Tamiya Linienfolger entsteht...

Nun ja RB das passiert ja uns alle mal...

ich habe jetzt ein Problem mit dem Spannungsteiler für die Kollosionstaster. ich weiss nicht so recht wie ich anfangen soll mit der Berechnung. Ich habe 4 Taster die einen Spannungsteiler (5R) abfragen und nach Reihenfolge 1,2,3 bzw4 Volt am Ausgang, aus einer stabilisierten 5V-Spannung liefern sollen.
Es soll etwa um die 1mA durch den Spannungsteiler fliessen.
Ich finde einfach nicht den Start wie ich das Berechnen angehen sollte. irgendwo klemmt da der Groschen... wegen dem R6 der den Ausgang normal auf +5V hält (zum Analogeingang µC) Weiss wer wie hochohmig diese Analogeingänge sind ??
Hier die Schaltung, vielleicht kann mir wer einen Tip geben...
Anhang 25022Ich sage schon mal Danke,
Gerhard

Ich würd das so berechnen, dass du maximal rund 20kOhm der Signalquelle hast, die den Mindeststrom zum Aufladen des Speicherkondensators im Controller liefert. Dann die Wunschspannungen definierten (in deinem Fall 1,2,3 und 4V) und so die Widerstände R1 bis R5 berechnen. Den R6 würd ich von Anfang an mit so ca 20k-30k nehmen (der was gerade am nächsten in der Bastelkiste liegt) ;)

grüße

Zitat:

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Zitat von oderlachs

wegen dem R6 der den Ausgang normal auf +5V hält (zum Analogeingang µC) Weiss wer wie hochohmig diese Analogeingänge sind ??
Hier die Schaltung, vielleicht kann mir wer einen Tip geben...

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Ich versuch es mal:
Datenblatt
24.6.1 Analog input circuitry
An analog source applied to ADCn is subjected to the pin capacitance and input leakage of that pin

Bedeutet für mich, daß, nachdem die Kapazität aufgeladen ist, nur noch der Eingangsleckstrom fließt.

Nach "29. Electrical characteristics" ist der input leakage maximal 1µA - der Eingang also so hochohmig ist, daß der statische Widerstand vernachlässigt werden kann.

Wieder nach "24.6.1 Analog input circuitry":
The ADC is optimized for analog signals with an output impedance of approximately 10kOhm or less.

Nachdem der letzte Taster geöffnet ist, sollte also ein optimaler Quellwiederstand von 10kOhm oder weniger anliegen. Das wäre R6, der den Eingang auf 5V bringt. Für R6 also 10kOhm wählen.

Um bei fünf (R1 bis R5) Widerständen ohne parallel getasteten R6 auf die 1,2,3,4Volt Abstufungen zu kommen, müßten alle Widerstände gleich groß sein, zB 1kOhm. Davon ausgehend und dem untersten geschlossenen Taster müßte nun der ADC 4kOhm nach Vcc (und 1kOhm nach GND) "sehen" um 1Volt zu messen. R5 soll also 1kOhm sein. Da aber mit dem Taster nun R6 parallel zu Reihenschaltung von R1 bis R4 liegt, können die NICHT je 1kOhm groß sein.
Berechnung:

Wenn der oberste Taster geschlossen wird, sind R1 und R6 parallel und sollten nun gemeinsam auf 1kOhm kommen.

R1||R6 = Rg = R1*R6/(r1+R6)
R1 = Rg * R6 / (R6 - Rg)
R1 = 1111,11.. Ohm

Wird der zweite Taster geschlossen, ist R6 parallel zu Reihenschaltung von R1 und R2 und muß auf 2kOhm kommen
R12 = Rg * R6 / (R6 - Rg)
R12 = 2000 * 10000 / (10000 - 2000) [Ohm]
R12 = 2500 Ohm
R2 = R12 - R1 = 2500 Ohm - 1111,11 Ohm = 1388,89 Ohm

... und so weiter ...

Wenn ich alles richtig gerechnet habe (im Excel sheet) komme ich auf ca. 0,65mA durch R1..R5 wenn alle Taster offen sind.

