Digitale potmeter


Shiptronic

Golden Member

Mischien niet met je vingers aan de meetpennen zitten >:)

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.

In de lucht meet ik wel een oneindige weerstand.

Als ik de draadjes tegen de meetpinnen houd dan zit ik er ook wel een beetje met mijn vingers tegen aan. Maar inprincipe zal dat toch weinig uit moeten maken? Het lichaam heeft namelijk een vrij grote weerstand.

Als ik op de ic pinnetjes meet dan lukt het wel zonder handen oid. Maar dan is er alsnog verschil tussen de meetingen.

blackdog

Golden Member

Hi corona,

Het meten aan zo'n digitale potmeter is vrij lastig.

Eerst dit, hoe meet ik aan een potmeter
De weerstand die je meet tussen zeg de "0" en de loper is afhankelijk van de weerstand waarmee de top van de potmeter mee verbonden is.
Zweeft deze dan is de max. weerstand, de weerstand die opgegeven is door de fabrikant.

Nu nemen we b.v. een potmeter die wordt aangestuurd door een opamp en we doen de aanname dat de uitgansweerstand van deze opamp "0" Ohm is.

We sluiten nu een lineaire 10K potmeter aan op de uitgang van de potmeter.
de opamp levert b.v. 10V DC en je wilt weten wat de maximale uitgansweerstand is van de potmeter.
De maximale impedantie is 2,5K en niet 5K zoals je in eerste instantie zal denken.
Waarom is dit zo...
Door de lage uitgansweerstand waar de potmeter wordt aangestuurd staan de "0" en de hete kant parallel.
Dus in de middenstand is het dus 2x 5K paralllel is 2K5.
Als je nu een 2K5 weerstand tussen de loper en de "0" aansluit zakt je uitgansspanning van 5V naar 2,5V.

Als je nu een Log potmeter neemt van 10K blijft dit nog steeds 2K5 max. impedantie.
Alleen is de weerstand, als je de potmeter in de middenstand zet niet precies de helft.
Ten opzichte van de "0" van de potmeter meet je dan aan de loper ongeveer een tiende van je potmeter waarde.
Neem dit met een korreltje zout, er zijn weinig goede Log potmeters, het kan zo 20% afwijken.

Nu wat je Digitale pot betreft.
Sluit de bovenzijde van de potmeter op zeg 5V DC aan en de onderzijde aan de "0".
Meet nu t.o.v. "0" de spanning op de loper. deze zal lineaire met je Hex waarde die je er in stopt.

Hoop dat ik niet te kromme zinnen heb gebouwd, beetje koppijn aan deze zijde...

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
maartenbakker

Special Member

Even rekenen aan vraag 1.

1/5,8 = 1/8,4 + 1/x

x = 18,7

Minder dan 20k is inderdaad wel laag voor alleen je vingers die de draadjes lichtjes vasthouden, maar het is ook niet onmogelijk.

Meet je vingers anders eens door.

www.deficientie.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Op 4 juni 2013 11:08:37 schreef conara:
Alles zit op een breadboard, als ik dan het ic'tje uit het breadboard haal en ergens anders plaats (dus zonder voeding en spi draadjes ect) dan meet ik bij de totale weerstand: 13.3 kOhm (met draadjes in breadboard) en 16 kOhm direct op de pinnetjes.

Zonder voeding? Een digitaal potmeter-IC werkt alleen wanneer de voedingsspanning aanwezig is...

Shiptronic

Golden Member

In idergeval meten zonder er met je vingers aan te zitten, niet alleen de weerstand van je lichaam is van invloed, je bent ook een antenne (meestal getuned op 50 Hz ;) ) , om een enigzins betrouwbare meting te doen.

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.

Digitale potmeters (net als analog multiplexers en analog switches) zijn typische onderdelen waarbij je moet uitkijken voor latch-up. Wanneer het onderdeel 'opstart', mag er op de ingangspinnen eigenlijk geen spanning staan.

Ik heb hier ooit mee te maken gehad waar ik dacht een 5v voeding even met zo'n potmeter te delen om een instelspanninkje te maken. De 5v voeding kwam sneller omhoog dan de voeding van de potmeter. Het effect: de 5v voeding werd kortgesloten naar GND en de pot was stuk. Toen ik vervolgens de 5v voeding met een RC wat trager op liet komen bleef de nieuwe chip werken.

