Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Potencjometr cyfrowy DIY

gumeni 11 Lut 2014 23:40 16821 32
  • Potencjometr cyfrowy DIY

    Witam.
    Projekt potencjometru cyfrowego zrodził się po tym, jak analogowy potencjometr wieloobrotowy uszkodził się. Nie chciałem, aby ponownie coś takiego się stało (te potencjometry są dość drogie ;P około 30zł), więc postanowiłem wykonać coś lepszego.

    Założenia regulacja rezystancji od 0-100 kOhm.
    Dokładność około 200 Ohm.

    "Sercem" urządzenia jest Atmega8. Rezystancję regulujemy enkoderem. Żeby osiągnąć dokładność 200 Ohm, musimy dokonać obliczenia, ile będzie nam potrzebne "kroków":

    100kOhm/200Ohm = 500 kroków

    Oczywiście 500 kroków nie pasuje, ponieważ nie wykorzysta się możliwości 9 bitów, a 8 bitów to za mało. 9 bitów daje nam 512 kroków, więc na tyle właśnie kroków wykonałem urządzenie.

    100kOhm/512 kroków ~195 Ohm

    Aby móc dokładnie ustawić rezystancję, użyłem do tego celu potencjometrów montażowych.

    Potencjometr cyfrowy DIY

    Na pierwszym potencjometrze musimy ustawić 195Ohm, co jest oczywiste, ponieważ jest to nasz najmniejszy "krok". Kolejny potencjometr powinien być 2 razy większy od poprzedniego (kolejny powinien mieć 390Ohm).

    Do zwierania potencjometrów użyłem przekaźników kontaktronowych (ponieważ są praktycznie bezgłośne).

    Program to zwykły licznik od 0-512 (binarny) + obsługa enkodera.
    Jest on moim pierwszym programem napisanym bardzo łopatologicznie. Napisałem go na początku stycznia tego roku. Teraz piszę już trochę bardziej zaawansowane programy (lepiej wyglądające). Nie chciało mi się przerabiać tego programu, ponieważ działa. ;p

    Kod: c
    Zaloguj się, aby zobaczyć kod


    Koszt:
    Przekaźniki - 25,30zł;
    Atmega8 - 5,50zł;
    reszta jakieś 5zł.

    Na koniec parę fotek:

    Potencjometr cyfrowy DIY Potencjometr cyfrowy DIY Potencjometr cyfrowy DIY Potencjometr cyfrowy DIY Potencjometr cyfrowy DIY
    Potencjometr cyfrowy DIY


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz pendrive 32GB.
  • #2 12 Lut 2014 06:26
    Freddy
    Poziom 43  

    Jaki sens budowania czegoś takiego ?
    Za cenę przekaźników kupisz nowy wieloobrotowy potencjometr, który wystarczy Ci na dłużej, niż przekaźniki i podkówki w urządzeniu.
    Zastąpienie potencjometru wieloobrotowego podkówkami -- BEZSENS!

  • #3 12 Lut 2014 06:31
    jacekzat1
    Poziom 13  

    W celach edukacyjnych powstało to urządzenie? Rozumiem, że kolega zastosował tu metodę wagową? Umieszczenie w opisie informacji na temat wyniku dzielenia 100k przez 200 trochę mało.

  • #4 12 Lut 2014 06:52
    tos18
    Poziom 37  

    Mam wrażenie że układ będzie się rozregulowywał pod wpływem zmian temperatury. Aby ograniczyć to zjawisko należy użyć potencjometru (najlepiej wieloobrotowego) włączonego w szereg z precyzyjnym rezystorem tak by potencjometr służył tylko do zmian w małym zakresie np ± 5% zakładanej wartości rezystancji.

  • #5 12 Lut 2014 07:15
    kloszi
    Poziom 19  

    Witam

    Kiedyś też potrzebowałem potencjometru cyfrowego to użyłem Atmega 8 +DS1803-10

  • #6 12 Lut 2014 07:22
    raven363
    Poziom 14  

    Nie lepiej użyć: DS1804-010 (lub podobnych), jest to potencjometr cyfrowy z interfejsem up/down protocol. Aby go kontrolować wystarczy enkoder plus bodajże dwa przerzutniki D i pare bramek nand.

