und damit niederohmiger zu machen.

von Der Zahn der Zeit (🦷⏳) (Gast)


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MaWin schrieb:
>> Kennt jemand einen IC der das kann?
>
> Gibt es nicht.
Da bin ich mir auch ziemlich sicher.

> Aber man kann einen kleinen uC mit Analogeingang so programmieren,
"Man" ist immer jemand, der nicht nur weiß, wo der Lötkolben heiß wird, 
sondern auch, was IDE heißt.

Man könnte auch mit Op-Amp und Multiplizierer etwas machen, was sich 
genau wie ein spannungsgesteuerter Widerstand verhält. Aber 1. ist das 
nicht mehr nur "_ein_ IC", und 2. glaube ich auch nicht, dass die Lösung 
mit einer einfachen, spannungsgesteuerten Stromsenke (s. Sebastian) für 
den TO nicht ausreicht.

Dieter W. schrieb:
> Was einem die Anwendung als variabler Widerstand völlig versaut, ist die
> Tatsache, dass der Schleiferwiderstand unverhältnismäßig hoch ist.
Auch der NTC geht nicht auf 0 Ohm.

von Dieter W. (dds5)


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Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Dieter W. schrieb:
>> Was einem die Anwendung als variabler Widerstand völlig versaut, ist die
>> Tatsache, dass der Schleiferwiderstand unverhältnismäßig hoch ist.
> Auch der NTC geht nicht auf 0 Ohm.

Ist natürlich richtig, aber was nützt es mir wenn ich 500Ohm einstelle 
aber dann in Wirklichkeit 700Ohm habe.
Mit einkalibrieren taucht auch nix wegen der Temperaturabhängigkeit und 
Streuung der FETs.

von Der Zahn der Zeit (🦷⏳) (Gast)


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Dieter W. schrieb:
> Ist natürlich richtig, aber was nützt es mir...
Ist natürlich auch richtig, aber wir können hier nicht diskutieren, ob 
es dem TO trotzdem reichen würde, oder nicht.

Noch ein Tipp: VCR in einem IC geht doch, sogar floating:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm13700.pdf, Kapitel 8.3.3, 
insbesondere Figure 28.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sahn A. schrieb:
> Widerstandsdekade
> ... möchte ich mit einer SPS (Wago) automatisieren.
Nimm ein paar Reedrelais und ein paar Festwiderstände.

Sebastian schrieb:
> Wenn eine Seite des NTC an Masse (oder Versorgungsspannung) hängt
... geht das so lange gut, bis einer das Ding andersrum anklemmt.

von Kusto (Gast)


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Sahn A. schrieb:
> ich teste die Funktion einer Schaltung die auf verschiedene Temperaturen
> reagiert. Die Temperatur wird über ein NTC gemessen.
>
> Für meine Tests löte ich den NTC ab und ersetze ihn durch eine
> Widerstandsdekade.
>
> Diesen Test möchte ich mit einer SPS (Wago) automatisieren.

Nimm ein paar Reed-Relais und schalte damit vermessene 
Referenzwiderstände in den Messpfad. Mit 3 Relais und 3 vernünftig 
abgestuften Widerständen kannst du durch Einzel-/Parallelschaltung 7 
Widerstandswerte + Unterbrechung erzeugen. Das sollte für einen Test 
doch reichen.

von Sahn A. (sahnalbert)


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Kusto schrieb:

> Nimm ein paar Reed-Relais und schalte damit vermessene
> Referenzwiderstände in den Messpfad. Mit 3 Relais und 3 vernünftig
> abgestuften Widerständen kannst du durch Einzel-/Parallelschaltung 7
> Widerstandswerte + Unterbrechung erzeugen. Das sollte für einen Test
> doch reichen.

Das ist auch die aktuelle Lösung, braucht halt massiv IO Pins was bei 
ner SPS schnell wieder teuer ist und aufwändig zu bauen.

Schade dass es nix einfaches gibt, aber danke an alle.

von Kusto (Gast)


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Sahn A. schrieb:
> Kusto schrieb:
>
>> Nimm ein paar Reed-Relais und schalte damit vermessene
>> Referenzwiderstände in den Messpfad. Mit 3 Relais und 3 vernünftig
>> abgestuften Widerständen kannst du durch Einzel-/Parallelschaltung 7
>> Widerstandswerte + Unterbrechung erzeugen. Das sollte für einen Test
>> doch reichen.
>
> Das ist auch die aktuelle Lösung, braucht halt massiv IO Pins was bei
> ner SPS schnell wieder teuer ist und aufwändig zu bauen.
>
> Schade dass es nix einfaches gibt, aber danke an alle.

Du hast ja leider nicht gesagt, wieviele Messpunkte du wirklich 
benötigst, aber drei IO Pins anstelle von einem Pin erscheinen mir jetzt 
nicht allzu 'massiv'. Mit 2 Pins kannst du immerhin auch noch 4 Werte 
einstellen.