Ik weet niet of dit bij jou gebeurd is, maar het is iets om in het hoofd te houden wanneer je met dergelijke componenten bezig bent. Staat er al iets op de pinnen wanneer de chip opstart? Opletten, dan zou wel eens mis kunnen zijn.

EDIT: Ik denk dat je 'm trouwens het beste kunt testen door de potmeter als een spanningsdeler te gebruiken. Let er ook op dat deze potmeters verschillen van fysieke potmeters: ze werken enkel en alleen voor spanningen binnen hun supply range.

[Bericht gewijzigd door mr.stijntje op 4 juni 2013 17:29:46 (13%)]

Een banaan schillen met een vork is slimmer dan een cactus pellen met een afwaskwast. ©Graafvaag

Op school werkte het zooitje wel en ik dacht dus dat het aan het breadboard lag, want had op school een ander breadboard gebruikt. Kom ik thuis werkt het weer niet goed. Ik dus even me handen meten en ja hoor dat was de fout die ik maakte... Van hand tot hand is de weerstand ongeveer 100kohm. Heb een soort klemmetjes er opgezet en nu werkt het wel goed.

Shiptronic

Golden Member

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.

even een topic kaapje .

Als je bij zo'n digitale pot als voedingsspanning 5V neemt.
Kan je dan geen spanningsdeler maken met uitgang 0-10V

Op 4 juni 2013 17:26:38 schreef mr.stijntje:
Let er ook op dat deze potmeters verschillen van fysieke potmeters: ze werken enkel en alleen voor spanningen binnen hun supply range.

Leren kan je alleen maar door te Doen

Ik neem aan dat dat een vraag is?

Nee dat kan niet. Stel je voor dat er diodes van de potmeter-pinnen naar je voedingsspanning en naar GND lopen. Wanneer je daarbuiten komt, gaan die geleiden. (En bij meer dan een heel klein stroompje gaan ze stuk)

Wat je wel kunt maken is een 0-5v, die je vervolgens met een (met minimaal 10v gevoede) opamp verdubbelt.

Je kunt wel altijd veilig zijn eigen voedingsspanning op de inputs aansluiten.

Een banaan schillen met een vork is slimmer dan een cactus pellen met een afwaskwast. ©Graafvaag

Het woord spanningsdeler zegt al genoeg?... ;)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Op 4 juni 2013 13:23:52 schreef conara:
Als ik de draadjes tegen de meetpinnen houd dan zit ik er ook wel een beetje met mijn vingers tegen aan. Maar inprincipe zal dat toch weinig uit moeten maken? Het lichaam heeft namelijk een vrij grote weerstand.

Klopt. Vrij hoog. Reken op zo'n 100k tot 1M. Ik heb net gefietst dus reken bij mij nu op 100k. Droge winterdag, meer richting 1M, maar op een normale zomerdag zoals nu zou ik 200-300k verwachten.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Oké het is de bedoeling dat we hierin verder gaan. Excuses voor het opnieuw openen van een topic, dat is blijkbaar niet de bedoeling. Voor de duidelijkheid wil ik wel nog even refereren naar het topic wat ik geopend had: http://www.circuitsonline.net/forum/view/113339

Dan verder:

Bedankt voor de reacties! Weet je zeker dat deze digitale potmeter wisselspanning aankan? Want ik heb ook met een docent er naar gekeken en die zei dat ik dan de voedingsspanning omhoog zou moeten tillen om de digitale potmeters te laten werken. In de data sheet staat ook:

minimaal 0v
maximaal vdd

Bij de voorbeelden staat ook dat de voedingsspanning eerst omhoog getild wordt en daarna de opamp ingaat.

Dan bij de methode van jouw:

In feite maak je dan een potmeter met schakelaars (die je digitaal kan aansturen). Dan moet je toch wel verdomd veel schakelaars gebruiken als je een vloeiende overgang wilt? dus dan zou ik de huidige potmeters kunnen vervangen door een oplossing met een zelf gefabriceerde "digitale" potmeter. Als ik alles goed begrijp vind ik het leuk bedacht, maar bestaat er geen mooiere manier? Dit heeft wel een hoog hobbygehalte :P

Zelf nog wat research gedaan:

Er bestaan PGA (Programmable Gain Amplifiers), echter kan ik dit niet zomaar in ons schema vervangen. Bijvoorbeeld deze: http://www.farnell.com/datasheets/47903.pdf

Die is gemaakt als een niet-geïnverteerde spanningsversterker, maar veel opamps in onze schakeling zijn anders geschakeld.

Schema?

