Potentiometer aansturen met microcontroller

tmdr

Golden Member

Hi,
Ik ben bezig met een klein project en daarvoor wil ik een 10kOhm pot digitaal aansturen. Op internet is wel het een en ander te vinden over digipots, maar ik dacht ik doe toch even navraag hier. Zou deze geschikt zijn?
https://www.reichelt.nl/nl/nl/digitale-potentiometer-257-stappen-1-kan…

De aansturing zal ik waarschijnlijk doen met een Raspberry Pi.

Misschien niet relevant maar dit is de context:
Ik heb een aantal oude Bose SA3 versterkers. Die werken normaal in het Bose ecosysteem, maar hebben ook een AUX aansluiting. Met een 10kOhm pot op de extra aansluiting voor een externe volume knop is het volume te regelen. Zonder pot staat het volume vast op 25%. Ik wil de Raspberry Pi gebruiken om via Shairport ondersteuning te hebben voor Airplay 2. De versterker gaat automatisch in standby mode als er een minuut of wat minder dan 500mV op de AUX aansluiting gemeten wordt (lees ik op internet). Daarom wil ik het volume niet door de Raspberry Pi laten regelen, maar standaard op 100% zetten. Vervolgens biedt de Shairport software de mogelijkheid om bij het veranderen van het volume via Airplay (bijvoorbeeld de volume knoppen op een iOS apparaat) een commando uit te voeren. Daarin kan ik hopelijk dus via de GPIO de potentiometer aansturen. Het voordeel is dat het volume wordt geregeld op de versterker en niet op de source.

Lambiek

Special Member

Op 1 juni 2023 14:31:33 schreef tmdr:
Zou deze geschikt zijn?
https://www.reichelt.nl/nl/nl/digitale-potentiometer-257-stappen-1-kan…

Die dingen kunnen heel weinig schakelen, ligt er dus helemaal aan hoe zwaar het belast wordt door de versterker.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
Arco

Special Member

Ze zijn ook voor AC audiosignalen bedoeld, DC spanning vinden ze niet fijn meestal...

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

Golden Member

Het volume wordt normaal gesproken door een afstandsbediening geregeld, gok dat er nauwelijks iets loopt. Alleen een stuursignaal.

@Arco: bedoel je dat dit soort digitale potentiometers niet geschikt zijn hiervoor?
Wat zou ik dan kunnen gebruiken?

KGE

Golden Member

Je zou de stroom kunnen meten door een gewone 10k potmeter gekoppeld aan de Bose versterker om te zien wat voor stroom er loopt.
Bij dat digitale potmeter IC moet je rekening houden dat de spanning op het weerstandcircuit niet hoger mag worden dan de voedingsspanning van het IC +0,3 Volt max en niet onder het nul niveau mag komen. Dus het weerstand deel is niet 'zwevend'.

Misschien kun je net zo simpel een PWM signaal gebruiken met een FET of transistor om die potmeter ingang naar massa te 'trekken'. Er van uitgaande dat de potmeter tussen het regelsignaal en massa geschakeld wordt. Eventueel filteren met een weerstand en condensator.

tmdr

Golden Member

Heb gemeten en meet 2mA.

De uitleg begrijp ik niet helemaal.
Wat zou ik moeten meten om die spanning op het weerstandcircuit te bepalen?

Je tweede alinea, is dat een alternatief voor een digitale potentiometer of een aanvulling?

KGE

Golden Member

Op 1 juni 2023 16:52:29 schreef tmdr:
Heb gemeten en meet 2mA.

De uitleg begrijp ik niet helemaal.
Wat zou ik moeten meten om die spanning op het weerstandcircuit te bepalen?

Het betekent dat je in ieder geval de massa/gnd moet koppelen van je processorsturing met de digitale potmeter en die van de versterker.
Maar stel dat de maximale spanning op de regelingang 10 Volt is dan betekent dat dat je de digitale potmeter niet kunt gebruiken.

Je tweede alinea, is dat een alternatief voor een digitale potentiometer of een aanvulling?

