Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 10K Poti - Widerstandsnetzwerk berechnen


von Chris (chrisdo)


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Hallo,

ich bin neu hier im Forum und habe gleich mal eine kleine Frage an die 
Experten der Elektronik.

Ich möchte mit einem 10K lin. Mono Poti mit Mittenrastung einen 
Regelbereich von 4-6K (5K mittig) über den gesamten Regelweg (270°) 
erreichen, benötige aber in der Summe immer 10K.

Mit einem Widerstandsnetzwerk komme ich aktuell durch probieren auf 
4,4-7,5K Regelbereich.

Kann mir jemand sagen welche Werte ich für R1-R4 ich einsetzen muss (und 
evtl. wie man das richtig berechnet?)

Eine Skizze der Schaltung anbei.
Falls das alles keinen Sinn mach was ich da zusammen gebraten habe nehme 
ich gerne Verbesserungsvorschläge entgegen.

Das Ziel ist es, ein Servo mit einem kleinen Aktionsradius mittels 
großem Regelweg fein ansteuern zu können.
Das Poti hängt an einem Modellbau-Servotester der das Servo ansteuert.

Ich bedanke mich im voraus für Eure/Ihre Hilfe!

Gruß,
chrisdo

von H. H. (hhinz)


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Chris schrieb:
> einem Modellbau-Servotester

Zum Glück gibts da nur ein einziges Modell....

von Udo S. (urschmitt)


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Chris schrieb:
> Das Ziel ist es, ein Servo mit einem kleinen Aktionsradius mittels
> großem Regelweg fein ansteuern zu können.
> Das Poti hängt an einem Modellbau-Servotester der das Servo ansteuert.

Einfacher wäre es einen Servotester mit einem Arduino zu bauen, bei dem 
du min. und max. Ausschlag einfach konfigurieren kannst.
Dann hast du einstellbar immer den kompletten Stellbereich des Potis.

Du solltest aber beachten, dass die Servos nicht beliebig fein auflösen 
und auch nicht reproduzierbar genau positionieren.
Irgendwo ist also Schluss.

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


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Chris schrieb:
> Ich möchte mit einem 10K lin. Mono Poti mit Mittenrastung einen
> Regelbereich von 4-6K (5K mittig) über den gesamten Regelweg (270°)
> erreichen, benötige aber in der Summe immer 10K.
Wie meinst du das? Du brauchst mal "4-6K", aber auch "in der Summe immer 
10k"?

Egal, lassen wir diese "Nebenforderung" mal weg, dann erscheint die 
Frage sinnvoll.

> Ich möchte mit einem 10K lin. Mono Poti mit Mittenrastung einen
> Regelbereich von 4-6K (5K mittig) über den gesamten Regelweg (270°)
> erreichen
Das mit dem "5k mittig" ist nicht zu schaffen, weil das Ganze wegen der 
Parallelschaltung sicher keine lineare Gleichung ergibt.

> nehme ich gerne Verbesserungsvorschläge entgegen.
Ich würde mir das in der alltäglichen Praxis viel einfacher machen und 
ein lineares 2k Poti sowie einen 3k Vorwiderstand nehmen. Fertig, und 
dank der Reihenschaltung bleibt das sogar linear.

> 10K
Du meinst sicher 10k, denn das ist die Abkürzung für 10kOhm.
10K sind 10 Kelvin.

: Bearbeitet durch Moderator
von H. H. (hhinz)


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Lothar M. schrieb:
> 10K sind 10 Kelvin.

Tieftemperaturpoti!

von Klaus H. (hildek)


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Chris schrieb:
> Mit einem Widerstandsnetzwerk komme ich aktuell durch probieren auf
> 4,4-7,5K Regelbereich.

Dann stimmen deine Widerstände nicht. Ich komme auch 3.6k ... 6.9k.

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Chris schrieb:
> Regelbereich von 4-6K

Und warum nicht ein 2k Poti und ein 4k Widerstand in Reihe dazu?

von Udo S. (urschmitt)


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Lothar M. schrieb:
> Ich würde mir das in der alltäglichen Praxis viel einfacher machen und
> ein lineares 2k Poti sowie einen 3k Vorwiderstand nehmen.

4k Vorwiderstand.

