Нужна помощь! Получение нужной зависимости вых. напряжения

[placid.river]

Всем доброго времени суток!

Не получается придумать схему для следующей задачи:

Входное напряжение схемы должно регулироваться потенциометром согласно графику на рисунке (коричневым либо серым цветом, без разницы) от 0 до 3.3 Вольт.

Выходное напряжение должно при вращении потенциометра пробегать соответственно по красному графику на рисунке (все в том же диапазоне от 0 до 3.3 Вольт.)

Допускается изменение выходного напряжения согласно зеленому графику. Линейность изменения выходного напряжения в диапазоне от 0 до 3.3/4 Вольта и от 3*3.3/4 до 3.3 Вольта НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНА, но значение напряжения в эти диапазоны заходить должно и оставаться там согласно зеленому графику. На остальных участках графика выходное напряжение должно изменяться линейно.

Потенциометр может иметь не 180, а например 300 градусов поворота, не имеет значения, но тогда весь график растягивается так сказать на все эти 300 градусов.

Я так понимаю, в идеале это ведь аналоговая схема должна получиться.

Рассказывать что это и зачем пока не хочу, дабы не плодить сущности. Задача стоит именно так.

Буду рад любой помощи! Рисунок прилагается.

[Света]

placid.river писал(а):

Рассказывать что это и зачем не хочу

А зря, а то я бы предложила многопозиционный переключатель...

[placid.river]

Света писал(а):

А зря, а то я бы предложила многопозиционный переключатель...

Буду рад любым предложениям! А что это за зверь такой многопозиционный? Или речь про энкодер? Против энкодера ничего не имею, вопрос только с какой ступенькой будет изменяться в итоге выходное напряжение, т.к. оно подается на аналоговый вход микроконтроллера, а какую дельту он воспринимает за шаг неизвестно точно, но вроде как 0,018 Вольта. Переписывать прошивку нет возможности, так что надо контроллеру дать то, что было изначально.


P.S.: загуглил многопозиционный переключатель. Наверно не подойдет, форм-фактор не тот и суть другая.

Короче говоря вот эту гадость надо заменить чем-то, а то стоит конских денег: http://www.taiwanalpha.com/downloads?ta ... ucts&id=79

[As]

Любимая тема - АВМ! (аналоговая вычислительная машина...) Пара компараторов, ключи, ОУ - и кривую можно получить с неплохой точностью...
(серую кривую, кстати, можно получить без извратов, с обычного переменного резистора с отводом от середины... )

[placid.river]

As писал(а):

(серую кривую, кстати, можно получить без извратов, с обычного переменного резистора с отводом от середины... )

Так и есть, а вот красный график? Он ведь тот же серый, только с опережением так сказать по фазе вращения на 90 градусов. Для потенциометра, у которого дорожки смещены на эти самые 90гр и который сам вращается на 360, проблем нет. А вот заменить его чем?

Все эти ОУ, компараторы, это конечно тема, тока я никак не пойму как это реализовать. К тому же важный момент: на выходе нужна линейность не хуже чем собственно у исходного потенциометра.
И всякие там гистерезисы, собственные шумы и прочие напряжения смещения как-то обходить я так понимаю надо. А то громоздкая схема даст результат как старый дребезжащий потенциометр.
Хотя я наверно ничего не понимаю в этом.

[Муркиз]

Как понять, что потенциометр должен менять ВХОДНОЕ напряжение, а Выходное напряжение с него должно меняться по другому закону ?

Приведенный аналог ведь ничего преобразовательного не имеет, только смещенные друг относительно друга ползунки.

[placid.river]

Муркиз писал(а):

Как понять, что потенциометр должен менять ВХОДНОЕ напряжение

Речь про то, что надо заменить чем-то вот это http://www.taiwanalpha.com/downloads?ta ... ucts&id=79

Т.е. соорудить схему, которая будет имитировать работу этого потенциометра. И ВХОДНОЕ напряжение на этой схеме регулировать обычным потенциометром, а на выходе получать напряжение, которое изменяется по закону, как у изначального потенциометра, который и надо заменить.

И весь этот гемор потому, что требуемый потенциометр выходит золотым, по 800-1000р. за штуку, а надо их 10 штук заменить, они дребезжат и глючат уже просто ппц, никакая чистка не поможет, стерлись нафиг.

Муркиз писал(а):

Приведенный аналог ведь ничего преобразовательного не имеет, только смещенные друг относительно друга ползунки.

Совершенно верно. А заменить его чем? В том же форм-факторе причем, ну плюс-минус немного. Крутилка на панели должна остаться как была для пользователя, а вот в корпусе есть место для относительно небольшой платы с SMD компонентами, которая и могла бы преобразовывать напряжения как надо.

[Муркиз]

Значит, тз сформулировано некорректно.
Для преобразователя нужа зависимость выходного напряжения от входного, а угол поворота выносится за скобки, в стандартные зависимости линейности характеристики, а более удобной - А.

[placid.river]

Муркиз писал(а):

Значит, тз сформулировано некорректно.

Т.з. сформулировано в первом посте: на входе в схему напряжение по одному графику, на выходе по другому. Усе.

Муркиз писал(а):

а угол поворота выносится за скобки, в стандартные зависимости линейности характеристики, а более удобной - А.

Спасибо. Очень интересно, но ничего не понятно. Только про характеристику "A" что-то слышал.

А про всякие углы поворота можно и правда забыть, просто значению входного напряжения должно ставится в соответствие значение выходного по определенному закону.
Функцию блин аппаратно задать надо.

