Frage zum Spannungsteiler

Technik Elektronik & Elektrotechnik
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Guten Abend zusammen,

mir ist folgendes Problem bewußt geworden.

Ich brauche in einer elektronischen Schaltung 10V an einem 10KOhm Motorpoti.
Diese 10V wollte ich über einen Spannungsteiler gewinnen.
Mir ist dabei in der Praxis aufgefallen, dass die 10V vom Spannungsteiler nicht stabil bleiben, wenn der Schleifer am Poti bewegt wird.

Anbei der Schaltplan.

http://img42.imageshack.us/i/unbenanntxnv.jpg/

Welche Möglichkeiten seht ihr für mich stabile 10v am Poti zu bekommen?

Ich würde mich über ein paar Hinweise wiede sehr freuen.

Mir fällt als einziges nur ein Festspannungsregler ein. Gibt es denn noch andere Methoden?

Viele Grüße,

Matthias.

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Moin,

Diese 10V wollte ich über einen Spannungsteiler gewinnen.
Mir ist dabei in der Praxis aufgefallen, dass die 10V vom
Spannungsteiler nicht stabil bleiben, wenn der Schleifer am
Poti bewegt wird.

überlege dir mal, was für einen Spannungsteiler du hast, wenn der Abgriff des Potis am oberen Anschlag ist.

http://img42.imageshack.us/i/unbenanntxnv.jpg/

Welche Möglichkeiten seht ihr für mich stabile 10v am Poti zu
bekommen?

Keine. Die Schaltung ergibt so wie sie ist für mich keinen Sinn. Hast du wie auch immer eine 10V-Spannungsquelle an deinem Poti , schließt du diese kurz wenn den Mittelabgriff ganz oben ist. Vorher raucht allerdings dein Poti ab weil die aufgenommenen Leistung viel zu groß würde.

Sag uns doch mal bitte wie dein EIGENTLICHES Problem ist welches du lösen willst.

Mir fällt als einziges nur ein Festspannungsregler ein. Gibt
es denn noch andere Methoden?

Z-Diode mit Vorwiderstand.

VG!
J~

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Moin,

ich habe einen kleinen Gedankenfehler in dem SChaltbild eingebaut.

Der Schleifer geht an den Analogeingang eines Mikrocontrollers. So dürfe es keinen Kurzschluss geben und die Spannung von ca. 10V dürfte auch stabil bleiben.

Der uC soll das Poti im Motor als Weggeber auswerten. Dieses Poti soll laut Motorvorgabe mit 10V betrieben werden.

Viele Grüße,

Matthias.

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Moin,

Der Schleifer geht an den Analogeingang eines
Mikrocontrollers. So dürfe es keinen Kurzschluss geben und die
Spannung von ca. 10V dürfte auch stabil bleiben.

OK, so macht das Sinn. Der Eingang von deinem µC wird sicher sehr hochohmig sein und nur wenig Strom aufnehmen. Den kannst du dann ignorieren und deinen Spannungsteiler als unbelastet annehmen.
Der liefert aber nur 0…9.6V und nicht 10V und das auch nur im Idealfall. Du darfst nicht vergessen, dass Widerstände auch Toleranzen haben. Bei nur 2% Abweichung könntest du auch bei nur 9,37V liegen. Besser du nimmst statt der 15kOhm auch ein Poti und stimmst das ab.
Und dein 24V-Spannungsquelle ist stabil, ja?

VG
J~

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Hi,

ja, ich habe die Ungenauigkeit mit den Spannungsteilern auch bemerkt. :smile:
Desweiteren habe ich nie die exakten Widerstandswerte, um auf meine Zielspannung zu kommen.

Jetzt für meine Entwicklungstestschaltung sollen die Ungenauigkeiten keine Rolle spielen, wenn ich die Analoge Referenzspannung von z.B. 5V am Mikrcotnroller über der Spannungsteiler nicht ganz erreiche.

