Tube-Town Forum
Technik => Tech-Talk Design & Konzepte => Thema gestartet von: Hannes am 2.05.2005 19:04
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Hallo zusammen!
Wir hatten hier schon einen MIDI-Thread, aber hier geht's mir eigentlich um etwas anderes.
Ich bin am Überlegen, wie man LDRs als Poti-Ersatz in µC-gesteuerten Amps einsetzen kann. Die Widerstandssteuerung erfolgt mittels PWM-Ansteuerung der beleuchtenden LED durch Latch, Comparator und Taktsignal. In dieser Konfiguration braucht der µC sich nicht sonderlich drum zu kümmern.
Wenn der Schleifer des Potis benötigt wird, so benutzt man zwei LDRs, die in Reihe geschaltet werden. Ihr "Mittelpunkt" ist dann der "Schleifer". Der eine LDR kann dann mit dem invertierten Signal des anderen angesteuert werden. Sind Schleifer und Widerstandsbahn einseitig verbunden, so kommt man mit einem einzigen LDR aus.
Einziges Problem: Wie bekomme ich einen bestimmten Widerstandswert hin? Da habe ich mir zwei Möglichkeiten überlegt:
- parallelschalten einen geeigneten Widerstands. Dadurch kann die R-/LDR-Kombination auf einen bestimmten Wert gebracht werden, allerdings verhält sie sich dann logarithmisch.
- die LED wird mit einer Vorspannung beaufschlagt, sodass sich der gewünschte Widerstandswert einstellt
Sagt mal was dazu... ist das totaler Stuss oder ausbaufähig?
Grüße
Hannes
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Hi Hannes,
soweit ich mich erinnere, hatte das DYNACORD bei seinen programmierbaren "REFERENCE"- Röhrengitarrenamps in den 80ern so gemacht. Schaltpläne davon dürften bestimmt ganz gut zu beschaffen sein. Jedenfalls haben die auch LDR-Spannungen gespeichert. Stephan G. weiss dazu bestimmt noch fundierteres zu sagen.
Gruß
Günter
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Hallo Hannes,
an so etwas arbeite ich auch. Deine Idee ist im Prinzip richtig.
Die Widerstandswerte kriegst du ganz einfach (aber zeitaufwendig) in den Griff in dem du eine so genannte Lookup Tabele
anlegst.
Das heißt du legst zuerst fest wie viele schritte du haben willst z.B. 32 Schritte.
Dann teilst du den max Widerstandswert durch die Schritte.
Das sind etwa 32Kohm pro Schritt.
Jetzt musst du herausfinden bei welchem PWM-Werte der jeweilige Widerstandswert erreicht ist.
Jetzt kannst du die Schritte einfach in einer Tabelle den PWM Zahlen gegenüberstellen.
So hättest du jetzt einen linearen Widerstand(Bei log. Poti musst du die widerstandswerte dementsprechend auf den log wert umrechen).
Probleme sehe ich bei der Exemplarstreuung wenn du die LDR in Serie schaltest, die müsstest du paarweise ausmessen.
Das nächste Problem ist das die LDR sehr langsam auf ihren jeweiligen wert kommen, das könnte man evtl. mit zwischenschritten in den Griff bekommen.
Hoffe du hast jetzt ein paar Denkanstösse.
Ich verwende übrigens AVR uC.
P.S. den revere Plan hab ich, gebe auch gerne weiter.
MfG Bissi
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Hallo!
Ja, ich danke euch beiden für den Beitrag.
Auf die Lookup-Table bin ich natürlich nicht gekommen. Daher auch meine Idee mit der Vorspannung. Die Lookup-Table kann ich doch für alle LDRs benutzen, wenn ich einen Typ kaufe und sie ein wenig ausmesse? Zumindest Dunkel- und Hellwiderstand kann ich bestimmen und danach sortieren.
Ich dachte eigentlich an 0 bis 9.5 in 0.5er Schritten, also nur 20 verschiedene Werte - ich orientiere mich da am Triaxis von Mesa/Boogie. Andererseits kann ich dann gleich höhere Genauigkeit nehmen, da ich dann sowieso mindestens 5 Bit benötige und der Komparator 4 Bit vergleicht. Da kann ich gleich 0.1-Schritte machen und dann 7 Bit verwenden.