  • #7 12 Lut 2014 09:06
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    A ja widzę sens takiej konstrukcji. Nie dość, że przekaźniki zapewniają izolację galwaniczną, to jeszcze nie ma ograniczeń co do napięcia zasilania takiego potencjometru. Żeby użyć na przykład DS1804 i uzyskać taką samą rozdzielczość, to trza by brać 5 sztuk 10k i jedną 50k, sześć potencjometrów tego typu to koszt około 36 złotych...

  • #9 12 Lut 2014 09:36
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    A niby czemu nie użyć do audio, skoro w świecie audiovoodoo takie rozwiązania stosują, choć używają do tego precyzyjnych, audiofilskich rezystorów zamiast potencjometrów? Osobiście jednak to bym użył rezystorów 200Ω i ich wielokrotności i cieszyłbym się krągłymi liczbami i większym zakresem regulacji, oraz większą stabilnością pracy. Zaczynając od 100Ω i dokładając jeszcze jeden bit by się zyskało precyzyjny potencjometr 102,4kΩ o znacznej stabilności...

  • #10 12 Lut 2014 10:43
    Greyangel
    Poziom 14  

    Taka trochę dziecinna interpretacja problemu :). Jeśli chodzi o powody dla których powstał ten projekt a które przytoczyłeś to stworzyłeś coś co jest gorsze i droższe od potencjometru wielo-obrotowego. Moim zdaniem. Nawet jeśli chodzi o walory dydaktyczne to są one niewielkie bo i problem wysyłania bajtu na port jest już dawno rozwiązany ;). Jedyne plusy to tak jak jeden z kolegów napisał: obciążalność od siebie jeszcze dodam że polaryzacja takiego układu nie ma znaczenia. Sam pomysł jest prawidłowy jak najbardziej. Kiedyś zbudowałem coś podobnego, w roli kluczy zastosowałem Mosfety 20 mOhm a całość zbudowałem z dekad dając po 30 wartości na każdą dekadę. Gabarytowo było to urządzenie relatywnie duże ale z parametrów byłem naprawdę bardzo zadowolony. Jeśli chodzi o potencjometry cyfrowe poruszone przez Kolegów to jest to osobny temat, czasem mają bardzo poważne minusy a te naprawdę dobre nie są tak do końca tanie.

  • #11 12 Lut 2014 11:31
    lechoo
    Poziom 39  

    Witam, dawno temu w roli potencjometru sterowanego cyfrowo użyłem przetwornika DAC0832, przykład takiego zastosowania jest nawet podany w karcie katalogowej.

    Greyangel napisał:
    Kiedyś zbudowałem coś podobnego, w roli kluczy zastosowałem Mosfety 20 mOhm a całość zbudowałem z dekad dając po 30 wartości na każdą dekadę. Gabarytowo było to urządzenie relatywnie duże ale z parametrów byłem naprawdę bardzo zadowolony.

    Biorąc pod uwagę pojemności wyjściowe takich mosfetów, Twój układ miał prawo nie działać poprawnie już przy częstotliwościach akustycznych...

  • #12 12 Lut 2014 12:21
    gumeni
    Poziom 9  

    androot napisał:
    Jakie jest przeznaczenie tego układu?.

    Do zasilacza regulowanego 0-30V 5A. Służy on do regulacji napięcia.

    Na początku jest napisane dlaczego stworzyłem coś takiego, ale powtórzę...
    Dlatego, że popsuł mi się analogowy potencjometr wieloobrotowy, chciałem uniknąć tego, więc stworzyłem taki. Ale jak czytam wasze komentarze to i tak się popsuję w dodatku jeszcze szybciej. Tamten potencjometr wytrzymał około 1 roku niezbyt intensywnego użytkowania.

    Przekaźniki kupiłem na allegro (cena taka ale tylko dla mnie).