Wenn du wirklich nur noch einen Pin verfuegbar hast, könntest du das von 
dir gesuchte IC (mit Einschränkungen) durch einen kleinen uC nachbilden, 
der mit seinem ADC die vom SPS ausgegebene Spannung misst und die 
Reed-Relais entsprechend schaltet. Ob das allerdings weniger teuer und 
aufwändig wäre, kannst nur du entscheiden.

von Mario M. (thelonging)


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Steuere doch ein Potentiometer mit einem Modellbau-Servo an. Ein 
Mikrocontroller misst mit A/D-Wandler die 0-5V Eingangsspannung und 
steuert den Servo mit Impulsen an.

von Kevin M. (arduinolover)


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Was spricht dagegen ein digital Poti (sofern technisch einsetzbar) mit 
Up/Down über die SPS anzusteuern?

von Mani W. (e-doc)


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Mario M. schrieb:
> Steuere doch ein Potentiometer mit einem Modellbau-Servo an.

Diese Idee hätte ich auch, Vorteil ist die galvanische Trennung
zur Ansteuerung und auch die Leistung des Poti könnte je nach
Ausführung angepasst werden, geringer Schleiferwiderstand noch dazu...

von Sahn A. (sahnalbert)


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Kevin M. schrieb:
> Was spricht dagegen ein digital Poti (sofern technisch einsetzbar) mit
> Up/Down über die SPS anzusteuern?

Nur der Aufwand, dass man noch mehr Logik braucht.

Mario M. schrieb:
> Steuere doch ein Potentiometer mit einem Modellbau-Servo an. Ein
> Mikrocontroller misst mit A/D-Wandler die 0-5V Eingangsspannung und
> steuert den Servo mit Impulsen an.

Sowas hab ich auch schon gebaut. Kommt mir aber alles vor wie mit 
Kanonen auf Spatzen geschossen.

Dass es Alternativen gibt ist mit ja bewusst. Trotzdem frage ich 
logischerweise nach der einfachsten Lösung ;)

von Dietrich L. (dietrichl)


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Sahn A. schrieb:
> Dass es Alternativen gibt ist mit ja bewusst. Trotzdem frage ich
> logischerweise nach der einfachsten Lösung ;)

Dann sollte man auch mehr über die Anforderung wissen: wie genau soll es 
denn sein? Oder habe ich das überlesen?
Für ein grobes Schätzeisen ist eine Lösung nun mal ganz anders als wenn 
man etwas genaues braucht.
Also: Genauigkeit? Auflösung? Sonstige Anforderungen?

von Sahn A. (sahnalbert)


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Dietrich L. schrieb:
> Dann sollte man auch mehr über die Anforderung wissen: wie genau soll es
> denn sein? Oder habe ich das überlesen?
> Für ein grobes Schätzeisen ist eine Lösung nun mal ganz anders als wenn
> man etwas genaues braucht.
> Also: Genauigkeit? Auflösung? Sonstige Anforderungen?

Ja wie gesagt soll es einen 10kOhm bzw. 100kOhm NTC ersetzen. Also 
praktisch keine Leistung. Genauigkeit: aktuell mache ich mit der Dekade 
100Ohm Schritte. Alles was besser ist als das wäre mir recht.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Sahn A. schrieb:
> Genauigkeit: aktuell mache ich mit der Dekade 100Ohm Schritte.

Das ist Auflösung, nicht Genauigkeit.

von Sahn A. (sahnalbert)


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Dietrich L. schrieb:
> Das ist Auflösung, nicht Genauigkeit.

Ja, danke für die Lehrstunde.

Ich gehe mal davon, dass eine kommerzielle Lösung kleiner als 100 Ohm 
auflösen kann und die Genauigkeit der einer Widerstandsdekade nahe 
kommt. In meinem Fall 1% wobei selbst 10% kein Problem darstellen 
würden.

von MaWin (Gast)


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Sahn A. schrieb:
> Ja wie gesagt soll es einen 10kOhm bzw. 100kOhm NTC ersetzen. Also
> praktisch keine Leistung. Genauigkeit: aktuell mache ich mit der Dekade
> 100Ohm Schritte.

Vergiss es,

ein 100k NTC hat die 100k ja bei 25 GradC, bei 0 eher 250k und bei -25 
um 800k, macht also 8000 100 Ohm Schritte, dabei haben Digitalpotis eher 
256, maximal 1024 Steps.

Und der 150 Ohm Schleiferwiderstand des 100k Digitalpotis wie MCP41HVX1 
wäre ein erheblicher Fehler.

von Georg (Gast)


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Sahn A. schrieb:
> Genauigkeit: aktuell mache ich mit der Dekade
> 100Ohm Schritte

Musst du wirklich einen NTC mit hunderten Messpunkten abgleichen? Das 
ist doch völlig wirklichkeitsfremd. Im Prinzip reichen 3 Messpunkte, 
Anfang, Mitte und Ende des gewünschten Temperaturbereichs. Die Kurve 
eines NTC ist physikalisch bedingt (kann man nachlesen), die verläuft 
nicht in Schlangenlinien. Und wenn doch ist was ganz anderes faul.