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


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Udo S. schrieb:
> 4k Vorwiderstand.
Erscheint plausibel... ;-)

Beitrag #7764512 wurde vom Autor gelöscht.
von Udo S. (urschmitt)


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Falls der Poti nicht als veränderlicher Widerstand zweipolig, sondern 
als Spannungsteiler von 0-5V dreipolig angeschlossen ist, gibt es eine 
universellere Lösung:
2k Poti und an beiden Aussenanschlüssen je ein 4k/ Trimmer.
Dann kann man den gewünschten Stellbereich in weitem Bereich einstellen.

Oder eben sich selbst was mit Arduino programmieren. Es gibt ja genügend 
Beispiele im Netz.

von Chris (chrisdo)


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H. H. schrieb:
> Chris schrieb:
>> einem Modellbau-Servotester
>
> Zum Glück gibts da nur ein einziges Modell....

Entschuldigung, habe ich vergessen zu definieren...

Servotester: Extron ST1
Servo: Extron ED150

Udo S. schrieb:
> Einfacher wäre es einen Servotester mit einem Arduino zu bauen, bei dem
> du min. und max. Ausschlag einfach konfigurieren kannst.
> Dann hast du einstellbar immer den kompletten Stellbereich des Potis.

Das klingt gut, aber davon habe ich leider absolut kein Ahnung.
Daher benötige das ganze analog. (das reicht mir auch, nur ist der 
Regelbereich aktuell mit 4,4-7,5K ein wenig zu groß) Sonst passt das 
alles. (auch der Stellweg des Servos)

Lothar M. schrieb:
>> Ich möchte mit einem 10K lin. Mono Poti mit Mittenrastung einen
>> Regelbereich von 4-6K (5K mittig) über den gesamten Regelweg (270°)
>> erreichen, benötige aber in der Summe immer 10K.
> Wie meinst du das? Du brauchst mal "4-6K", aber auch "in der Summe immer
> 10k"?

Ich meine, dass das Poti zwischen 4 - 6kOhm regeln soll aber die 
Gesamtsumme des Max. Wiederstandes (Poti auf Anschlag) 10 kOhm ergeben 
muss.

Lothar M. schrieb:
>> nehme ich gerne Verbesserungsvorschläge entgegen.
> Ich würde mir das in der alltäglichen Praxis viel einfacher machen und
> ein lineares 2k Poti sowie einen 3k Vorwiderstand nehmen. Fertig, und
> dank der Reihenschaltung bleibt das sogar linear.

Dann könne ich aber nicht wie ober beschrieben auf max. 10kOhm. Die 
benötige ich, das der Servoteste bei 5kOhm die Mittenstellung des Servos 
erreicht und gen 0Ohm Anschlag links und gen 10kOhm Servo anschlag 
rechts ist. Daher auch die Mittenrastung des 10K Potis für 
Servomittenstellung.

Lothar M. schrieb:
> Du meinst sicher 10k, denn das ist die Abkürzung für 10kOhm.
> 10K sind 10 Kelvin.

ja, mit 10K meine ich 10Kohm.

Klaus H. schrieb:
>> Mit einem Widerstandsnetzwerk komme ich aktuell durch probieren auf
>> 4,4-7,5K Regelbereich.
>
> Dann stimmen deine Widerstände nicht. Ich komme auch 3.6k ... 6.9k.

Kannst du das bitte erläutern wie du darauf gekommen bist (zu meinem 
Verständnis)?

Irgend W. schrieb:
>> Regelbereich von 4-6K
>
> Und warum nicht ein 2k Poti und ein 4k Widerstand in Reihe dazu?

Weil ich dann in der Summe nicht auf 10Kohm komme.

Beitrag #7764524 wurde vom Autor gelöscht.
von H. H. (hhinz)


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Chris schrieb:
> Servotester: Extron ST1

Und du hast dessen Schaltung aufgenommen?

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


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Chris schrieb:
> Servotester: Extron ST1
Wie ist das Poti dort drin angeschlossen?

Chris schrieb:
> Ich meine, dass das Poti zwischen 4 - 6kOhm regeln soll aber die
> Gesamtsumme des Max. Wiederstandes (Poti auf Anschlag) 10 kOhm ergeben
> muss.
Das passt irgendwie nicht zu deinem "Schaltplan". Zeichne dort mal ein, 
welcher Anschluss wohin geht...

