Poti dimensionieren als Analog Input

[Max (Gast)]

Servus,

Ich habe gerade ein Verständnisproblem um Thema Potentiometer: Es soll 
eine kleine Schaltung dimensioniert werden, um ein PWM Signal für ein 
ESC zu erzeugen. Das PWM Signal wird von einem Arduino nano geliefert, 
dieser wiederum erhält ein Analogsignal von einem Poti (mit dem man dann 
also das PWM Signal regelt). Die Schaltung findet ihr (ganz ganz grob) 
im Anhang, der Output des ESC ist mal vereinfacht als 5V, GND und PWM_in 
gekennzeichnet, ich denke es ist klar was gemeint ist.

Jetzt frage ich mich nur wie ich das Potentiometer dimensionieren muss. 
Das ganze System wird von einem LiPo versorgt, der ans ESC angeschlossen 
ist, vom ESC werden wiederum 5V abgegriffen, die den Arduino und das 
Potentiometer versorgen. Das Potentiometer ist ja aber nicht direkt an 
einen Verbraucher angeschlossen sondern liefert nur das verhältnismäßig 
zu vernachlässigende Analogsignal- wie viel Leistung muss das 
Potentiometer also aushalten?

Ich würde das gerne wissen, bevor ich ein Poti bestelle, einfach den 
Strom messen ist also leider keine Option.

Außerdem ist mir nicht ganz klar wie ich denn den Widerstand berechne. 
Nicht zu klein um die Spannungsquelle nicht zu stark zu belasten aber 
auch nicht zu groß. Wie genau berechne ich aber den entsprechenden Wert? 
Kann ich einfach 10k annehmen?

Danke im Voraus,
Max

[Route_66 H. (route_66)]

Max schrieb:
> Kann ich einfach 10k annehmen?

Ja.
Du musst das Poti aber richtig anschließen.
Plus und Minus an den äusseren Enden und deinen braunen Draht an den 
Schleifer in der Mitte.
Also Schwarz und Braun tauschen

[Max (Gast)]

Alles klar danke,
Die Anschlüsse habe ich vertauscht.

Wie würde ich aber den Widerstand berechnen rein Interessehalber?
Und was ist mit der Leistung?

[Route_66 H. (route_66)]

Max schrieb:
> Wie würde ich aber den Widerstand berechnen rein Interessehalber?
> Und was ist mit der Leistung?

Der widerstand muss nicht berechnet werden. Im Datenblatt des 
Mikrocontrollers steht max. 10 kOhm Quellimpedanz.
Die Leistung kannst Du selbst ausrechnen dach den Gesetzen der 
Elektrotechnik.
I=U/R
P=UxI
oder P=U²/R

[Max (Gast)]

Ok top, das ist gut zu wissen.
Leistung hätte ich ja dann 2,5mW am Poti- wenn ich jetzt ein anderes 
Poti nehmen würde, z.b. 5k, würde das dann etwas ändern an meinem Analog 
output den ich in der Mitte abgreife? Oder kann ich mit verschieden 
ohmigen Potis dasselbe Signal erzeugen?

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Route_66 H. schrieb:
> Der widerstand muss nicht berechnet werden. Im Datenblatt des
> Mikrocontrollers steht max. 10 kOhm Quellimpedanz.

Fällt dir der Widerspruch nicht selber auf?

Zur Berechnung des Widerstands des Potis gilt:

GND --[Ra]--*--[Rb]-- +5V  
            |
       Analog Input

Der Wert des Potis (Nennwert) ist die Summe aus Ra und Rb. Wie groß Ra 
und Rb für ein gegebenes Poti sind, hängt von der Potistellung ab. Z.B. 
sind für ein 10kΩ Poti in der linken Endstellung Ra=0, Rb=10k. Am 
rechten Anschlag dann Ra=10k, Rb=0. Und in der Mitte sind Ra=5k, Rb=5k.

Der resultierende Widerstand, den der Analog-Eingang sieht, ist die 
Parallelschaltung von Ra und Rb. Es würde den Umfang dieses Beitrags 
sprengen, das exakt zu begründen, aber es läßt sich zeigen daß der 
Maximalwert des resultierenden Widerstandes gerade bei Mittelstellung 
des Potis erreicht wird.

Wenn wir einen maximalen Widerstand von 10kΩ haben wollen, dürfen Ra und 
Rb maximal je 20kΩ haben. Das Poti dementsprechend maximal 40kΩ.

Nun steht da oben nicht ohne Grund "Quellimpedanz" statt 
"Quellwiderstand".  Wenn man vom Analog-Eingang einen Kondensator nach 
GND schaltet, dann kann man die Impedanz nochmal verringern und folglich 
auch ein größeres Poti nehmen. Die Größe des Kondensators hängt von der 
Abtastgeschwindigkeit ab, aber mit 100nF ist man schon weit auf der 
sicheren Seite. Dann kann man ohne Probleme auch ein 100k Poti 
verwenden.

[Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)]

Braun und schwarz müssen vertauscht werden!

Stell Dir einfach vor, daß am Mittelanschluß (braun) die Spannung von 0V 
bis 5V abgegriffen wird, je nach Stellung des Potis. Das ist ja ein 
einfacher Spannungsteiler mit gesamt 10k.

Der Wert des Potis hängt davon ab wie weit die Quelle belastet werden 
darf und davon wie hochohmig der Eingang des Mikrocontrollers ist. Genau 
muß das nicht berechnet werden.

Bei 5V und 10k fließen 0,5mA. Leistung am Poti also 5V x 0,5mA = 2,5mW. 
Das ist nur ein Bruchteil von dem was übliche Potis verkraften 
(150-250mW).

[Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)]

Max schrieb:
> Oder kann ich mit verschieden ohmigen Potis dasselbe Signal erzeugen?

Egal welchen Wert das Poti hat, das abgegriffene Signal ist immer 
proportional.

Wichtig ist, welche Impedanz der Controller-Eingang hat. Wenn er 
hochohmig ist (also das Poti nicht belastet), dann kann das Poti auch 
50k oder 100k haben.

[MaWin (Gast)]

Axel S. schrieb:
> Wenn wir einen maximalen Widerstand von 10kΩ haben wollen, dürfen Ra und
> Rb maximal je 20kΩ haben. Das Poti dementsprechend maximal 40kΩ.

Richtig.

Ein handelsübliches 47k Poti ist noch gut genug damit der Messwert 
stimmt.

[Max (Gast)]

Ok vielen Dank euch allen, das hat sehr geholfen!