Später muss ich das mit einem Trimmer genau abgleichen.

An der Spannungsquelle sitzt ein einstellbarer Spannungsregler, daher erwarte ich, dass die 24V stabil sind, denn das ist ja auhc sehr wichtig.

In den nächsten Wochen habe ich sihcer noch eine Frage zu meiner gesamten Motorschaltung und dann lade ich diese hoch und man kann sihc das Ganze ansehen.

Viele Grüße,

Matthias.

6

Sorry, so ist das Pfusch!
Hallo!

Die Versorgungsspannung als Referenz zu benutzen mag in manchen Fällen funktionieren, aber das ist schlampiges Pfusch-Design. Statt Spannungsteiler solltest du entweder ein integriertes Referenzspannungsmodul oder eine Z-Diode mit entsprechend dimensionierten Vorwiderstand verwenden. Mit Spannungsteiler an der Versorgungsspannung würde jede Spannungsschwankung linear als Fehler in deine Positionsmessung eingehen. Und was nützt dir eine Microcontroller Regelung, wenn die Eingangsgröße derart fehlerbehaftet ist? Die Betriebsspannung wird immer schwanken, wenn du nicht eine super teure stabilisierte Versorgung hast. Dann nützt dir auch der beste Abgleich mit einem Trimmer nichts. Und hast du dir schon mal überlegt was passiert, wenn sich die Umgebungstemperatur um 5ºC oder 10ºC ändert?
Also, vergiss das mit dem Spannungsteiler ganz schnell. Damit diskreditierst du dich bei jedem, der etwas von Elektronik versteht sofort als „Pfuscher“.

Liebe Grüße,

THomas.

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7

Hi,

gibt es einen Grund dafür das das Poti mit 10V betrieben werden muss?
Das sollte ja eigentlich egal sein.

Normalerweise würde ich das Poti mit der Referenzspannung des ADC (Belastbarkeit beachten!) versorgen. Dann kürzen sich alle Fehler durch die Versorgungspannung raus.

Viele Grüße,
Thomas…

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Der Schleifer geht an den Analogeingang eines
Mikrocontrollers. So dürfe es keinen Kurzschluss geben und die
Spannung von ca. 10V dürfte auch stabil bleiben.

Hallo Matthias,

ja, wenn der Microcontroller tatsächlich 10 V verträgt. Leider ist das in den meisten Fällen nicht so, der erlaubte Bereich ist eher 0…5 V.

Gruss Reinhard

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Hallo Reinhard,

ja, mein Microcontroller verträgt tatsächlich nur 5 V. Der Schleifer soll mit 10V versorgt werden.
Anschließend werden die 10V nochmals mittels Spannungsteiler auf 5V runtergeteilt.

Viele Grüße,

Matthias.

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Guten Abend Thomas,

danke für Deine Hilfe.

Das Poti mit der Referenzspannung des ADC zu belasten wäre wirklich optimal. Dann bräuchte man die 24V nicht zum Einem für das Poti runterteilen und dann noch ein zweites Mal für den ADC.

Ich habe mir aber zur Vorgabe gesetzt das Poti mit realen Betriebsbedinungen im Feld zu belasten. Dort liegen an diesem Motorpoti 10V an.

hier ein Bild von dem motor, wo das Poti eingebaut ist und 10V anliegen.

http://img524.imageshack.us/i/dscf0418q.jpg/

Meine Gesamtschaltung zielt darauf ab das Poti auf Plausibilität zu testen, denn oft fahren die Motoren die Position, vorgegeben über das Poti, nicht mehr genau an.

Ich will die Potiwerte an einem ADC auslesen und per Software prüfen, ob diese in der Spannung springen.

Viele Grüße, Matthias.

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Guten Abend Thomas,

danke für Deinen Hinweis mit der Referenzspannungsquelle. Auf solche Hinweise bin ich als Anfänger angewiesen und freue mich sehr darüber.
So kann ich meine Schaltung Schritt für Schritt verbessern.