Вопрос - как?

[El-Eng]

Энкодер - контроллер - цифровой потенциометр. Сносу не будет. Если на выходе нужно именно напряжение, а не сопротивление, то вместо потенциометра - ЦАП. Если и на входе нужно напряжение, то вместо энкодера использовать АЦП, как правило имеющийся на борту контроллера.

[placid.river]

El-Eng писал(а):

Энкодер - контроллер - цифровой потенциометр. Сносу не будет.

Да, спасибо, к этому вот уже и склоняюсь, а то знаний не хватает и проще выходит прошивку написать...

[Andrey_B]

placid.river писал(а):

Интересная задача. Думаю решить ее в аналоговом виде можно, разделив на две части: первая часть это преобразование коричневого графика в серый, вторая - преобразование коричневого в красный.

Первая часть: неинвертирующий усилитель Кус=2, затем инвертирующий усилитель Ку=-1, далее компаратор, который на 50% коричневого графика переключает коммутатором (например 4066) выход с усилителя на инвертор. Что-то типа этого:


Вторая часть похожая на первую, только имеющая три схемы на ОУ, преобразующие три участка графика. Ну и два компаратора, на 25% и 75% коричневого графика, которые управляют ключами, подключая к выходу нужный усилитель. Компараторы рисовать не стал:


ЗЫ: Но я бы выбрал решение с МК, только нужно иметь ввиду, что энкодер "не помнит" своего стартового положения при включении питания, если это конечно не абсолютный энкодер.

[musor]

в бытность ссср были та кие рези сп3-23-линейные и сп3-33 крутилки обе кроме всем извесных кривых абв
могли имет спецкривык С(S) и Е/И(сдвоеный одна секция такая вторая такая)
назначение сего 1 октавные эквалки 2 балан плавно и широко от лк/0 до 0 и дале 0/пк

[placid.river]

Там суть в том была, что имелся сдвоенный потенциометр (дорожки смещены на 90 гр. относительно друг друга), одно напряжение с него снималось на один вход контроллера (серый график), а другое - на другой (красный график). Крутилка одна - все происходит одновременно. И его надо заменить чем-то.

Andrey_B писал(а):

преобразование коричневого графика в серый

Это я думаю не требуется, можно взять сдвоенный потенциометр с отводами и с одной половины снимать серый график прямо на нужный вход контроллера.

А вот со второй его половины можно снимать коричневый график,

Andrey_B писал(а):

вторая - преобразование коричневого в красный.

преобразовывать его в красный как вы сказали и подавать на другой вход микроконтроллера. Вот только:

Andrey_B писал(а):

Вторая часть похожая на первую, только имеющая два компаратора, на 25% и 75% серого графика, которые управляют ключами через примитивный дешифратор. Ну и три схемы на ОУ, преобразующие нужные участки графика. Подобрать у них смещения по аналогии.

А таких каналов надо создать и отладить 8 штук. Мне проще научиться прошивку писать, благо там не вот ведь сложный алгоритм нужен.

Так что буду городить промежуточный МК, работы паяльником поменьше выйдет))

В любом случае, спасибо оргомное!


З.Ы: Мне тут предложили задать нужную характеристику с помощью туннельного диода. Мол у него вольт-амперная хар-ка похожа на нужную мне, а после него поставить ОУ в качестве преобразователя ток-напряжение или что-то в этом роде. Но я глянул на ВАХ туннельного диода и чего-то не понимаю как приводить этот вид к ровным линейным треугольникам...

[Andrey_B]

placid.river, ну отлаживать там особо нечего, только сформировать нужные опорные напряжения, резисторы в схемах ОУ одинаковые. Корпус LM339, 4066, пара LM324, может еще TL431. Если нужно в одном устройстве несколько каналов, тогда однозначно МК.

ЗЫ: Некоторые люди стараются всеми правдами и неправдами, избегать применения МК, честно говоря думал, что тут как раз такой случай.

[Hand-Maker]

ИМХО в этой задаче МК в приоритете. Выход можно организовать встроенным ЦАП-ом или через ШИМ с фильтром. Опять-же на одном МК реализуется несколько каналов.
Аналоговое решение тоже красиво, но более затратно "в железе".
С туннельным диодом связываться не стоит. Ибо это весьма нежный и частенько непредсказуемый прибор, особенно когда надо "удерживаться" на участке с отрицательным дифф-сопротивлением.

[Alex-lab]

placid.river писал(а):

Короче говоря вот эту гадость надо заменить чем-то, а то стоит конских денег:

На маузере $5. Неужели самопал выйдет дешевле? Лучше?

[placid.river]

Alex-lab писал(а):

На маузере $5.

Это от 1000 штук. А так 8.2 $, будьте добры.

А мне надо 10 штук+ несколько на запас. + доставка.

Добавлено after 11 minutes 31 second:

Hand-Maker писал(а):

ИМХО в этой задаче МК в приоритете. Выход можно организовать встроенным ЦАП-ом

На Ардуинках цапов вроде нет. У STM32 их максимум 2 по-моему. Так что надо городить внешние, мне больше 2 надо.

[Hand-Maker]

Либо ШИМ, либо регистры-защелки с резисторными матрицами R-2R -- вот и ЦАПы. Можно взять ПИК-контроллеры, там в 12-й серии есть восьминогие с 5-битным ЦАПом. Правда, будет МК на каждый канал, но зато практически без обвязки.

[sanmigel]

схема

график выходного напряжения в зависимости от входного