Georg

von Sahn A. (sahnalbert)


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Georg schrieb:

> Musst du wirklich einen NTC mit hunderten Messpunkten abgleichen? Das
> ist doch völlig wirklichkeitsfremd. Im Prinzip reichen 3 Messpunkte,
> Anfang, Mitte und Ende des gewünschten Temperaturbereichs. Die Kurve
> eines NTC ist physikalisch bedingt (kann man nachlesen), die verläuft
> nicht in Schlangenlinien. Und wenn doch ist was ganz anderes faul.

Ich will ja nicht den NTC testen.

Es handelt sich um ein Validierungstest von verschiedenen Varianten. Die 
Platinenn sollen verschiedenen kundenspezifischen Temperaturen 
ausgesetzt und die Funktion überprüft werden. Ein Test in der 
Klimakammer ist zu Zeitaufwändig und schwer mit den anderen Testsystemen 
kombinierbar.

von Kusto (Gast)


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Sahn A. schrieb:
> Georg schrieb:
>
>> Musst du wirklich einen NTC mit hunderten Messpunkten abgleichen? Das
>> ist doch völlig wirklichkeitsfremd. Im Prinzip reichen 3 Messpunkte,
>> Anfang, Mitte und Ende des gewünschten Temperaturbereichs. Die Kurve
>> eines NTC ist physikalisch bedingt (kann man nachlesen), die verläuft
>> nicht in Schlangenlinien. Und wenn doch ist was ganz anderes faul.
>
> Ich will ja nicht den NTC testen.
>
> Es handelt sich um ein Validierungstest von verschiedenen Varianten. Die
> Platinenn sollen verschiedenen kundenspezifischen Temperaturen
> ausgesetzt und die Funktion überprüft werden. Ein Test in der
> Klimakammer ist zu Zeitaufwändig und schwer mit den anderen Testsystemen
> kombinierbar.

Du willst also die Platinen verschiedenen Temperaturen aussetzen, sie 
aber dazu nicht in der Klimakammer testen! Wie soll das gehen? Du kannst 
zwar mit einem simulierten NTC der Auswerteschaltung unterschiedliche 
Temperaturen vorgaukeln, aber den Temperatureinfluss auf die 
Auswerteschaltung selbst bzw. alles was noch danach kommt hast du damit 
nicht erfasst. Mir wäre eine derart abgespeckte Validierung nicht 
geheuer.

von Rainer V. (a_zip)


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Sahn A. schrieb:
> Ein Test in der
> Klimakammer ist zu Zeitaufwändig und schwer mit den anderen Testsystemen
> kombinierbar.

Ist jetzt schwer zu glauben. Wie willst du denn auf dem Küchentisch 
Platinen auch nur annähernd definiert erwärmen? Vielleicht in einer 
Wurstdose... Wenn du eine dokumentenfeste Behandlung der Teile haben 
willst, dann bleibt nur die Klimakammer! Zumindest wenn es gewerblich 
ist.
Gruß Rainer

von Uli S. (uli12us)


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Macht nicht ein Hallsensor genau das gewünschte, also arbeitet wie ein 
Poti.
Wenn man dem jetzt ne passende Spule im richtigen Abstand davorsetzt, 
müsste das genau die gewünschte Funktion ergeben.
Wobei der Sensor natürlich keinen Widerstand ausgibt, sondern eine dem 
Winkelverhältnis entsprechende Spannung.

von Georg (Gast)


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Sahn A. schrieb:
> Die
> Platinenn sollen verschiedenen kundenspezifischen Temperaturen
> ausgesetzt und die Funktion überprüft werden

Wenn du die nicht echten Temperaturen aussetzt, sondern nur 
Fake-Temperaturen vorgaukelst, erhältst du auch nur Fake-Testergebnisse.

Das ist etwa so wie wenn du ein Auto in der Garage stehen hast und den 
Tacho manipulierst, um die Höchstgeschwindigkeit zu testen.

Georg

von Harald W. (wilhelms)


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Sahn A. schrieb:

> Schade dass es nix einfaches gibt,

Die Wörter "einfach" und "genau" widersprechen sich meist.

von Kusto (Gast)


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Sahn A. schrieb:
> Ich gehe mal davon, dass eine kommerzielle Lösung kleiner als 100 Ohm
> auflösen kann und die Genauigkeit der einer Widerstandsdekade nahe
> kommt. In meinem Fall 1% wobei selbst 10% kein Problem darstellen
> würden.

In einem anderen Beitrag 
(Beitrag "Re: Simulation eines PT1000 Temperatursensor mittels digitalem Poti") wurde eine 
kommerzielle Lösung verlinkt, die eventuell deine Anforderungen abdecken 
könnte. Musst halt ein paar Euro in die Hand nehmen:

https://labor-automatyka.pl/gb/55-simulator-of-resistance-potentiometer-thermocouple-sensor-eg-pt100

von Lobo (Gast)


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da gibts n Bauteil: LM13700

Kann als VCR verwendet werden.

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