Verwendung eines digitalen Potentiometers in einem Spannungsteiler

Sie müssen Ihr digitales Potentiometer als Rheostat konfigurieren. Wenn Sie den Schleifer mit einer der Klemmen A oder B verbinden, erhalten Sie einen variablen Widerstand zwischen den beiden Klemmen A und B.

Laut Datenblatt steht der Schleifer auf B, wenn das digitale Potentiometer auf 0 steht, und A auf Vollausschlag. Das bedeutet, dass Sie wählen können, ob der Widerstand nahe 0 sein soll$\ \Omega$oder 10k$\Omega$wenn Sie den Min/Max-Wert in der Software einstellen, je nachdem, ob Sie A oder B an den Scheibenwischer anschließen. Dies kann Ihre Softwareroutine bequemer machen.

Die Zahlen, die Sie lesen, stimmen fast perfekt mit der Schaltung überein, die Sie gebaut haben (deren Schaltplan Sie leider noch nicht gepostet haben, aber umgekehrt werden können).

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Auf dem ersten:

während auf der zweiten

Ich denke jedoch nicht, dass dies die beste Schaltung zum genauen Messen von Widerständen ist: Der Wischerwiderstand, der normalerweise weit davon entfernt ist, stabil und sowohl in elektromechanischen als auch in elektronischen Potentiometern wiederholbar zu sein, wird wahrscheinlich driften und Ihre Messungen ausgleichen.

Ich weiß, dass dies wahrscheinlich keine großartige Form ist, aber ich wollte zusätzliche Daten / Diagramme für andere erfassen, die darauf stoßen. Ich habe angefangen, es auf die Frage zu setzen, aber das hat es wirklich lang gemacht, also wird es nur als Antwort hier sitzen.

Vielen Dank an awjlogan und carloc für ihre Antworten.

Ich beginne mit Carloc , der ein wunderbares Schema von dem erstellt hat, woran ich nicht denken konnte. In Anbetracht dieser Realität des "doppelten Spannungsteilers" musste ich nur meine Berechnungen ändern, fand jedoch, dass dies aufgrund der äquivalenten Widerstandsformel alles andere als ideal ist. Nehmen Sie dieses Szenario aus der Antwort, das ist die Konfiguration, die ich verwenden wollte:

Für das Schema auf der linken Seite stelle ich mir meinen Pot-Sollwert setptals eine Art "vorgeschalteten" Widerstand vor, der vom Wischer erzeugt wird, und ich bekomme einen R2als meinen "nachgeschalteten" Widerstand. R1, meine Messung von Interesse und bilden am setptEnde einen äquivalenten Widerstand, R_eq, was Rparrechts dargestellt ist. Ich habe verschiedene Bereiche meines Materials von 1000 bis 20 kOhm und eine Reihe von Poti-Sollwerten simuliert. Für alle setpt:

R2 = 10000 - setpt
R_eq = 1/((1/R1) + (1/setpt))

Hier ist ein Diagramm von R_eqvs. R2mit R1gruppiert/farbig:

Es funktioniert also , aber beachten Sie, dass das Maximum, das R2ich erreichen kann, viel geringer ist, R1als es größer wird, weshalb ich diesen Ansatz sowieso ausprobieren wollte.

Allerdings war die Beleuchtung der Rennstrecke goldrichtig und traf den Nagel auf den Kopf in Bezug auf die Messwerte, die ich für so seltsam hielt.

Weiter zu awjlogans Vorschlag, der darin bestand, den Wischerstift und einen von P0Aoder P0Bkurzzuschließen, einen davon (im Gegensatz zum Wischer) als Eingang für meinen ADC zu verwenden. Ich stelle mir eine Schaltung so vor:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Ich habe das Potentiometer in diesem Fall als zwei Widerstände gezeichnet, und der elektrische Fluss ist aufgrund des Kurzschlusses für die obere Hälfte irgendwie "blind". Auf diese Weise bekomme ich genau das, wonach ich gesucht habe, nämlich einen einfachen Spannungsteiler, bei dem ein Bein einstellbar ist.

carloc wies darauf hin, dass dies zu laut/ungenau/nicht wiederholbar sein könnte und dass einige Überprüfungen erforderlich sind. Für meinen vorläufigen Test habe ich Folgendes mit einigen Widerständen und verschiedenen Potentiometer-Sollwerten erhalten:

Hier die entsprechenden Rohdaten, mit Fehler abs((adc-measured)/adc)in Prozent:

   setpt     adc  measured  error
1   2000  9441.3      9880   4.65
2   4000  9429.5      9880   4.78
3   6000  9515.2      9880   3.83
4   8000  9467.0      9880   4.36
5  10000  9504.8      9880   3.95
1   2000  4340.6      4610   6.21
2   4000  4376.3      4610   5.34
3   6000  4431.2      4610   4.03
4   8000  4431.0      4610   4.04
5  10000  4442.9      4610   3.76
1   2000   913.2       981   7.42
2   4000   934.9       981   4.93
3   6000   958.1       981   2.39
4   8000   914.0       981   7.33
5  10000   998.9       981   1.79

Zum Abschluss werden wir sehen, ob dies für meinen Testfall funktioniert. ~5% ist nicht schlecht, aber auch nicht großartig. Vergleichen Sie das mit einer Wiederholung meines ersten Tests des ADC selbst, angepasst an den gemessenen Wert meines 10k R2 (9880):

     adc  measured  error
0    998       981   1.70
1   4635      4610   0.54
2  46640     46500   0.30

Das lässt 5% ziemlich schlecht aussehen!

Ich werde eine neue Frage stellen, wie ich den Widerstand eines variablen Materials messen kann, aber das war eine lustige Übung und hoffentlich hilft es jemandem auf dem Weg.

Ihre Widerstände sind zu groß für diesen ADC, siehe Abbildung 4-2 des Datenblatts. Sie können direkt vor dem ADC einen Puffer hinzufügen, z. B. einen auf einem Operationsverstärker basierenden Unity-Gain-Pufferverstärker. Ich denke, ein MCP6001 sollte für Ihre Konfiguration ausreichen.