Wie ist denn das Verhalten der LDRs? Die brauchen doch länger, um vom Hell- auf Dunkelwert zu kommen als andersrum, oder? Dann wäre es vielleicht sinnvoll, wenn bei Verringerung der LDR kurzzeitig garnicht beleuchtet würde?!
Wäre es denn geschickt den log-LDRs einen weiteren Widerstand parallel zu schalten, sodass man gleich ein log-Verhalten bekommt? Oder ist auch hier eine entsprechend angepasste Lookup-Table sinnvoller?
Grüße
Hannes
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Hallo Hannes,
Wie ist denn das Verhalten der LDRs? Die brauchen doch länger, um vom Hell- auf Dunkelwert zu kommen als andersrum, oder? Dann wäre es vielleicht sinnvoll, wenn bei Verringerung der LDR kurzzeitig gar nicht beleuchtet würde?!
Hab da leider auch noch nicht die großen Erfahrungen gesammelt.
Bin da auch über jede Info froh.
Hab bisher nur die einzelne Module gesammelt wie LED-Ansteuerung, PWM, Uart usw. und mal ein paar LDR grob ausgemessen.
MfG Bissi
Die Lookup-Table kann ich doch für alle LDRs benutzen, wenn ich einen Typ kaufe und sie ein wenig ausmesse?
Wenn die alle zusammen passen warum nicht.
Du wirst aber trotz dem mehre brauchen, da ich nicht für alle Poti werte die gleichen LDRs nehmen würde.
Wäre es denn geschickt den log-LDRs einen weiteren Widerstand parallel zu schalten, sodass man gleich ein log-Verhalten bekommt? Oder ist auch hier eine entsprechend angepasste Lookup-Table sinnvoller?
Ich würde es auch per Tabele machen da kannst du meiner Meinung nach besser feintunnen.
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Du wirst aber trotz dem mehre brauchen, da ich nicht für alle Poti werte die gleichen LDRs nehmen würde.
Hallo!
Für diesen Fall war die Idee mit der Vorspannung. Ich dachte, dass man dann für alle Werte den gleichen LDR nehmen kann. Für 25k, 250k und 1,0M bräuchte man dann nur unterschiedliche Vorspannungen der LED. Denn nur der maximale Widerstand ändert sich... oder ist da ein Denkfehler? Dann könnte man die LED auch zusätzlich mit dem PWM ansteuern.
Grüße
Hannes
P.S. Hab Dir mal eine PN wegen der Reference-Pläne geschickt...
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moin.Könntet ihr mir bitte auch die pläne schicken?
Hatte auch schon im kller versucht 2 LDR zusammen zu schustern und den mit ner LED beleuchten naja hab das Experement noch nicht volendet.Ich ahbe daheim noch ein Paar viele signalgeber rum fligen meine ich sehen aus wie potis sind aber keine hab den einfack mal an durchgangsprüfer dran gemacht und immerr wen ich einmal bewegt hatte zeigste der für einen gurzen moment das da was druch ging und dan nicht mehr. Könnte man nicht sowas in der frontplate verbauen über µC so verkabeln mit nem LDR das mach sich einstelungen speicher und den noch abändern kan sprich die LDRS einstellen wie ein Poti???
Gruß
Eugen
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Hallo@all
Für diesen Fall war die Idee mit der Vorspannung. Ich dachte, dass man dann für alle Werte den gleichen LDR nehmen kann. Für 25k, 250k und 1,0M bräuchte man dann nur unterschiedliche Vorspannungen der LED. Denn nur der maximale Widerstand ändert sich... oder ist da ein Denkfehler? Dann könnte man die LED auch zusätzlich mit dem PWM ansteuern.
Meistens ist es so, das wenn der Dunkelwiderstand kleiner ist dann ist auch der Hellwiderstand kleiner und ob dieser Effekt sich bemerkbar macht, sollte man mal mit Duncans Klangregler Programm testet(ist immer hin Regelweg dem man verschenkt).
Außer dem wird auch die Auflösung größer wenn man 25K durch 20 teilt anstatt 000K durch 20 teilt.
Bei zu großen Schritten könnte es sein das man so manchen Sweetspot nicht einstellen kann.