Ich glaube, du willst nicht die Schaltung, die du da hingemalt hast, 
sondern sowas:
1
         |
2
         -
3
    4k  | |
4
         -
5
         |
6
         -
7
    2k  | |<------
8
         -
9
         |
10
         -
11
    4k  | |
12
         -
13
         |

Wenn das der Fall ist, dann dürfte mit hoher Wahrscheinlichkeit aber 
auch das gehen:
1
         |
2
         -
3
   20k  | |
4
         -
5
         |
6
         -
7
   10k  | |<------
8
         -
9
         |
10
         -
11
   20k  | |
12
         -
13
         |

: Bearbeitet durch Moderator
von Chris (chrisdo)


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Udo S. schrieb:
> Falls der Poti nicht als veränderlicher Widerstand zweipolig, sondern
> als Spannungsteiler von 0-5V dreipolig angeschlossen ist, gibt es eine
> universellere Lösung:
> 2k Poti und an beiden Aussenanschlüssen je ein 4k/ Trimmer.
> Dann kann man den gewünschten Stellbereich in weitem Bereich einstellen.

Ja, das Poti ist als Spannungsteiler angeschlossen (3 polig).

Das kling ja ganz gut, aber ich habe noch nirgends (google, Conrad, 
Reichelt ect.) 2K potis mit Mittelrastung gesehen... hast du einen Tip?

von Chris (chrisdo)


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H. H. schrieb:
> Chris schrieb:
>> Servotester: Extron ST1
>
> Und du hast dessen Schaltung aufgenommen?

Ich habe den Tester genommen und das vorhandene Poti (10kOhm ohne 
Mittelrastung) ausgelötet und mit Verlängerungskabel durch ein 10K ALPS 
Poti mit Mittelrastung ersetzt. Der Rest wurde 1:1 übernommen.

Lothar M. schrieb:
> Chris schrieb:
>> Servotester: Extron ST1
> Wie ist das Poti dort drin angeschlossen?

Als 3 poliger Spannungsteiler

> Chris schrieb:
>> Ich meine, dass das Poti zwischen 4 - 6kOhm regeln soll aber die
>> Gesamtsumme des Max. Wiederstandes (Poti auf Anschlag) 10 kOhm ergeben
>> muss.
> Das passt irgendwie nicht zu deinem "Schaltplan". Zeichne dort mal ein,
> welcher Anschluss wohin geht...

Stimmt, da ist ein Fehler in meier Skizze.... Der R1 mit 10K ist 
parallel zu Poti (außen)


> Ich glaube, du willst nicht die Schaltung, die du da hingemalt hast,
> sondern sowas:

Das ist gut möglich, habe es auch nur durch probieren "herausgefunden"

Lothar M. schrieb:
> Wenn das der Fall ist, dann dürfte mit hoher Wahrscheinlichkeit aber
> auch das gehen:         |
>          -
>    20k  | |
>          -
>          |
>          -
>    10k  | |<------
>          -
>          |
>          -
>    20k  | |
>          -
>          |


Wäre das dann quasi jeweils 1x 20K an jedem äußeren Bein + mittig 
nichts?
Ergibt das dann einen Regelbereich von 4-6kOhm?
Probiere ich heute Abend mal aus.

von Obelix X. (obelix)


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Chris schrieb:
> 2K potis mit Mittelrastung gesehen... hast du einen Tip?

Schaltplan von Lothar und nur zum 10k Poti einen entsprechenden 
Festwiderstand parallel.

von .● Des|ntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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H. H. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> 10K sind 10 Kelvin.
>
> Tieftemperaturpoti!


bei 10 Kelvin ist das bestimmt supraleitend.

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


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Chris schrieb:
> Als 3 poliger Spannungsteiler
>
> Stimmt, da ist ein Fehler in meier Skizze...
Da ist immer noch ein Fehler drin, denn in dieser Schaltung fehlt der 
für einen Spannungsteiler nötige dritte Anschluss.

> Ergibt das dann einen Regelbereich von 4-6kOhm?
Nein, aber das brauchst du mit höchster Wahrscheinlichkeit dauch nicht, 
sondern du brauchst einen Spannungsteiler, der in diesem mittleren 
Bereich von 40%..60% einstellbar ist.