Zou een alternatief kunnen zijn. Ik ken het schema niet van de regelingang van de Bose maar grote kans dat die al behoorlijk gefilterd is en je met een direct PWM signaal ook prima een regeling kunt maken.

tmdr

Golden Member

Ik heb dit schema gevonden:

bose-lifestyle-stereo-amplifier-sa2-sa3-sd278591-schematics.pdf

Op de eerste pagina denk ik dat het links onder J6 is, maar durf het niet met zekerheid te zeggen.
Ik kan de unit open maken om het silkscreen bij die connector te bekijken.
Lijkt inderdaad een condensator op te zitten.

Die lijkt direct de MCU in te gaan, allemaal 5v.
Dat maakt het volgens mij best makkelijk of niet?
Zou ik er dan zijn met een simpele MOSFET?
Hoe zou die schakeling er dan uit zien?

Moet 'm wel bijna zijn. Gaat naar PF4, wat AIN10 is, wat een ADC input is op de MCU.
Alleen nog steeds geen idee hoe ik dat dan vanuit een andere GPIO kan aansturen :-P

[Bericht gewijzigd door tmdr op 1 juni 2023 19:12:47 (16%)

KGE

Golden Member

De ingang is in ieder geval goed beschermd en zal redelijk traag zijn door de 0,047 uF condensator.

De Pi kan zelf PWM signalen maken maar is dan gelimiteerd tot max 3,3 Volt. De vraag is of dat genoeg is.

Kijk hier eens voor wat ideeën om een 'analoge' uitgang te maken op de Pi

tmdr

Golden Member

Ik heb het artikel doorgelezen en denk dat ik het grotendeels begrijp. Aangezien ik van 3.3v naar 5v moet denk ik dat ik toch een opamp nodig heb. En aangezien ik slechts 5v beschikbaar heb zou dit een rail-to-rail opamp moeten zijn, zodat de output tot de volle 5v kan komen. Klopt dat?

Of kan ik de 5v van de Pi helemaal niet gebruiken? Gaat er iets kapot als ik 5v van een andere spanningsbron op de volume input zet?

Lambiek

Special Member

Op 2 juni 2023 08:08:43 schreef tmdr:
En aangezien ik slechts 5v beschikbaar heb zou dit een rail-to-rail opamp moeten zijn, zodat de output tot de volle 5v kan komen. Klopt dat?

Ja dat klopt. Je krijgt dan zoiets.

De versterking is hier +/- 1.515 maal, om van 3.3VDC naar 5VDC te gaan. Je kunt er ook nog een transistor achter zetten voor meer vermogen.

Je zal R1 en C1 iets aan moeten passen voor jou frequentie.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
tmdr

Golden Member

Kan ik de 5v van de Pi pakken en die zo op deze manier in de versterker stoppen? Kan dat geen kwaad?

Wat bedoel je precies met mijn frequentie? De frequentie van de opamp dan?
Is de TLV271 echt een must? Die kan ik zo 123 niet echt ergens beschikbaar vinden in een DIP package.
Of kan ik ook kijken naar een alternatief en zo ja welke karakteristieken zijn dan relevant?

Lambiek

Special Member

Op 2 juni 2023 11:21:20 schreef tmdr:
Kan ik de 5v van de Pi pakken en die zo op deze manier in de versterker stoppen? Kan dat geen kwaad?

Als die 5VDC van de PI genoeg kan leveren, moet natuurlijk wel via de schakeling met de opamp gaan.

Wat bedoel je precies met mijn frequentie? De frequentie van de opamp dan?

Nee, de pwm frequentie van de PI. R1 en C1 zijn een laag doorlaat filter, die zorgt er voor dat er van het pwm signaal een gelijkspanning gemaakt wordt. Die gelijkspanning komt op de ingang van je opamp en versterkt dat signaal van 3.3V naar 5V.

Is de TLV271 echt een must?

Nee, dat kan iedere rail to rail opamp zijn. zoek er wel een met weinig ruis.

Dat schema van mij is maar een voorbeeld, dat moet je hier en daar aanpassen voor jou toepassing.

Ik gebruik dit om bijvoorbeeld een frequentieregelaar aan te sturen met een controller. En voor andere toepassingen waar ik 0 tot 5VDC nodig heb.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
tmdr

Golden Member

Ah kan de TLV272 wel makkelijk vinden. Niet in een DIP package maar SO-8. Dat moet wel goed komen.