Ich habe mir nichts schlimmes dabei gedacht einen Spannungsteiler als Referenzspannungsquelle zu benutzen. :frowning:

Ich habe angenommen, dass wenn ich die Spannung am Spannungsteiler über einen Spannungsregler beziehe, ist alles in bester Ordnung!

Reicht ein Spannungsregler denn nicht für die Spannungsversorgung und als Referenz meiner Schaltung aus???

Schön, dass ich immer noch dazu lernen kann.

Ich nehme gern ein Referenzspannungselement für mein 10k Poti, das an den ADc des micocontrollers geht, wenn ich verstanden habe, das dieser nötig ist.
Klar, ich brauche am ADC eine besonders genaue Spannung, da ich sonst Spannungsschwankungen mitmesse und das möchte ich auf keinen Fall.

Können denn noch Spannungsschwankungen nach einem Spannungsregler auftreten, wenn die Last genügend groß über einen Konmdensator gedämpft ist und der Laststrrom nicht schlagartig so groß wird?

Ich habe bis jetzt immer mit Spannungsteilern gearbeitet, aber vielleicht sollte ich dies nach diesem Artikel genau überdenken, ob das weiterhin in vielen Fällen sinnvoll ist oder nicht.

Ich habe auch schon ein Referenzspannungselement als Beispiel rausgesucht.
http://www.conrad.de/ce/de/product/176176/IC-TL-431C…

Was meinst Du bitte damit?
Und hast du dir schon mal überlegt was passiert, wenn sich die Umgebungstemperatur um 5ºC oder 10ºC ändert?

Meine Spannung vom Festspannungsregler bleibt doch dennoch gleich.
Kann sich durch den Temperatureinfluß die Spannung am Spannungsteiler ändern? Nein, oder? Wenn ändern sich doch beide Widerstände und es gleicht sich aus.

Ich bin auf Antworten sehr gespannt.

Viele Grüße, Matthias.

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Nachtrag zum Spannungsteiler
Guten Abend zusammen,

folgendes Problem ist mir aufgefallen, wenn ich einen spannungsteiler als Referenzspannung für ein motorpoti verwende.

http://img524.imageshack.us/i/dscf0418q.jpg/

Der Spannungsfall ändert sich über dem Spannungsteiler je nachdem welche Stellung das Poti hat. siehe Bild das ist nicht gewünscht!

http://img146.imageshack.us/i/unbenannthfo.jpg/

Wenn ich aber die potiwerte am ADc einen uC auswerten möchte, sollte die Referenzspannung am Spannungsteiler von 10V doch schon sehr genau eingehalten werden und nicht schwanken bedingt durch die Potistellung.

Gibt es dafür als Lösung nur ein Referenzspannungselement was aus den 24V 10V generiert? Die 10V gebe ich dann auf das Poti in der Hoffnung, dass es bei Potiwertänderung stabil bleibt?

Vielen Dank für Eurer Hilfe im Vorraus.

Viele Grüße,

Matthias.

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ja, mein Microcontroller verträgt tatsächlich nur 5 V. Der
Schleifer soll mit 10V versorgt werden.
Anschließend werden die 10V nochmals mittels Spannungsteiler
auf 5V runtergeteilt.

Hallo Matthias,

wenn du 2 Spannungsteiler hintereinanderschaltest ohne einen Pufferverstärker dazwischen, kommt nicht das raus was du erwartest. Höchstens annähernd, wenn der Widerstand des 2. Teilers SEHR viel höher ist als der des ersten.

Gruss Reinhard

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Moin,

ich denke, du solltest dich schrittweise vortasten. Wenn du wissen möchtest, ob eine ideale 10V-Spannungsquelle all deine Probelme lösen wird überlege dir doch mal, was für eine Schaltung du in Wirklichkeit hast. Ein einfacher Spannungsteiler ist es nämlich nicht.