> Ich habe den Tester genommen und das vorhandene Poti ausgelötet
Dann zeig doch mal zwei Fotos von der Leiterplatte dieses Testers. Eines 
von oben und eines von unten.

: Bearbeitet durch Moderator
von Chris (chrisdo)


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Lothar M. schrieb:
>> Ergibt das dann einen Regelbereich von 4-6kOhm?
> Nein, aber das brauchst du mit höchster Wahrscheinlichkeit dauch nicht,
> sondern du brauchst einen Spannungsteiler, der in diesem mittleren
> Bereich von 40%..60% einstellbar ist.

ok, verstehe, probiere ich aus.

Lothar M. schrieb:
> Dann zeig doch mal zwei Fotos von der Leiterplatte dieses Testers. Eines
> von oben und eines von unten.

Da muss ich dich leider auf heute Abend vertrösten wenn ich wieder zu 
Hause bin.

von Chris (chrisdo)


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Obelix X. schrieb:
> Schaltplan von Lothar und nur zum 10k Poti einen entsprechenden
> Festwiderstand parallel.

ok danke, das probiere ich heute Abend aus und melde mich dazu.

von Klaus H. (hildek)


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Chris schrieb:
> Klaus H. schrieb:
>>> Mit einem Widerstandsnetzwerk komme ich aktuell durch probieren auf
>>> 4,4-7,5K Regelbereich.
>>
>> Dann stimmen deine Widerstände nicht. Ich komme auch 3.6k ... 6.9k.
>
> Kannst du das bitte erläutern wie du darauf gekommen bist (zu meinem
> Verständnis)?

1.) Poti steht auf 0 Ω, dann ist der Gesamtwiderstand 2*2k2 || 27k = 
3.78k. Ja, gut, sind keine 3.6k sonder 3.8k ...
2.) Poti steht auf anderem Anschlag, also auf 10k, dann ist der 
Gesamtwiderstand 10k||10k + 2*2k2 und das Ergebnis dann wieder parallel 
zu 27k. Ergibt 6.97k.

von Carypt C. (carypt)


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ich kenne so eine ähnliche Schaltung aus einem Nähmaschinenpedal  Re: 
Motorsteuerung verbessern bei el. Nähmaschine 
Beitrag "Re: Motorsteuerung verbessern bei el. Nähmaschine"

Wie man die Parallelschaltung berechnet, habe ich mir mal 
aufgemalt.(hoffe es stimmt)
Widerstände parallel berechnet man durch Addition der Leitwerte (kann 
man).
Wenn so'ne Dreiecke im Netzwerk auftauchen, kann man gemäß der 
https://de.wikipedia.org/wiki/Stern-Dreieck-Transformation umwandeln. 
Das habe ich hier nicht gemacht, brauche ich auch nicht.

: Bearbeitet durch User
von Dietrich L. (dietrichl)


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Lothar M. schrieb:
> Wenn das der Fall ist, dann dürfte mit hoher Wahrscheinlichkeit aber
> auch das gehen:
1
           |
2
           -
3
     20k  | |
4
           -
5
           |
6
           -
7
     10k  | |<------
8
           -
9
           |
10
           -
11
     20k  | |
12
           -
13
           |
Und wenn 50kΩ aus welchen Gründen zu hochohmig ist, kann man auch es 
auch so machen:
1
                |
2
                -
3
           4k  | |
4
                -
5
       +--------+
6
       -        -
7
 2,5k | |  10k | |<------
8
       -        -
9
       +--------+
10
                -
11
           4k  | |
12
                -
13
                |
Das ergibt insgesamt wieder genau 10kΩ.

von Chris (chrisdo)


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Klaus H. schrieb:
> Chris schrieb:
>> Klaus H. schrieb:
>>>> Mit einem Widerstandsnetzwerk komme ich aktuell durch probieren auf
>>>> 4,4-7,5K Regelbereich.
>>>
>>> Dann stimmen deine Widerstände nicht. Ich komme auch 3.6k ... 6.9k.
>>
>> Kannst du das bitte erläutern wie du darauf gekommen bist (zu meinem
>> Verständnis)?
>
> 1.) Poti steht auf 0 Ω, dann ist der Gesamtwiderstand 22k2 || 27k =
> 3.78k. Ja, gut, sind keine 3.6k sonder 3.8k ...
> 2.) Poti steht auf anderem Anschlag, also auf 10k, dann ist der
> Gesamtwiderstand 10k||10k + 22k2 und das Ergebnis dann wieder parallel
> zu 27k. Ergibt 6.97k.