Aber das mit der Vorspannung kann man ja auch einfach lösen. Die Pins der uC können ja nicht viel Strom liefern, wenn man diese Aufgabe einen OpAmp machen lässt kann er auch gleich die Vorspannung liefern(Ich meine das die OpAmps im Reference
auch noch als Logarietmierer geschalten sind, das würde uns auch noch die Log Tabelle sparen).
@Eugi
? (so viel habe ich von deinem Text verstanden).
Mach mal Fotos!
Wie die man die Einstellungen wie bei einem normalem Amp macht und nicht wie bei einem Triaxis, ist aus dem Reference-Plan
Ersichtlich. Nur ändern sich nicht die Regler beim Preset wechseln.
MfG Bissi
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Hi, Folks!
Zu diesem Thema gebe ich natürlich auch meinen Senf dazu - ich hab mir da auch schon Gedanken gemacht...
Den Einwurf mit der Vorspannung kann ich nicht ganz nachvollziehen - da braucht man auch keine PWM-Regelung mehr. Da nehm ich lieber gleich ´nen DAC!
Die PWM-Regelung soll mir den größten Teil der Arbeit ja abnehmen. Allerdings sehe ich folgende Probleme:
- Streuung der LEDs: allein die Auswahl der richtigen LEDs kann schon ein Problem werden...
- Streuung der LDRs: wahrscheinlich noch viel schlimmer als die LEDs...
- die verschiedenen benötigten Potiwerte und Kennlinien...
- Justierung des Stroms bei 100% PWM
etc.
Ich bevorzuge eine universelle, volldigitale Lösung: µC erzeugt (oder steuert) 10 ... 12 Bit- PWM - ein kleiner Transistor schaltet LED - LED steuert LDR.
Der Rest geschieht ausschließlich in der Software:
Ich lege mir eine Kalibriertabelle ("Lookup table") an, in der ich ausgemessene Werte (binär) hinterlege. Welche Werte ich da hinterlege, richtet sich nach meinen Anforderungen an das zu emulierende Poti. Das ist auf den ersten Blick eine Menge Arbeit, aber nach einiger Zeit kommt man drauf, daß man das vielleicht 5-6 mal machen muß, da die Streuungen sich in einem gewissen Bereich abspielen und man die LDRs vorselektieren kann (mit den 20%-Poti-Toleranzen kann man da locker mithalten...).
Vorteil: Die erwähnten "Sweetspots" kann ich mir mit der Tabelle selbst hinbiegen.....
Der Aufwand wird mit einer hohen Flexibilität eines (hoffentlich) geilen Amps belohnt.
Sorry für das komische Geschreibsel - ich habs grad eilig. Aber für Rückfragen (oder Verbesserung) bin ich verfügbar.
@Eugi:
Wenn ich Dein Gestammel richtig entziffert habe, hast Du einen Encoder ausgegraben. Den könnte man für vieles einsetzen.
P.S. (Ich muß bei Eugis Beschreibung grad an Einstein Junior denken, der in Opas Hütte das Bieratom mit Hammer und Meißel gespalten hat...)
PLAY LOUD!!
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Moin.
Ok noch ein anlauf. Ich hatte einfach nur 2LDRS zusammen gelötet und mit einer LED beleuchtet und die LED hatte ich an einem normalen netzteil dran. Sprich ich wollte damit einen Poti nachahmen. jetzt Ohne µC's.Dan hatte cih viele Potis gefunden aber waren keine habe ich beim messen erfahren.Dan habe ich einfach spannung auf den mitleren anschlus des "potis gegeben. und am andren ende eine LED wen ich das "Poti" gedreht habe hat die LED ständig geblinckt. Habe ich aufgehärt war sie auch aus. hab ne skizze auf meinen FTP : http://de.geocities.com/obelixder10/1.PNG (http://de.geocities.com/obelixder10/1.PNG)
So nun zu meiner Frage:
Ob es möglich sei so ein Änliches Poti teil anbringen an der Frontplatte wie bei Engl und den das wen man mit drehen nach rechts z.b das den die LDR einen höreren wiederstand hat und das man es den speichern kann. und wen man es aufruft das man es den wieder verändern kan mit dem drehen?