    Cena urządzenia jest podobna do ceny zwykłego potencjometru wieloobrotowego.

  • #13 12 Lut 2014 12:34
    androot
    VIP Zasłużony dla elektroda

    Urgon napisał:
    AVE...

    A niby czemu nie użyć do audio, skoro w świecie audiovoodoo takie rozwiązania stosują, choć używają do tego precyzyjnych, audiofilskich rezystorów zamiast potencjometrów? Osobiście jednak to bym użył rezystorów 200Ω i ich wielokrotności i cieszyłbym się krągłymi liczbami i większym zakresem regulacji, oraz większą stabilnością pracy. Zaczynając od 100Ω i dokładając jeszcze jeden bit by się zyskało precyzyjny potencjometr 102,4kΩ o znacznej stabilności...


    Bo jeśli już bawić się w takie przeróbki, to robić to dobrze. Metalizowane, 1% rezystory, a nie najtańsze PR-ki. Odpowiedni projekt płytki, żeby nie mieć problemu z przydźwiękiem czy zakłóceniami od mikrokontrolera. Do tego z reguły regulacja głośności jest logarytmiczna, a nie liniowa...

    Jeśli do zasilacza to ok. Chciałeś coś zrobić samemu i udało Ci się. Ale nie poprawiłeś fabryki (wiem, że mogłeś nie mieć takiego zamiaru), tylko uzyskałeś podobny efekt.

  • #14 12 Lut 2014 13:01
    Greyangel
    Poziom 14  

    lechoo napisał:
    iorąc pod uwagę pojemności wyjściowe takich mosfetów, Twój układ miał prawo nie działać poprawnie już przy częstotliwościach akustycznych...


    Spokojnie, nie napisałem wszystkiego, dekady były podstawą klucza prądowego. Wtedy przy silnym sprzężeniu zwrotnym te pojemności się trochę szybciej przeładowują. Nawet są sposoby na zminimalizowanie wpływu pojemności bramek. Proszę mi wierzyć że układ działa bardzo dobrze tzn. spełnia swoje założenia. Zmontowałem podobny na przekaźnikach i nie zauważyłem różnicy oprócz "rasowego" tykania podczas zmiany zakresów. Akurat mnie się nie chce dopłacać za tykanie :).

  • #15 12 Lut 2014 13:35
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    Androot, masz jak najbardziej rację. Dlatego jak się robi "potencjometr logarytmiczny", to albo dobiera się odpowiednie dla logarytmu rezystory, albo robi się logarytm w oprogramowaniu, kosztem liczby kroków. Znalazłem taki zestaw do wzmacniaczy za 140 funtów...

    A najtańsze przekaźniki są po 1,50PLN, więc zrobienie czegoś takiego nie jest wbrew pozorom droższe od potencjometru wieloobrotowego, a zapewnia przyzwoitą regulację...

  • #16 12 Lut 2014 13:53
    jacekzat1
    Poziom 13  

    Projekt jest "fajny". Przypomniałem sobie z nauki elektroniki jak wkuwałem na pamięć budowę przetworników a/c. Autorowi nie chciało się lub nie mógł zrobić porządnego opisu. Walory edukacyjne urządzenia są niewątpliwe. Nawet płytkę zrobiłbym większą, aby przy każdym wejściu przekaźnika-kontaktronu zapalić małą diodę. A czy będzie brumiło, przenosiło zakłócenia - czy to apteka, czy do seryjnej produkcji? Chyba, że jako kity do samodzielnego montażu.

  • #17 12 Lut 2014 16:46
    2291468
    Użytkownik usunął konto  
  • #18 12 Lut 2014 19:23
    gumeni
    Poziom 9  

    Przecierz pisałem, że przekaźników nie słychać, poniewż są one kontaktronowe.

