Erkennung der aktuellen Motorstellung mit Potischaltung

[Stefanie]

Hallo,
ich möchte die Stellung meines Schrittmotors mit einem (oder 2 Cermet-Drehwiderständen vom Conrad (oder weiß wer bessere?) bestimmen).


1. Was, wenn das Potentiometer den Widerstand auf „0“ regeln würde, dann hätte ich doch einen Kurzschluss in der Schaltung (obiges Bild im Anhang)
2. Wie muss ich das Poti dimensionieren?
3. Damit ich Temperatureinflüsse vermeide, bringt es was, ein baugleiches Poti (wie bei der Wheatstone-Brücke entgegen zu schalten, oder ist das nur für den Feinabgleich).
Beim dem unteren Bild wäre dann an Punkt C der Schaltung ist der Eingang des AD-Wandlers angeschlossen.
An Punkt B muss ich auch die Spannung mit einem AD-Wandler abgreifen und nun die Differenz zu Pkt A bestimmen.
R3/R4 ist dann das Baugleiche Poti wier R2/R1.
4. Muss ich sonst noch etwas beachten, z.B. dass nicht zuviel Strom in meinen ATmega fließt bzw. ist eine solche Schaltung für den Außengebrauch für viele Jahr geeignet?

DANKE, Stefanie

[kalledom]

Hallo Stefanie,
wenn Du einen Drehwiderstand benutzt, mußt Du Dir im Klaren darüber sein, daß der Schrittmotor sich nur 270 Winkelgrad drehen darf, weil das Poti dann jeweils am Anschlag ist. Es sei denn, du hast noch ein Getriebe dazu oder Du meinst Cermet-Mehrgangpotis. Das ändert aber nichts an der Tatsache, das die Anzahl der Umdrehungen begrenzt bleibt.
Ein Schrittmotor ist zur Posititionierung ideal, da dessen Endstufe mit einem Takt- und Richtungssignal gesteuert wird; die Takte können in Abhängigkeit der Richtung gezählt werden. Somit ist die aktuelle Position in jedem Moment bekannt. Zur Null-Bestimmung muß allerdings ein Nullpunkt 'angefahren' werden, der jedoch recht einfach z.B. mit einem Endschalter oder einer Gabellichtschranke zu realisieren ist.

[ranke]

Hallo Stefanie,
1. Ein Kurzschluß bekommst Du, wenn Du 5V und GND verbindest. Das ist in Deiner Skizze bei keiner Potistellung der Fall. Der Eingang des ADC ist hochohmig, das heißt über den Schleifer vom Poti fließt praktisch kein Strom.
2. Potidimensionierung ist relativ unkritisch. Wenn das Poti sehr niederohmig ist, dann wird immer relativ viel Strom über das Poti fließen. Das hat Nachteile, wenn man mit Energie sparsam sein will (Battweriebetrieb). Sehr hohe Werte für das Poti sind auch ungünstig, weil a. der (geringe) Eingangsstrom des ADC die Meßspannung verfälscht und b. kapazitive Störspannungen, die insbesondere bei längeren Zuleitungen recht deutlich werden können, stören.
Ich glaube, daß man bei Werten zwischen 5kOhm und 50 kOhm für das Poti im allgemeinen nicht viel verkehrt macht.
3. Die Brückenschaltung bringt, glaube ich, nichts. Die einfache Schaltung (obere Skizze) ist eigentlich schon eine Brückenschaltung, gemessen wird ja das Verhältnis der beiden Teilwiderstände des Potis, wenn sich der Absolutwert des Widerstands ändert (z.B. durch Temperatureinfluß), dann bleibt das Verhältnis gleich.
4. Bei der Beschaltung des Amega muß man, glaube ich, genau auf die Referenzspannung achten, wenn ich mich recht erinnere, darf diese niemals niedriger sein als die Meßspannung. Am besten, Du liest Dir nochmal genau den betreffenden Abschnitt im Datenblatt durch. Ein längerer Einsatz im Freien ist immer ein Risiko, speziell beim Poti. Ältere Potis fangen oft zum "krachen" an (das kennt man von älteren Radios, wenn man die Lautstärke am Drehknopf verstellen will, dann kracht es im Lautsprecher). Das Krachen bedeutet, daß der Schleifer kurzfristig den Kontakt zur Widerstandsbahn verläßt. Damit wird Deine Positionierung natürlich nicht gut gehen.
Gruß Uli

[Manf]

Solche Schaltungen sind ja in Modellbauservos drin.
Dort gibt es einerseits einen Aufbau mit Gertiebemotor und Poti den man auch etwas umgestalten kann, andererseits Erfahrungswerte (5kOhm Poti), (den Schleifer möglichst stromlos halten).
Manfred

[Stefanie]

Würde ich in meiner Schaltung das Poti schon so richtig anschließen?