Ok, das ist einleuchtend, vielen Dank für die Erklärung.

Dietrich L. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Wenn das der Fall ist, dann dürfte mit hoher Wahrscheinlichkeit aber
>> auch das gehen:

> Das ergibt insgesamt wieder genau 10kΩ.


Das kling gut. Das probiere ich gleich mal aus.

Im Anhang noch die Bilder des Servotesters.

von H. H. (hhinz)


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Chris schrieb:
> Im Anhang noch die Bilder des Servotesters.

Auch noch FR2, lumpiger gehts kaum mehr.

von Chris (chrisdo)


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Also wenn ich jetzt die 2,5kOhm parallel zum 10KOhm Poti anschließe kann 
ich von 0-2kOhm regeln. Soweit klar. Wenn ich dann einen 4kOhm 
Widerstand in Reihe dazu nehme kann ich von 4kOhm bis 6kOhm regeln. 
Soweit so gut. Wenn ich jetzt aber den 2. 4kOhm Widerstand in Reihe ran 
hänge kann ich aber nur von 8-10kOhm regeln…
das verstehe ich nicht

von H. H. (hhinz)


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Nimm doch erst mal die vorhandene Schaltung auf!

von Chris (chrisdo)


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Tja der Praxistest zeigt auf jeden Fall das beide Varianten 
funktionieren. Sowohl mit 2.5K parallel und 4K in Reihe als auch nur 2x 
20K in Reihe.
Ich bedanke mich für die Unterstützung und zahlreichen Tips.

H. H. schrieb:
> Chris schrieb:
>> Im Anhang noch die Bilder des Servotesters.
>
> Auch noch FR2, lumpiger gehts kaum mehr.


Was ist an einem FR2 „lumpig“ wenn er seinen Dienst tut?

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


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Dietrich L. schrieb:
> Das ergibt insgesamt wieder genau 10kΩ.
Ist im konkreten Fall nicht nötig. Die 10k Gesamtwiderstand sind eine 
Nebelkerze und völlig irrelevant.

EDIT: zu spät...😁

: Bearbeitet durch Moderator
von H. H. (hhinz)


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Chris schrieb:
> Was ist an einem FR2 „lumpig“ wenn er seinen Dienst tut?

Macht es ja nicht, und das zeigt sich schon an des Schäden durchs 
Auslöten des Potis. Auch die Kombination mit den billigen 
Pfostensteckern ist alles andere als mechanisch stabil.

von Chris (chrisdo)


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Ja das stimmt wohl, die Verarbeitungsqualität lässt zu wünschen übrig. 2 
von 5 Platinen sind beim Potiauslöten kaputt gegangen. Schlechter 
Schnitt.

Lothar M. schrieb:
> Dietrich L. schrieb:
>> Das ergibt insgesamt wieder genau 10kΩ.
>
> Ist im konkreten Fall nicht nötig. Die 10k Gesamtwiderstand sind eine
> Nebelkerze und völlig irrelevant.
> EDIT: zu spät...😁

Das ist nochmal gut zu wissen. Danke.
Jetzt funktioniert es so wie ich mir das vorgestellt habe!

von Dietrich L. (dietrichl)


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Lothar M. schrieb:
> Ist im konkreten Fall nicht nötig. Die 10k Gesamtwiderstand sind eine
> Nebelkerze und völlig irrelevant.

Da hast du recht.
Allerdings wollte ich Chris eine Hand reichen, da er doch so fest auf 
10kΩ fixiert war.
Und seine Versuche zeigen, dass die Funktion auch mit 50kΩ hinreichend 
genau und stabil ist. Aber es hätte ja auch anders sein können...

von Carypt C. (carypt)


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ihr macht doch aus dem 2-Pol in Crisdo's Schaltplan einen 3-Pol.

Und die Schaltung drum herum verändert doch auch das Verhalten des 
linearen Potentiometers. gehts da nicht drum ?

: Bearbeitet durch User
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