  • #19 12 Lut 2014 20:02
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Naprawdę udało ci się to ustawić? bo mi jakoś trudno w to uwierzyć.
    Najbardziej krytyczne jest przejście ze stanu 011111111 na 100000000 żeby układ zachował się w pożądany sposób, czyli gwarantował monotoniczność i nie miał brakujących nastaw, suma błędów wszystkich nastaw potencjometrów nie powinna przekroczyć 195Ω (dla wygody zaokrąglę do 200Ω), rozkładając to "po równo" na taki sam błąd względy 0,2%:
    50000Ω±100Ω
    25000Ω±50Ω
    itd.

    skoro największy potencjometr ma u ciebie 100kΩ i jest ustawiony na 50kΩ to znaczy że ustawiłeś go z dokładnością ok 15 minut kątowych - mi się taka sztuka na tanim PR-ku nie udała.

    Było by łatwiej gdyby dołączyć rezystory stałe do potencjometrów.

  • #20 12 Lut 2014 20:06
    deus.ex.machina
    Poziom 32  

    gumeni napisał:
    Przecierz pisałem, że przekaźników nie słychać, poniewż są one kontaktronowe.


    To jeszcze kolega musi podrążyć ograniczenia przekaźników w pracy mało-sygnałowej - polecam bo to bardzo ciekawy obszar elektroniki i można się mocno zdziwić kiedy upada mit przekaźnika jako zawsze liniowego kontaktu.

  • #21 12 Lut 2014 20:39
    gumeni
    Poziom 9  

    jarek_lnxMasz rację jest to krytyczny moment i jest tam błąd rzędu 50 Ohm ustawienie tego potencjometru trwało najdłużej. Jest tam skok o około 245 Ohm mi taka dokładność wystarczy ponieważ używam go do nastawiania napięci. Ten błąd powoduje zmianę napięcie o 0,08 V zamiast o 0,06V więc różnica jest niewielka.

    Projekt nie powstał w celu wykorzystania go w jakimś wzmacniaczu/przedwzmacniaczu audio.

  • #22 12 Lut 2014 20:52
    piosyl73
    Poziom 10  

    Projekt jest OK zastanawia mnie tylko czy nie lepiej by było zastosować zamiast przekaźników klucze z układu CMOS 4066 , nie było by mechaniki (w przekaźnikach) płytka mniejsza mniejsze zakłócenia. Na 3 układach można pobawić się do 12 bitów dokładność (kroki by były jeszcze mniejsze) - jeśli można ustawić 12 bitów (11 bitów wyjdzie po około 48 omów na krok), a ile mV przypada na jeden krok.

  • #23 12 Lut 2014 20:57
    gumeni
    Poziom 9  

    piosyl73 Przecież ja tez tak myślałem nad 4066 nawet kupiłem go ale okazało się, że w stanie "przewodzenia" ma 125 Ohm przy 9 takich to już ponad 1kOhm.

    Jeden krok w przypadku mojego zasilacza (0-30V) to 58mV

  • #24 12 Lut 2014 21:35
    emer2
    Tłumacz Redaktor

    Widzę, że zdania są podzielone, a tymczasem na rynku dostępne są gotowe rozwiązania za niecałe 15 złotych Miniaturowy potencjometr cyfrowy, a w wielu polskich hurtowniach można kupić sam scalak i umieścić go w budowanym urządzeniu.

  • #25 12 Lut 2014 21:46
    deus.ex.machina
    Poziom 32  

    piosyl73 napisał:
    Projekt jest OK zastanawia mnie tylko czy nie lepiej by było zastosować zamiast przekaźników klucze z układu CMOS 4066 , nie było by mechaniki (w przekaźnikach) płytka mniejsza mniejsze zakłócenia. Na 3 układach można pobawić się do 12 bitów dokładność (kroki by były jeszcze mniejsze) - jeśli można ustawić 12 bitów (11 bitów wyjdzie po około 48 omów na krok), a ile mV przypada na jeden krok.


    Taką funkcjonalność załatwia się mnożącym przetwornikiem C/A który trochę przypomina potencjometr cyfrowy - natomiast bardzo często nie da się zastosować kluczy półprzewodnikowych w wielu układach ze względu na ograniczenia samych półprzewodników ich technologi.

