Nutzung des Teilbereichs des Potentiometers

Ich habe ein 100k Ohm Potentiometer. Mein Problem ist, dass ich einen Steuerknüppel habe, der von links nach rechts geht und einen sehr kleinen Winkel darstellt - entsprechend 618 Ohm des Bereichs des Potentiometers. Innerhalb der ersten 618 Ohm möchte ich also den Wert von 5 V erreichen.

Welche Elektronik sollte ich hinzufügen, um dieses Ergebnis zu erzielen, bitte?

ursprüngliches Diagramm

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Umsetzung von Spehros Vorschlag - ist dies geeignet, wenn man weiß, dass der Maximalwert bei 61 mV erreicht wird?

schematisch

Unten ist die mathematische Lösung :

schematisch

Welche der beiden Lösungen ist bitte die beste?

Wenn Ihr Topf eine Nennleistung von 10 Watt hat und in der Lage ist, tausend Volt zu überstehen, dann kann es getan werden.
Sie sprechen davon, 0,62 Prozent der gesamten Bandbreite des Pots zu nutzen. Wenn der volle Bewegungsbereich 270 Grad beträgt, wären das weniger als zwei Grad.
Ja, Solomon, das ist genau mein Problem.
Was hoffen Sie zu erreichen, indem Sie einen so kleinen Teil des POT-Sortiments verwenden?
Dieser Wert entspricht der maximalen Verschiebung einer Steuerstange.
@AACES - Hallo, ich empfehle Ihnen, einen Schritt zurückzutreten und auch andere Optionen in Betracht zu ziehen, wenn Sie nur die Verwendung eines Potentiometers in Betracht ziehen, das sich um 2 Grad dreht. Untersuchen Sie beispielsweise eine mechanische Änderung (Hebel / Getriebe), um die zur Messung verwendete Bewegung zu erhöhen; oder schauen Sie sich andere Messoptionen an (z. B. optische Encoder), die besser zum Messen kleiner Bewegungen geeignet sind. Dies könnte ein „ XY-Problem “ sein, bei dem die vorgeschlagene Lösung (Drehung des Potentiometers um weniger als 2 Grad) zu früh gewählt wurde und es besser wäre, einen größeren Bereich möglicher Lösungen neu zu bewerten.
Ihre Operationsverstärkerschaltung ermöglicht es, den '+'-Eingang des Operationsverstärkers auf eine höhere Spannung als die 5-V-Versorgung zu treiben. Ich bin kein Experte, aber das klingt wie eine schlechte Idee. Sie sollten in der Lage sein, eine Schaltung zu entwerfen, in der der Operationsverstärker von derselben 10-V-Versorgung gespeist wird, die das Potentiometer versorgt, die Ausgangsspannung jedoch auf +5 V begrenzt.
Sie könnten mehr Potentiometerbereich nutzen, wenn Sie Zahnräder verwenden, um die Bewegung der Steuerung zu verstärken. Obwohl das Spiel bei einem so kleinen Bewegungsbereich möglicherweise nicht akzeptabel ist.
Ein weiterer Hinweis: Je nach verwendetem Operationsverstärker ist es schwierig oder unmöglich, den Ausgang bis zur negativen Versorgungsspannung herunterzufahren. Da die "negative" Versorgung mit Masse (0 V) verbunden ist, sollten Sie nicht erwarten, dass Sie den Ausgang ganz auf Null drehen können.
@Hearth, nicht praktisch, aus Gründen, die Spehro Pefhany erwähnt hat. Selbst wenn der Getriebezug kein Spiel hätte (was nicht der Fall sein wird), führt eine präzise, ​​sanfte Steuerung über einen so kleinen Bewegungsbereich der Topfwelle nicht unbedingt zu präzisen, sanften Änderungen der Ausgangsspannung.
Lassen Sie mich also versuchen, dieses XY-Problem anzugehen ... Meine anfängliche Notwendigkeit ist wie folgt. Lesen Sie die 5 Bedienelemente von einem Hubschraubersimulator (Sitz), der mit einem Joystick verglichen werden kann, ab. Da der "Sitz" das HID-Protokoll über einen USB-Anschluss verwendet, war meine Idee, stattdessen das Potentiometer zu verwenden, da mir dieses Protokoll völlig unbekannt ist. Wenn ich alle Ihre Ratschläge lese, werde ich entweder Zahnräder verwenden, um den Potentiometerbereich besser zu nutzen, oder in den optischen Encoder schauen.

Antworten (2)

Nun, normalerweise ist es eine sehr schlechte Idee, einen so kleinen Teil eines Potentiometerelements zu verwenden. Es kann mechanische Bewegung geben, die keine elektrische Wirkung hat, und die Position des Wischers wird extrem empfindlich auf Bewegung, Temperatur, Vibration usw. reagieren.

Wie auch immer, Sie können dem Ausgang einen Verstärker hinzufügen. Um 61,8 mV zu nehmen und 5 V auszugeben, benötigen Sie eine Verstärkung von etwa +80,9. Der Operationsverstärker sollte niedrige Vos haben, damit die Ergebnisse nützlich sind.

Auch wenn dies Ihre Frage beantwortet, vermute ich, dass dies für Sie keinen Nutzen haben wird. Vielleicht möchten Sie Ihr eigentliches Problem erklären. Wenn Sie versuchen, eine Messung einer kleinen Verschiebung mit einem Topf mit großer Bewegung zu erhalten, ist diese Methode wahrscheinlich nicht von großem Nutzen, es sei denn, Sie haben so etwas wie einen Spiralspulentopf mit 10 Windungen und einem Hybridelement.

Danke Spero. Mein Problem ist, dass ich einen Steuerknüppel habe, der von links nach rechts geht und einen sehr kleinen Winkel darstellt - entsprechend 618 Ohm. Das Potentiometer hat eine Genauigkeit von 2 %. Kann dies den mechanischen Hub abdecken, von dem Sie gesprochen haben? Wenn nicht, welches System kann ich verwenden, bitte?
Kannst du die Spezifikationen verlinken? Normalerweise bedeuten 2 % 2 % des vollen Bereichs (100 K) oder 2 K, also wären 600 Ohm niedriger.
Nun, das ist ein 10-Turn-Pot mit einem spiralförmigen Element und es gibt eine Hybrid-Option. Die Nicht-Hybrid-Option hat eine Auflösung von 0,008 %, sodass Sie 50 oder 100 Schritte im kleinen Winkel erhalten würden. Der Verstärker könnte also für Sie funktionieren.
Entschuldigung, Spehro, aber ich sehe die Nicht-Hybrid-Variante, die Sie entdeckt haben, nicht. Und wenn ich zwischen 0 und 61 mV max bin, werde ich nicht zu empfindlich auf Rauschen reagieren?
Die Hybritron® sind hybrid. Andere sind es nicht. Ich glaube nicht, dass Lärm das größte Problem sein wird.
Was ist Ihrer Meinung nach das größte Problem?

Ihre Ausgangsspannung wird sein v Ö U T = v C C R 2 R 1 + R 2 Um einen 5-V-Ausgang mit a zu erhalten v C C = 10 v benötigt das R 1 = R 2 , dh der Mittelpunkt Ihres Potentiometers.

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