Wat is het probleem nu eigenlijk?
Vaste versterking met daarvoor die potmeter werkt toch goed.

Het probleem is dat we in dit schema: https://www.dropbox.com/s/d3kwwv4l3dhdrbe/schematic-digitalpotentiomet… de potmeters die zijn omcirkeld willen kunnen aansturen m.b.v. een microcontroller. De opamps worden gevoed met +15v en -15v. Ik kom gewoon niet tot een goede oplossing hoe dit aan te pakken. Digitale potmeters geven problemen, namelijk ze kunnen de voedingsspanning niet aan (en volgens mij de wisselspanning).

Totaal wil ik in dat schema dus de volgende "dingen" kunnen aanpassen, namelijk: Bass, trebble, volume en balance.

kortom:

- digitale potmeters werkt niet i.v.m. de hoge spanningen die die niet aankan (en de ac spanningen).
- PGA's werkt denk ik ook niet want die kunnen niet vervangen worden in het schema.
- Iets met digitale schakelaartjes zodat je de vervangingsweerstand veranderd. (zie dit topic) Origineel, maar vraag me af of dit een gangbare manier is van oplossen, want dan kan ik ook nog wel andere oplossingen bedenken met bijvoorbeeld een LDR en een ledje. Dit lijken mij echter niet de met "nette" oplossingen.

Of ga ik nu te kort door de bocht om de digitale potmeters en PGA's af te schrijven.

Extra achtergrond informatie:

Het desbetreffende schema hebben we gekregen (van school)en we moesten zelf berekeningen maken voor de waarden van de weerstanden en condensatoren. Dit is gelukt in de simulatie en zijn dat nu aan het testen op een breadboard. Een ander deel van het project is om een digitaal "iets" hierin te verwerken. Nu hadden we bedacht om d.m.v. rotary encoders, LCD scherm en andere knopjes de voorversterker te kunnen regelen. Toen dachten we aan digitale potmeters, maar dat kan volgens ons niet (en de docent). Dus mijn vraag is of we een trucje kunnen toepassen of dat we dit op een andere manier kunnen aanpakken. Een duw in de goede richting zeg maar.

LDR & LED, waarbij je de led vanuit de uC aanstuurd, deed Philps ergens in de jaren 60 al met de bedrade afstandbedieningen.

In praktijk pak je de in het gesloten topic genoemde PT2314

[Bericht gewijzigd door Roland van Leusden op 5 juni 2013 23:19:34 (56%)]

It's the rule that you live by and die for It's the one thing you can't deny Even though you don't know what the price is. It is justified.

Nog een waarschuwing bij het gebruik van digitale potmeters in audio circuits: je hoort plopjes tijdens het draaien. Voor gebruik in audiotoepassingen bestaan speciale varianten die even kort de uitgang muten tijdens het schakelen.

Ik heb ook goed nieuws, je audiosignaal zal niet snel +15v of -15v worden en ligt altijd rondom GND. De opamps zelf mogen best werken op deze voedingsspanning, maar je kunt prima de potmeters op bijvoorbeeld +5/-5 laten werken. (Als ze dat wel aankunnen)

Jouw potmeter maakt het nog wat lastiger, maar nog steeds niet onmogelijk. Je moet twee spanningsregelaars toevoegen: een voor +2.5v en een voor -2.5v. De potmeter sluit je hiertussen aan. Belangrijk is nu dat je de microcontroller waarmee je deze potmeters instelt ook tussen -2.5v en +2.5v aansluit. Er bestaan potmeters waarbij dit niet hoeft, maar ik neem aan dat je deze wilt gebruiken omdat je ze al hebt.

+2.5/-2.5 is natuurlijk nog wat minder, je limiteert dan enigszins je dynamisch bereik. Maar wanneer het een ruisarme schakeling is en je de uitgang gewoon voldoende versterkt, is dat geen probleem. Wat je in zo'n geval wel moet doen is bij elke pin van de potmeters die buiten +/-2.5v kan komen, een schottky diode naar +2.5v en een van -2.5v aansluiten. Deze beschermen je potmeter.

Plaatje: (klikbaar)
http://i236.photobucket.com/albums/ff7/graafvaag/th_opamp_digipot_oplossing_zpsdb649643.png

Ik heb even het input deel van je schema nagetekend en de diodes toegevoegd. Dit doe je ook links en rechts van R15. Dit limiteert je signaal tot +/-2.5v en beschermt zo je potmeters. Het zorgt er ook voor dat je vervorming krijgt bij een te groot signaal.