  • #26 12 Lut 2014 22:12
    sandworm
    Poziom 9  

    emer2 napisał:
    Widzę, że zdania są podzielone, a tymczasem na rynku dostępne są gotowe rozwiązania za niecałe 15 złotych Miniaturowy potencjometr cyfrowy, a w wielu polskich hurtowniach można kupić sam scalak i umieścić go w budowanym urządzeniu.



    Proponuje kupić ten moduł i podpiąć między np +5V i -5V a potem kupić drugi bo pierwszy już nie będzie sprawny...
    Przy napięciach symetrycznych lub większych niż kilka wolt przekaźniki są chyba najlepszym wyborem.

    pozdrawiam

    sandworm

  • #27 12 Lut 2014 22:30
    emer2
    Tłumacz Redaktor

    sandworm napisał:
    emer2 napisał:
    Widzę, że zdania są podzielone, a tymczasem na rynku dostępne są gotowe rozwiązania za niecałe 15 złotych Miniaturowy potencjometr cyfrowy, a w wielu polskich hurtowniach można kupić sam scalak i umieścić go w budowanym urządzeniu.



    Proponuje kupić ten moduł i podpiąć między np +5V i -5V a potem kupić drugi bo pierwszy już nie będzie sprawny...
    Przy napięciach symetrycznych lub większych niż kilka wolt przekaźniki są chyba najlepszym wyborem.

    pozdrawiam

    sandworm


    tylko co jeśli w jednym urządzeniu jest potrzebne kilka czy kilkanaście takich potencjometrów?

    potrzebny będzie worek przekaźników, nie mówiąc już o układach sterujących

  • #28 12 Lut 2014 22:45
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    emer2 napisał:
    sandworm napisał:
    emer2 napisał:
    Widzę, że zdania są podzielone, a tymczasem na rynku dostępne są gotowe rozwiązania za niecałe 15 złotych Miniaturowy potencjometr cyfrowy, a w wielu polskich hurtowniach można kupić sam scalak i umieścić go w budowanym urządzeniu.



    Proponuje kupić ten moduł i podpiąć między np +5V i -5V a potem kupić drugi bo pierwszy już nie będzie sprawny...
    Przy napięciach symetrycznych lub większych niż kilka wolt przekaźniki są chyba najlepszym wyborem.

    pozdrawiam

    sandworm


    tylko co jeśli w jednym urządzeniu jest potrzebne kilka czy kilkanaście takich potencjometrów?

    potrzebny będzie worek przekaźników, nie mówiąc już o układach sterujących

    W zastosowaniu audio(voodoo) stosuje się albo rozwiązania przekaźnikowe, albo dedykowane potencjometry cyfrowe. W pozostałych zależy to od zakresu napięć pracy. DAC z odpowiednim buforem może realizować podobne funkcje...

  • #29 13 Lut 2014 08:52
    aneuro
    Poziom 16  

    gumeni napisał:
    Rezystancję regulujemy enkoderem.

    Chyba trochu duży ten potencjometr :D
    W pojazdach EV manetki gazu i inne po prostu są często... na analogowych Halotronach i napięcie jest zależne od pola magnetycznego.
    Np. ten analogowy czujnik Halla SS495A jest banalnie łatwy do podłączania, bo ma wbudowane oporniki i wystarczy podłączyć bezpośrednio do zasilania 5V, a wyjście tego układu bez obecności pola magnetycznego ma ok. 1/2 zsilania czyli ok. 2.5V i wystaraczy do tego magnes i już mamy potencjalnie niezniszczalny potencjometr ;)

  • #30 13 Lut 2014 20:57
    elektryku5
    Poziom 37  

    Do audio zrobiłem kiedyś elektroniczny potencjometr przy użyciu PT2253, 2 tranzystorów npn jako kluczy i Atmegi8 z odbiornikiem IR, działało, nie wiem jak wpływało na dźwięk (sprawdzane generatorem - obserwacja amplitudy wyjściowej), ale test był ciekawy, dało się regulować...


    Co do tego zastosowania z tematu, wieloobrotowe da się taniej kupić na aukcjach.