Sowas in der Art ist es auch bei unserem DVD spieler sprich wen ich nach rechts drehe wirds lauter und nach links leiser. un wen ich den aus mache und poti irgentwohin drehe. und wieder anmache blebt er bei der lautstärke und den kan ich wieder weiter machen sprich mehr oder weniger. und das teil kanste ganze zeit rum drehen das am DVD Spieler. Wie könte ich das bei einem AMP mit LDRS auch realesieren? Ist es nun verständlicher?
Gruß
Eugen
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Hi, Folks!
@Eugi:
Yo, wie gesagt ist´s ein Encoder. Das ist ein "Rotationsschalter", der 2 Signale in einem bestimmten Muster gegen einen gemeinsamen Pol schaltet (wird meist mit GND verbunden).
Das erzeugte Signal ist in der Regel eine Kombi aus 2 phasenverschobenen Rechtecksignalen. Hiermit kann natürlich auch die Drehrichtung detektiert werden. Günstige Encoder liefern ca. 12 ... 30 Impulse pro Umdrehung und sind mechanisch aufgebaut. Die etwas besseren sind optischer Natur - natürlich entsprechend haltbarer ("Industrieausführung").
Wie eine Software diese Inkrementalinformation verarbeitet, bestimmt der Programmierer.
Ein Beispielteil: http://www.farnell.com/datasheets/58835.pdf
PLAY LOUD!!
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Hi!
Ich glaube, dass dieser Code "Grey-Code" heißt. Durch ihn ist es auch leicht festzustellen, in welche Richtung gedreht wird. Es wird eigentlich immer nur von 0 bis 3 vor- oder rückwärts gezählt. Das ganze kann sogar ohne µC mit einem simplen Komparator (z.B. CMOS 4063) ausgewertet werden, nur bei Überlauf muss man etwas tricksen.
Grüße
Hannes
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Hi, Folks!
Yo, allerdings "Gray code" geschrieben - zum googeln wichtig.
Iss für µC-Anfänger allerdings sicherer, nicht mit Gray zu rechnen und lieber die Signale direkt auszuwerten. Je nach Drehrichtung kommt immer ein anderer Pin zuerst... sieht man in den Datasheets!
Wäre auch ein schöner Thread für die "Digitaljugend" - nicht daß die denken, wir Alten hätten nur mit Röhren zu tun ...
Zur Erinnerung: Der erste Computer überhaupt, Zuses Z1, hatte Röhren drinnen ... so weit sind die Welten gar nicht auseinander...
PLAY LOUD!!
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Also ich meine mit meinen noch 15 bin ich auch nicht so alt also unteranderem einer der jüngsten und wenigen die sich für sowas interesieren oder?
So was meint ihr könnte ich beidiesem thema viel mit einem PIC brenner anfangen? Hab da ein schönes geärt im Internetgefunden als DIY projekt habe mal ausgerechnet das teil wird ca.20€ kosten.
Wäre das ein anfang?
Gruß
Eugen
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Hi, Eugi!
Jeder Anfang ist ein Anfang! Kommt drauf an, was der Brenner alles brennen kann...gib mal ´nen Link!
Übrigens: ich kann PICs nicht leiden...
PLAY LOUD!!
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Moin hier ist der link http://www.sprut.de/electronic/pic/projekte/brenner5/ (http://www.sprut.de/electronic/pic/projekte/brenner5/).
Was sagst du dazu? Was wüdst du lieber nehmen?
Gruß
Eugen
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Hi, Eugen!
Mein Tipp: Vergiss es!
Heutzutage programmiert man seine Flash-µCs IN-SYSTEM!!!
Da der PIC eh schlecht zu programmieren ist, empfehle ich Dir die Atmel AVR-Serie - die sind absolut problemlos, sauschnell und günstig dazu.
Wenn Du 40 Euro investieren kannst, bekommst Du ein komplettes Paket, um als Anfänger gleich richtig loszulegen!
Guckst Du bei ----, suche "avr isp"
Damit kannst Du alle! AVR programmieren, ohne sie aus der Schaltung nehmen zu müssen!
PLAY LOUD!!
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hey ich grab mal wieder alte kamellen aus *g*
ista us dem projekt was geowrden?
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Hallo,
ich würde für die Ansteuerung der LEDs keine PWM benutzen, da alles was mit steile Schaltflanken arbeitet Störungen bis in sehr hohe Frequenzbereiche verursacht, welche dann unangenehm hörbar sein können.