Wat betreft R1 en C1. Is dat uit te rekenen of wordt dat trial en error?
En als dat kan, hoe zou ik dat doen?
Je hebt al wel door dat dit voor mij allemaal heel nieuw en boven mijn kennisniveau is :-P

Lambiek

Special Member

Op 2 juni 2023 12:28:37 schreef tmdr:
Wat betreft R1 en C1. Is dat uit te rekenen of wordt dat trial en error?

KGE heeft een linkje gestuurd waar de waarde in staat zie ik nu.

En als dat kan, hoe zou ik dat doen?

Ik heb daar een app voor op mijn telefoon, Electrodoc-Pro.

Je hebt al wel door dat dit voor mij allemaal heel nieuw en boven mijn kennisniveau is :-P

Maakt niet uit toch.

Voor 1kHz geeft hij een weerstand van 1K5 aan en 100nF voor de condensator.

Maar dat ligt ook aan de belasting, het beste kun je het signaal even met de scoop bekijken. Als je die hebt. Kijken of je veel rimpel krijgt onder belasting.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
tmdr

Golden Member

Ah super. Dus als ik het schema nabouw met die waardes voor R1 en C1 dan moet ik een eind komen.
Dan kan ik met een multi meter de output meten om te verifiëren of ik de versterker ga opblazen of niet.
Dan ga ik nu nog snel de TLV272's bestellen, hopelijk zijn die begin volgende week binnen dan!

Lambiek

Special Member

Op 2 juni 2023 15:14:47 schreef tmdr:
Dan ga ik nu nog snel de TLV272's bestellen,.....

Daar zitten twee opamps in, gebruik dan een opamp als spanningsvolger. Dan heb je gelijk een buffer.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
tmdr

Golden Member

Dit volg ik echt niet hoor!
Het klopt dat er twee op zitten inderdaad. Maar had bedacht dat het prima was om er eentje niet te gebruiken.

Helaas heb ik geen scope. Die aankoop kan ik niet verantwoorden met mijn hobby projectjes zoals dit af en toe.

Arco

Special Member

Is niet echt nodig maar kan wel met spanningsvolger:

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiRyfDIu4FuPjekNfvPr0y7oPPXhKZeAeTGzUAwafxWoYr_fxsBfVATOwbhdZorHDKcl1W_aWEALZJ31l8UmO0XlP2Qn8x3DyoEysbtZHAGLZM96FWMgtVE_nZwTRfXcYOxi8wTuROPeTDFtQAJgBZgmlZ51YiS5oP18XN-FUjR2hpCQELmnZNIdrou/w400-h290/Op-amp-spanningsvolger-01.JPG

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

Golden Member

Dan volg ik het nog steeds niet echt. :-P
Wat zou de functie zijn van een spanningsvolger?
Of beter wat is de functie van een spanningsvolger in het algemeen?
Hoe zou dat in bovenstaand schema passen?

Lambiek

Special Member

Op 2 juni 2023 19:08:20 schreef tmdr:
Dan volg ik het nog steeds niet echt. :-P

Vergeet maar wat ik gezegd heb, gebruik maar één opamp. :)

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
tmdr

Golden Member

Hahaha duidelijk boven mijn niveau.
Alles is besteld en hoop het begin volgende week binnen te hebben.
Dan kan ik op een breadboardje een testen en blaas ik hopelijk niet de versterker op!
Ik laat van me horen!

Lambiek

Special Member

Wel even kijken hoe de potmeter het signaal regelden. Zet de potmeter er een signaal op van 0 tot 5V of trekt de potmeter het signaal naar beneden van 5 naar 0V.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
tmdr

Golden Member

Het is een simpele potmeter die ik nog had liggen.
Werd online zo beschreven en het werkt.
Ik gok dat laatste dus?
Hoe zou ik dat kunnen meten? Wat zou het verschil zijn uiteindelijk?

Sine

Moderator

Als alleen een potmeter genoeg is ... dan heb je toch geen externe spanning nodig?