EDIT: Sorry, in der Rechnung steckt ein Denkfehler. Siehe weiter unten

Die Widerstände R1 bis R5 so zu berechnen, daß bei geöffneten Tastern genau 1mA fließt ist weit umfangreicher und meiner Ansicht nach nicht notwendig.

(keine Gewähr für Richtigkeit)
Gruß
Searcher

Hallo Searcher !
Habe vielen vielen Dank für Deine Mühen, um den Rechenweg. Vielleicht bin ich auch ein bischen pingelig in dieser Sache. Ich könnte ja einfach diese Sache vom "Asuro" übernehmen, aber ich wollte mal was Eigenes machen, wenn auch mit Hilfe und Infos von Anderen.
Wenn man das erste Mal so aus eigenen Entwürfen u. Gedanken baut, gibt es noch viele problem. Sachen die man einfach erst beim Aufbau merkt, weil man ja noch so keine Erfahrungen hat. So musste ich das Chassis ändern und auch eine 2. Ebene noch einbauen, schlimmer ist mein Batteriehalter passt nicht so wie gewollt, also erst bestellen, dann warten, dann kann es weitergehen...
Ich wollte die Auswertung der Taster über Switch/Case machen, darum brauche ich genaue Werte. Mit der softwaremässigen Auswertung von bestimmten Bereichen tue ich mich noch etwas schwer in C/C++, aber vielleicht komme ich noch dahinter und es ist einfacher als switch/case..mal sehen..
Der Baufortschritt ist auf der im Signum angegebenen Webseite wieder aktualisiert, vielleicht werde ich noch eine Webseite mit dem aktuellen Code einbinden, na mal sehen...
Danke Dir nochmal


Gerhard

P.S. Das mit den 1mA war nur ein Richtwert...nicht das unnötiger Strom gezogen wird, ein 9V Block ist nicht gerade die Kapazität

Zitat:

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Zitat von oderlachs

Ich könnte ja einfach diese Sache vom "Asuro" übernehmen, aber ich wollte mal was Eigenes machen, wenn auch mit Hilfe und Infos von Anderen.

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Find ich komplett in Ordnung. So lernt man mehr als nur abzukupfern.

Zitat:

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Ich wollte die Auswertung der Taster über Switch/Case machen, darum brauche ich genaue Werte. Mit der softwaremässigen Auswertung von bestimmten Bereichen tue ich mich noch etwas schwer in C/C++, aber vielleicht komme ich noch dahinter und es ist einfacher als switch/case..mal sehen..

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Ich kann eigentlich nur bei BASCOM mitreden. CASE wird aber auch in C nicht groß anders arbeiten und ist meiner Ansicht nach schon das Richtige. Statt eines genauen Wertes gibt man einen Wertebereich an, zB "0,5 to 1,5"[Volt]. Kommt man sicher nicht drumrum, da man die errechneten Werte nicht als realen Widerstand kaufen kann, die auch noch eine Toleranz haben und der ADC auch mit einer Toleranz arbeitet.

EDIT: Wertebereich in CASE scheint es in C nicht zu geben. Dann muß man wohl mit IF... arbeiten bzw eine Variable, die mit CASE ausgewertet wird vorher mit IF entsprechend belegen :confused:

Bin gespannt wie es weitergeht und viel Erfolg

Gruß
Searcher

Ich glaub in meiner wunderschönen Rechnung steckt ein noch hübscherer Denkfehler. Hab zwar aus den 1k, 2k, ... Parallelwiderständen die R1, R2 ... ausgerechnet aber nicht bedacht, das R3, R4 auch nicht mehr 1k groß sind und sich dadurch die Spannungsteilerverhältnisse verschoben sind :( Hab noch keine Ahnung wie man es einfach und richtig macht :(

Sorry und Gruß
Searcher

Mach Dir nicht so den Kopf darüber, ich habe erst mal für die Version 1 den Code und die Schaltung geändert, nutze für jede Kollosionstaste einen separ. Analogeingang, ist in dieser Bauweise noch möglich , das Teil wird ja modular aufgebaut, also einzelne Baugruppen vielseitig verwendbar, na und code ändert man 1 fix 3...wenn sie dann auch geht grinsel ;)
Die aktuelle Code ist auch jetzt in meiner Signatur abrufbar.
Ich werde aber mit Deiner Anregung weiterarbeiten, mal sehen ob es einfach machbar ist. Hatte das Kollisions-Teil schon mal bei meinem Roboduino so gebaut, hat noch nicht recht geklappt, aber ich denke es lag da an meinem Code dafür.