Ich habe gelesen, dass mein Poti eine Widerstandstoleranz von +/-20° hat, bedeutet dass, dass ich z.B. das Poti in der gleichen Stellung habe, aber der tatsächliche Wert, wo der Motor aktuell ist, der kann um 20° varieren??
Dann wär das doch der totale Schrot, oder??

[Moritz f.]

Hallo,

klar haben Potis Toleranz, ich weiß zwar nicht wieviel aber diese bleibt immer gleich. Also nicht so das du den Poti verdrehst aber noch den gleichen Widerstand hast!

Mfg Moritz

[Manf]

Wenn man bei jeder Drehung ein neues Poti nimmt dann wird es unübersichtlich, sonst kann man die Werte für die Winkel auch messen und abspeichern wenn es genauer werden soll.

Beim Einsatz als Spannungsteiler kommt es auf die Linearität an, nicht auf den absoluten Wert des Widerstandes.

Wie genau soll es denn werden?

[Stefanie]

OK, klingt logisch. Danke!

Tja ich habe noch nicht so viel Erfahrung mit dem Programmieren. An sich möchte ich eine drehbare Solaranlage bauen d.h. horizonal maximale Drehung von 260° und vertikal 60°.
Bei meinem Atmega kann die AD-Wandlung 8- oder 10-Bit aufgelöst sein, wenn ich das richtig verstehe. Ich denke, das 8 Bit in meinem Fall vernünftig wären.
Am Ende soll die Anlage schon auf +/-3° genau arbeiten.
Könnt ihr ein Poti empfehlen, das Qualtitativ hochwertig ist und schon am besten zwanzig Jahre überlebt?

[kalledom]

Dann solltest Du kein Kohle-Poti, sondern ein Draht-Poti mit 1...5kOhm nehmen. Es gibt noch besonderes Material / Beschichtung bei Studio-Potis; das sind aber Schieberegler.
Wie lange ein Poti hält, hängt davon ab, wie oft der Schleifer des Potis auf dem Widerstandsmaterial bewegt wird.

[JanB]

Hallo,
bei Drahtpotis muss man bedenken, das der Schleifer
ja immer nur von Drahtwindung zu Drahtwindung wechseln kann.
Dadurch ergibt sich eine gewisse Stufigkeit.
Wenn z.B das Poti auf 270 Grad sagen wir mal 100 Windungen hat,
so wird die Winkelauflösung auch bestenfalls 2,7 Grad sein.
Also musst du beachten das du ein eintsprechend "feines" Drahtpoti
nimmst.

Gruß Jan

[Manf]

Ich glaube die entscheidene Bedingung ist der Umwelteinfluß.
Relativ einfache Potis, die in Messgeräten täglich eingestellt werden, halten sehr lange (>5Jahre, bessere auch mehr als 20 Jahre) wenn sie in Arbeitsräumen gehalten werden.
Die Solarzellen sind auf dem Dach. Damit ist wohl der Stellmotor und das Poti auch der Witterung und der Temperaturänderung ausgesetzt, (Tauwasser).
Über diesen Teil der Anforderungen sollte man sich klar werden. Offen, Staub-, und Spritzwassergeschützt oder unter Wasser und klimatisiert oder mit Betauung - (Vereisung?).
Manfred

[kalledom]

Wie wäre es mit einem Poti aus einem Auto mit Einspritzer-Motor ?
Das Gaspedal geht nicht zu einer Vergaserklappe, sondern zu einem ... Poti, das sehr viel aushält und sehr lange lebt. Da sind noch weitere Potis für Luftklappenstellungen usw. drin.
Vielleicht bekommt man so was auf einem Autofriedhof ?