Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 2 "Potentiometer" Werte in Spannung umwandeln


von Mathias (Gast)


Lesenswert?

Hi Zusammen,

ich stehe gerade irgendwie vor einem Problem, welches ich gerade nicht 
gelöst bekomme.
Ich habe bei einem Ferngesteuerten Auto/Robotor an der Vorder- und 
Hinterachse je ein veränderbaren Widerstand über den ich die Achsneigung 
"auslesen" kann.

Beide Widerstände können Theoretisch! ca. 150R bis 1,5k Ohm annehmen. 
Ich wollte  dann gerne eine Anzeige dazu bauen welches mir die jeweilige 
Achsneigung anzeigen kann.
Wir sagen der Einfachheit halber mal:
Bei Achse ist gerade würde ich gerne 0V haben
und bei Achse ist um 45 Grad geneigt 10V hätte ich gerne ein 10V Signal

Das Problem ist bei der:
Vorderen Achse ist gerade=200R und bei 45 Grad = 1k Ohm
Hintere Achse ist gerade=600R und bei 45 Grad = 1,4k Ohm

Also beide veränderbaren Widerstände haben einen "Ausschlag" von 800 Ohm 
für die 45 Grad.

Insgesamt hängt das ganze an 5V und wenn ich die Spannung von den Achsen 
messe dann habe ich:
Vorderen Achse ist gerade=2,04V und bei 45 Grad = 3,05V
Hintere Achse ist gerade=2,48V und bei 45 Grad = 3,25V

An den Spannungswerten sind man nun das es nicht mehr linear ist, weil 
dort noch ein Vorwiderstand vor dem veränderbaren Widerstand ist.


Ich dachte mir natürlich "kein Problem" hängste einfach einen OP 
dahinter der als erstes den Offset glatt bügelt und dann direkt 
verstärkt.
Also bei Achse "gerade" muss ich einmal 2,04V und einmal 2,48V auf 0V 
setzten
Und Achse bei 45 grad soll 10V ausgegeben werden.

Aber der Offset wird ja auch direkt mit verstärkt, bzw. war es super 
schwierig das irgendwie abzugleichen.


Kann man das irgendwie elganter/anders/leichter lösen? Hat da vielleicht 
jemand einen Tipp?

Viele Grüße
Mathias

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Normale Potentiometer haben 3 Anschlüsse und arbeiten als 
Spannungsteiler, das wurde die Aufgabe erheblich leichter machen.

Dein veränderbarer Widerstand in Reihe mit einem Festwiderstand als 
Spannungsteiler ergibt nämlich ein unlineares Ausgangssignal.

Du müsstest durch dein Poti einen konstanten Strom fliessen lassen, um 
eine linear mit der Achsneigung sich ändernde Spannung zu bekommen.

Da man die Auswertung wohl bezüglich einer als Referenz verwendeten 
Spannung machen wird, wäre es klug, den Strom auch bezüglich dieser 
Referenz z.B. mit einer Howland-Stromquelle (und ihren bekannten 
Problemen) zu erzeugen.

Dass man dann mit OpAmps eine Offsetkorrektur und Verstärkung machen 
kann, bleibt wie bisher. Baut man das richtig, verstärkt man auch nicht 
den Offset.

Bei einer Auswertung des Poti im Spannungsteiler mit einem 
Festwiderstand mit einem uC Analogeingang könnte man das alles aber auch 
durch Software lösen.

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


Lesenswert?

Mathias schrieb:
> Ich wollte  dann gerne eine Anzeige dazu bauen welches mir die
> jeweilige Achsneigung anzeigen kann.
Und wofür brauchst du da dann die 0..10V?

> Ich wollte  dann gerne eine Anzeige dazu bauen welches mir die
> jeweilige Achsneigung anzeigen kann.
Wenn du sowieso auch noch eine Anzeige bauen musst um die Achsneigung 
auszugeben, warum nimmst du nicht einfach einen µC, liest die beiden 
Analogwerte mit einem ADC ein, interpolierst die Werte eine Tabelle und 
gibst den Winkel auf der Anzeige aus.

Bauteilaufwand im einfachsten Fall: 1 Display + 1 Arduino.

Funktionsmodell: fertig bis zur Mittagspause.

: Bearbeitet durch Moderator
von Mathias (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Normale Potentiometer haben 3 Anschlüsse und arbeiten als
> Spannungsteiler, das wurde die Aufgabe erheblich leichter machen.

Das stimmt. Da müsste ich mal gucken ob ich das Teil öffnen kann um dann 
vielleicht alle 3 Leitungen rauslegen zu können.

MaWin schrieb:
> Du müsstest durch dein Poti einen konstanten Strom fliessen lassen, um
> eine linear mit der Achsneigung sich ändernde Spannung zu bekommen.

Okay das könnte eine Idee sein.

Lothar M. schrieb:
> Wenn du sowieso auch noch eine Anzeige bauen musst, warum nimmst du
> nicht einfach einen µC

Also momentan wird es daraus hinauslaufen das es auf eine 
Drehspulinstrument ausgegeben werden könnte.

Einen uC würde ich gerne vermeiden, ich wollte mal wieder was diskret 
basteln =)

von Mathias (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Dein veränderbarer Widerstand in Reihe mit einem Festwiderstand als
> Spannungsteiler ergibt nämlich ein unlineares Ausgangssignal.

Dazu noch einmal gerade etwas. Sollte es nicht möglich sein das Signal 
auf 3 polig aufzuweiten.
Gibt es da ein sinnvolles vorgehen? Wäre ein Konstantstrom Quelle dann 
die Beste Lösung?

von oszi40 (Gast)


Lesenswert?

U-Wert auslesen und µC in Tabelle zugehörigen Winkel auslesen wäre eine 
einfache Möglichkeit die schon beschrieben wurde.

Alternativ: Anschlag-R1---Poti--Schleiferanschluss-Poti-Anschlag-R2 
kannst Du so zusammenbasteln, dass über die zusätzlichen 
Anschlag-Widerstände der Poti-Drehwinkel angepasst werden könnte.

von Andrew T. (marsufant)


Lesenswert?

Mathias schrieb:
> Dazu noch einmal gerade etwas. Sollte es nicht möglich sein das Signal
> auf 3 polig aufzuweiten.

Ja, klar geht das.

> Gibt es da ein sinnvolles vorgehen?

zusätzlicher widerstand von einem Ende Deines Potis  nach Masse 
schalten. Dort die spannung messen.Anderes Ende des Potis nach Plus 
Versorgungsspannung (z.B. 5V).

Oder halt die Konstantstromquelle.

Ganz harte Tüftler bauen eine wheatstone Brückenschaltung.


> Wäre ein Konstantstrom Quelle dann
> die Beste Lösung?

Es wäre in jedem Fall eine mögliche.
"Beste" ist immer von Randbedingungen (Aufwand, Kosten, 
Anforderungen,...) abhängig

von Uli S. (uli12us)


Lesenswert?

Warum verdrehst du deinen Poti nicht einfach so weit in der Halterung, 
dass er beide Male den selben Wert hat? Bzw, du hängst an einen 
ANschluss 400Ohm zusätzlich ran, da ja offensichtlich nur ein kleiner 
Bereich tatsächlich genutzt wird.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.