Gerhard

Zitat:

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Zitat von oderlachs

Mach Dir nicht so den Kopf darüber,

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:-) zu spät. Hat meinen Ehrgeiz geweckt. Leider läuft mir das immer auf eine Gleichung mit zwei Unbekannten hinaus. Wär ja an sich nicht so das Problem - mag aber nicht so große Formeln schreiben :(

Gruß
Searcher

Habe mir das mit der Kollosionserkennung nochmals übedacht un einen anderen Weg gewählt, 4 Taster und 4 Analogeingänge. Da ich ja den µC Baustein(ArduProMini) und auch den Motortreiber steckbar habe auf der Elektronik-Grundplatte, kann ich für andere Anwendungen eine neue Grundplatte für die Elektronik machen. Auch der Tastenkopf liesse sich dann noch verwenden, ebenso Modulbauweise, auch elektrisch gesehen, anders ist auch diese schnell neu zusammen gelötet.
Hier die Schaltung , das müsste so gehen, oder bedarf es noch Kondis an den Tastern ??
Anhang 25032
Gruss Gerhard

Zitat:

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Zitat von oderlachs

Hier die Schaltung , das müsste so gehen, oder bedarf es noch Kondis an den Tastern ??

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Ja, müßte gehen. Ob Kondensatoren benötigt werden hängt vom Programm ab. Stichwort: Entprellung. Kann man auch softwaremäßig machen oder ist vielleicht sogar gar nicht notwendig.

Für die Schaltung reichen auch digitale Eingänge. Anstelle der 4,7k Pullups kann man auch die µC internen Pullups nehmen.


Falls Du noch Lust auf Deine erste Schaltung hast, hier noch ein Versuch von mir :-)

Von der ersten Überlegung bleibt R5 = 1kOhm
Wenn der unterste Taster geschlossen wird muß der Reihenwiderstand (R1..R4) parallel zu R6 (10kOhm) 4kOhm ergeben um 1Volt zu messen.

Daraus folgt, daß der Reihenwiderstand 6666,66 Ohm sein muß (R1234 = Rg*R6/(R6-Rg) = 4000*10000/(10000-4000) )

Nächster Schritt: R4 ausrechnen wenn voletzter Taster gedrückt ist und 2 Volt gemessen werden sollen.

Hab nun zwei Gleichungen aufgestellt:

1. Reihenschaltung R123 plus R4 ohne R6 parallel muß 6666 Ohm ergeben.
R123 + R4 = 6666,66 Ohm

2. Wenn vorletzter Taster gedrückt muß über R123 mit R6 parallel eine Spannung von 3 Volt abfallen.
Über die Reihenschaltung von R4 und R5 dann die restlichen 2 Volt. Spannungen verhalten sich in Reihenschaltung wie die Widerstände.

Code:

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R123 * R6 / (R123 + R6)      3 Volt
-----------------------  =  ----------
      R4 + R5                2 Volt

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Jetzt kann man mit Hilfe der ersten Gleichung zB R123 in der zweiten Gleichung ersetzten und kommt zu einer quadratischen Gleichung. Die hab ich dann mit Hilfe der Wolfram Alpha INET Seite aufgelöst (Schule liegt auch schon einiges zurück) und bin bei R4 auf etwas mehr als 1300 Ohm gekommen.


Das kann man nun mit dem drittletzten Taster wiederholen:

1. R12 + R3 = R1234 - R4 = 6666,66 Ohm - 1300 Ohm

2.

Code:

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R12 * R6 / (R12 + R6)      2 Volt
----------------------- = ----------
    R3 + R4 + R5            3 Volt

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Hoffentlich kennt da noch jemand was einfacheres

Gruß
Searcher