Beim Dynacord Reference wurden die LEDs mit über eine Digital-Analog-Umsetzer gesteuerten Konstansstromquellen bestromt.
Gruß
Manfred
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Hi!
bastle zur Zeit auch wieder an so nem Teil rum. Das Problem ist, abgesehen von digital, für mich schon das LEDStrom--LDRWiderstandsverhältnis, welches alles andere als linear ist:
10M : 2,4 uA
1M : 11,2uA
100K : 34uA
10K : 0,102mA
1k: 0,420mA
100R :5,29 mA
60R : 10mA
...mit einer weißen LED
Jetzt brauch ich nen Spannungs-Stromwandler der daraus was lineares macht.
Bastlergrüße
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Hallo,
Die Sache mit den LDRs interessiert mich.... über DA-Wandler die Dinger anzusteuern statt mit PWM scheint mir auch wesentlich resourcenfreundlicher zu sein. Kann mir das gut in Verbindung mit nem I2C Expander vorstellen. Die gibts für 8 und 16 Bit (soweit ich weiß), was ja mehr als ausreichend ist, evtl kann man auch Bereiche "grobstufiger" unterteilen, um die Unlinearitäten halbwegs in den Griff zu kriegen.
Habt ihr auch vor die LDRs als Potiersatz zu nehmen? Dann wären es ja schon direkt 2 Stück pro Poti (aber wohl immernoch besser als SMD Digitalpotis).
PS: Der PIC Brenner hat eine Schnittstelle, um PICs in der Schaltung zu brennen, also genauso einfach wie bei Atmels. Habe sowohl den Brenner5 hier als auch en Atmega32 Experimentierboard mit ISP Schittstelle.. geht bei beiden problemlos.
M f G
Sebastian
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Hi, Folks!
Zum Thema PWM:
Die LDR-Koppler sind so träge, dass wahrscheinlich ein paar kHz als PWM-Frequenz ausreichen könnten - je nach Lösung sind meiner Meinung nach 10 kHz mehr als ausreichend!!!
Viel interessanter ist das Thema Linearität:
Die eigentliche Verbiegung kommt vermutlich von der Sende-LED. Wenn man sich die Mühe macht, die entsprechende Anzahl der Messwerte in eine log-Kennlinie zu "pressen", ist die Kennlinie fast eine Gerade - ergo: man kann damit relativ unproblematisch rechnen. 2 Werte der Kennlinie sollten genügen...
Da die Einstellungen sowieso von einem µC gesteuert werden, soll der auch bitte schön die Kacke errechnen. Damit wird die eigentliche Elektronik sehr, sehr, sehr, sehr einfach... ;D
PLAY LOUD!! :guitar:
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Hallo!
Wenn man einen µC benutzt, dann packt man die ganzen Werte einfach in eine Lookup-Table, dann braucht der µC noch nicht einmal viel rechnen. Interessanter wäre da schon, ob alle LDR/LED-Kombinationen gleich sind. Ansonsten müsste man alle ausmessen, was doch recht aufwändig wäre.
Per D/A-Wandler ist es wohl am einfachsten, es gibt auch 8bit-DAs, die mehrere Ausgänge haben.
Es ist die Frage, ob man das nicht vielleicht auch ohne LDRs auf eine andere Art und Weise hinbekommen könnte...
Grüße,
Hannes
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Hi, Folks!
Naja, ob man mit 8 Bit Auflösung ein Poti emulieren kann ...
Schliesslich haben wir ja verschiedene Potiwerte von 10 k (Mids) bis 1 M (Gain/Vol/...).
Im Idealfall will ich mit meiner Schaltung aber auch unübliche Werte einstellen und wünsch' mir deshalb was flexibles...
Bei 1M -> :256 = 3,9 k pro Step .... Nicht gerade berauschend... Und eine logarithmische Kennlinie zusammenzubasteln, um im "niederohmigen" Bereich was bewegen zu können, ist nicht mein Ding.
PWM hat den Vorteil, dass ich im Prinzip die LED direkt am Portpin (Rv nicht vergessen!) betreiben kann und keine zusätzliche (fehlerbehaftete und platzverschwendende) Elektronik mehr brauche ...