-------------------------------------------------

De onderstaande oplossing is waarschijnlijk eenvoudiger.

Een andere oplossing is om je opamps (in plaats van +/-15V) te voeden met enkelzijdig 5V. Je hebt dan een extra stukje schakeling nodig om je input op te tillen naar 2.5v en je sluit dan alles wat aan GND moet aan op die 2.5v 'reference'. Ook moet je dan opletten dat je rail-to-rail opamps hebt. (Die dus het gehele spanningsbereik kunnen benutten. In dit geval werkt alles op +5V en is dat diodeverhaal niet nodig.

http://i236.photobucket.com/albums/ff7/graafvaag/th_opamp_digipot_oplossing2_zps2e42357a.png

In dit geval vervang je alles in het oude schema tot het volgende:
- Alle GND punten sluit je aan op +2.5V (Zie schema)
- Alle +15V punten sluit je aan op +5V
- Alle -15V punten sluit je aan op GND
- De uitgangsspanning is nu relatief ten opzichte van +2.5V. Die +2.5V gebruik je nu als mantel op je uitgangsstekker.

Je schakeling werkt nu op een enkele voedingsspanning van 5V.

Die LF411 kun je nu niet meer gebruiken, zoek even een goede rail-to-rail opamp op 5V. (Ik denk aan de MCP6052, maar daar ben ik net mee bezig, er zijn er zo vele)

Een banaan schillen met een vork is slimmer dan een cactus pellen met een afwaskwast. ©Graafvaag

Heel erg bedankt! Hier kan ik echt wat mee. De MCP6052 is vreemd genoeg bij farnell niet in een DIP formaat te verkrijgen, maar ik heb (denk ik) een alternatief gevonden. Naar de specificaties gekeken zal deze volgens mij zeker niet slechter presteren. Het gaat om de MCP6283 rail to rail opamp.

Oh ja, DIP formaat, totaal niet aan gedacht.

Een halve mA, wat een stroommonster! Nee volgens mij gaat dit wel goed komen. Ik ben heel benieuwd wat dit gaat worden.

Een banaan schillen met een vork is slimmer dan een cactus pellen met een afwaskwast. ©Graafvaag

Bedankt! Ik laat nog wel weten of alles gelukt is.

EDIT:

Ik vroeg me nog af. Om een 2.5v spanning te maken, gebruik je een spanningsdeler en een spanningsvolger. Nu kan je met een lm317 ook gewoon een 2.5v spanning maken. Wat heeft de voorkeur? Of maakt dat niet zoveel uit?

[Bericht gewijzigd door conara op 8 juni 2013 12:59:35 (70%)]

Oh, ik had die edit van je niet meer gezien.

De LM317 is gemaakt om stroom te sourcen, maar in deze toepassing is het vooral belangrijk dat de 2.5V referentie stabiel blijft waar hij is. Een opamp is hier heel goed in: wanneer de spanning iets te laag worct zal de opamp stroom sourcen en wanneer de spanning iets te hoog is zal de opamp stroom sinken.

Ik zeg niet dat het met een lineaire regelaar zoals de LM317 niet zal werken, maar het gedrag zal zeker niet zo symmetrisch zijn als met een opamp.

Is het trouwens nog gelukt met de aanpassing?

Een banaan schillen met een vork is slimmer dan een cactus pellen met een afwaskwast. ©Graafvaag
Frederick E. Terman

Honourable Member

Bovendien is meestal het belangrijkst dat de referentie de helft van de voedingsspanning is. Dus als die bv. 5,2V is, dan wil je dat de 'halve voedingsspanning' ook echt 2,6V wordt.
Het eenvoudigst is dan een spanningsdeler. En de buffer erachter zorgt dan voor de stroom.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Bedankt voor de reactie. Helaas is het niet gelukt om het geheel af te krijgen voor de deadline, want enorm jammer is. Op het begin hadden we namelijk redelijk veel tijd verspild met iets anders, waardoor er een tijdnood ontstond. Een heel groot deel van het werk was af, namelijk de communicatie tussen microcontroller en digitale potentiometers, maar het testen van de setup is helaas niet gelukt.

Erg jammer, maar waarschijnlijk ga ik dit nog eens oppakken als persoonlijk project. Voor in de weekenden/vakanties, maar dat zal niet op korte termijn zijn.

Ieder geval wel veel geleerd en bedankt voor alle hulp!