Wenn du lieber experimentell lernst baue deine Schaltung http://img146.imageshack.us/i/unbenannthfo.jpg doch einfach mal um. Entferne R2, ändere U auf 10V und messe die Spannung am Potiabgriff. Erstelle (messe!) eine Übertragungsfunktion UR3/phiPoti und sage was du merkst und was du erwartet hättest.

Du hast einen , (genau genommen sogar zwei) http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsteiler#Belaste… dessen Linearität seiner Übertragungsfunktion von dem Verhältnis R3/R1 abhängt.

Der veränderliche Ersatzwiderstand R1 || R3 belastet auch deine 24V-Quelle veränderlich, wodurch sich die Spannung die du hier misst
http://img146.imageshack.us/i/unbenannthfo.jpg auch durch die Potistellung verändert!

Ob der Fehler den du dir durch diese Schaltung einhandelst akzeptabel ist musst du selbst entscheiden (lernen).

VG
J~

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Bravo! So wird das was!
Hallo!

Bravo! Du hast dir genau die richtigen Bauteile ausgesucht. Schau dir die Datenblätter und die „typical applications“ der Referenzspannungsquellen an und du wirst eine Menge lernen.
Was glaubst du denn, warum es solche Bauteile wie Referenzspannungsquellen auf dem Markt gibt? Weil man sie braucht! Wenn das mit einem einfachen Spannungsteiler funzen würde, warum sollten dann Leute solche Referenzelemente kaufen?
Wie gesagt, es kann mit einem Spannungsteiler funktionieren. Aber wenn du sicher gehen willst, dass es funktioniert, dann nimmst du eine Referenzspannungsquelle. Das ist dann der Unterschied zwischen Schaltungsdesign und Elektronik-Basteln.

Liebe Grüße,

Thomas.

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einfach das Beste?
Moin,

Was glaubst du denn, warum es solche Bauteile wie
Referenzspannungsquellen auf dem Markt gibt? Weil man sie
braucht!

weil man sie MANCHMAL braucht. Besser als „einfach das Beste“ zu nehmen das man bekommen kann ist sich zu überlegen, wie genau ich es denn brauche. Hat der nachgeschaltete A-D-Umsetzer eine Auflösung von lediglich 2-Bit, macht das bei 10V wohl kaum Sinn den Spannungsteiler durch eine Referenzspannungsquellen zu ersetzen. Die Frage die sich der UP also stellen muss ist, wie groß darf denn die Abweichung meiner Spannung sein um ein gutes Ergebnis zu bekommen? Auch die beste Referenz hat einen Fehler und der IC „aus der Schublade“ würde bei 128-Bit sicher auch nicht mehr ausreichen!

Aber wenn du sicher gehen willst, dass es funktioniert, dann
nimmst du eine Referenzspannungsquelle.

Die dann uU neue, an sich unnütze Probleme aufwirft? Wie gesagt, man muss die „passende“ Lösung erzeugen, keine unter- und keine überdimensionierte.

VG
J~

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17

Hi,

danke für Deine Antwort.

Auch die hat mich zum Nachdenken angeregt.

Ich würde als unerfahrener sagen, mein Festpsannungsregler ist genau genug, den der erzeugt mir doch genau die 24V mit denen ich am Spannungsteiler arbeite, um daraus auf 10V runterzuteilen.

Auf jeden Fall werde ich in diesem Projekt eine Referenzspannungsquelle mit aufnehmen.
Zum einem, um ein neues, wichtiges Bauteil kennen zu lernen.
Zum Anderem, weil bei dieser analogen Messung eine hohe Genauikgeit gefragt ist, denn dieSchaltung beruht darauf Fehler (Verschleiß) des eingebauten Potis zu erkennen. Das soll die Aufgabe der Schaltung sein.

Der Motor mit Potilagegeber wird z.B. 10x auf- und abgefahren und der uC prüft am Analogeingang, ob die Spannungswerte am Scheliferpoti nicht springen.

Viele Grüße,

Matthias.

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Hallo Thomas,

danke für Dein Lob! Darüber freue ich mich sehr. :smile:

habe ich das Datenblatt zum Aufbau der Referenzspannugsschaltung so richtig interpretiert?

Ich bin mir nicht ganz sicher, ob ich es so richtig gelöst habe.

Ich habe das mit dem Vorwiderstand in dem Datenblatt nicht richtig verstanden was der machen soll. Er soll einen Mindesstrom von 1mA liefern.

http://img222.imageshack.us/f/dsdsve.jpg/
Was passiert wenn ich diesen Widerstsand weglasse? Dann flie0t ein größerer Strom in die Catode und zerstört diese?
Ansonsten wäre dieser Widerstand doch auch ein Innenwiderstand für die Nachfolgende Schaltung.

Anbei der Schaltplan wo ich oben links die Referenzspannung so nach meinem Wissen eingebaut habe.
http://img688.imageshack.us/f/seadfsd.jpg/

Ist das so ok?

Vielen Dank für Deine Hilfe im Vorraus.

Grüße, Matthias.

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Moin,

Ich habe das mit dem Vorwiderstand in dem Datenblatt nicht
richtig verstanden was der machen soll. Er soll einen
Mindesstrom von 1mA liefern.

ich hab das Datenblatt nicht gelesen, aber so:
http://img688.imageshack.us/f/seadfsd.jpg/
kann es nicht funktionieren.
Schau, zwischen Vcc und X2-4 befindet sich NIX. D.h. diese beiden Anschlüsse haben IMMER dasselbe Potential, dein „Spannungsregler“ ist überbrückt und sinnlos.
Was ist dein Ziel? Du hast „schwankende“ 24V und möchtest „stabile“ 10V haben. Das sind +/- 14V die irgendwo bleiben müssen bzw dein IC muss die irgendwo lassen können. Dafür braucht er dein „R“.

Ansonsten wäre dieser Widerstand doch auch ein Innenwiderstand
für die Nachfolgende Schaltung.

Du meinst den Ausgangswiderstand. Und nein, das ist er nicht. Dein Spannungsregler (den ich nicht kenne) wird seine Ausgangsspannung doch solange als möglich stabil halten, egal wie groß der Ausgangsstrom ist. Damit wäre der Ausgangswiderstand theoretisch Null. (Das stimmt natürlich nicht, da es noch andere Parameter zu berücksichtigen gibt. Real ist er also >0) (hab ja jetzt doch nachgelesen, da steht glaub was von 0,2 Ohm)

Ehrlich gesagt habe ich immer noch nicht ganz verstanden, warum du eine hochgenaue Spg-Referenz haben willst und die dann dann durch 0815-Widerstände R1/R4 in einem mit großem Fehler behafteten Verhältnis teilst? Ist das „Motorpoti“ irgendetwas anderes als ein Poti? Warum gehst du da nicht mit 5V rein? Kann es sein, dass die „10V“ die du gelesen hast nur der Maximalwert sind?

In meinem Datenblatt http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1750… hat die Schaltung übrigens einen Längstransistor. Keine Ahnung ob du den auch brauchst. Müsste man nachlesen, aber das mach ich nun nicht mehr :wink:

Gute Nacht,
J~

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Hi,

danke für Deine Antwort.

bitte :smile:

Auch die hat mich zum Nachdenken angeregt.

Na dann ist ja gut :smile: Eigenes Denken ist durch nix zu ersetzen :smile:

Der Motor mit Potilagegeber wird z.B. 10x auf- und abgefahren
und der uC prüft am Analogeingang, ob die Spannungswerte am
Scheliferpoti nicht springen.

Nimmst du denn den Drehwinkel auch auf und vergleichst dann U-Poti mit phi-Poti?
Oder nimmst du die Rotation des Motors (also phi(t) )einfach als perfekt linear an und misst dann nur U-Poti(t) ?

Nacht,
J~

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