PWM kann man natürlich auf verschiedene Arten ausführen - eine glitch-free-PWM-Unit braucht man hierfür aber nun wirklich nicht.
Bei den heutigen Geschwindigkeiten kann man das nebenbei in einem Zeitschlitz erledigen und noch jede Menge andere Tasks laufen lassen...
PLAY LOUD!! :guitar:
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Hallo,
gehts nur um ein einziges Volume Poti? Dann finde ich PWM sicher auch einfacher.
Mein Problem wäre eine komplette Klangregelung mit Gain und Master, dh. 6 Potis, die nachgebildet werden müssen. Bleibe ich bei der "normalen" passiven Klangregelung dann macht das 12 LEDs, die gePWMt werden müssten. Dann ist noch das Problem, dass LDRs wohl kaum in Poti-Werten zu bekommen sind, also muss man quasi schon eine Art Offset draufgeben um z.B. auf ein 250k Poti zu kommen. Alles doch recht aufwendig wie ich finde.
Gibts denn nichts "besseres" für den Zweck?
M f G
Sebastian
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Hi, Folks!
Nein, um die Spannungsfestigkeit für Röhrenamps zu erlangen, kommt man um die LDR's nicht rum...
Natürlich darf man sich nicht der Illusion hingeben, man kriegt fertige Schaltungen, die man nur noch mit einem Sollwert, z. B. 0 ... 100%, versorgt und einfach in die Amp-Schaltung integriert ... momentmal - ist das etwa eine Geschäftsidee ???
PLAY LOUD!! :guitar:
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Hallo Feierabendklampfer,
die Erzeugung eines gewünschten Kurvenverlaufs aus einer gemessen Kurve ist mit Bauteilen so gut wie nicht realisierbar.
Da muß man Microprozessor und Software bemühen. Es wir einen Tabelle programmiert die jeweils ein Ist/Soll Wertepaar
enthält. D.h ein gewünschter Eckwert korrospondiert mit einem gemessenen Wert. Die Tabelle wird durchlaufen und mit dem Wunschwert verglichen.
liegt nun der Wunschwert zwischen den zwei Eckwerten wird die Suche beendet und der Ausgabewerte durch Interpolation gewonnen und ausgegeben.
Im Klartext: Ich möchte z.B. einen Widerstand von 60kOhm haben. Die Suche hält bei 10 kOhm an. Nun wird in dem Bereich 10kOhm, 34uA und 100kOhm,102uA
interpoliert. Angenommen der Widerstandsverlauf sei in diesem Kurvenbereich linear. Die Stromdifferenz ist 68uA, die Widerstanddifferenz 90kOhm, die Kurve steigt also mit etwa 0,755 uA pro kOhm. Die Widerstandsdifferenz von 50kOhm bedeutet nun eine Stromdifferenz von etwa 32,5 uA und es muß 66,5 uA ausgegeben werden.
Es können so beliebige Widerstandsverläufe linear, positiv- und negativ logarithmisch realisiert werden. Je höher die Zahl der gemessenen Stützpunkte, desto genauer die Ergebniskurve. Allerdings müssen die LDRs selektiert werden, da diese eine starke Wertstreuung haben.
Gruß
Manfred
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Hi Manfred!
Merci, endlich mal jemand der Klartext tippen kann. Die starke Krümmung der Kennlinie fängt halt im Milliamperebereich der Diode an...
Ich will eigentlich auch nur ein VolPoti zwischen Vor- Und Endstufe per Pedal realisieren ohne die Tonleitung aus dem Amp zu schleifen.
Bastlergrüße
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Hi, Folks!
Klartext zu schreiben geht leider nur bei genauen Angaben zu bekannten Bauteilen. Bei Selbstbauten von LDR-Kopplern muss ich passen. Ich persönlich verwende nur einen bestimmten Typ von Kopplern, bei dem ich mir die Werte und Kennlinien MÜHSAM erarbeitet habe. :P
Aber das Zusammentragen der allgemein gemachten Angaben sollten dem Elektroniker für so manchen Denkanstoss hilfreich sein... :laugh:
Wie immer gilt: Fertige Konzepte wird man wohl nicht einfach so finden.
PLAY LOUD!! :guitar: