Digital Potentiometer

          Hier findet man :
          1. Bastel-Anleitung mit dem Digitalem Potentiometer DS 1804
          2. Bastel-Anleitung mit dem Digitalem Potentiometer MCP 4151

          Praktische Anwendungs-Ergebnisse am Schluss

Bastelanleitung
1. Digital-Potentiometer mit dem Schaltkreis DS1804
und dem Controller PIC16F628A

Klick auf das Foto und es wird größer.
.
.

Im Voltmeter sieht man die gemessenen Spannung am Schleifer
am probeweise angeschlossenen Digitalem Poti mit Masse und +5Volt DC..

Download der Bastelanleitung hier als:
"Digitales-Poti-DS1804.zip" (ca.3,0Mbyte)

Kurzbeschreibung:
Als Digital-Potentiometer wurde der Schaltkreis DS1804 genutzt.
Diesen gibt es als 10Kohm, 50Kohm oder 100Kohm Widerstand.

100 Schritte kann man mit dem Poti einstellen.
Dafür ist ein Controller PIC16F628A notwendig mit
dem entsprechenden Programm, welches in den PIC gebrannt wird.

Mit 2 Tastern kann man das Poti (UP / DOWN)
aufwärts oder abwärts stellen.
Es ertönt ein kurzer Pieps-Ton beim Betätigen der Taster.
Es geht mit Einzelklick oder Dauerdruck,
wo fortlaufend gestellt wird.

Anwendungs-Beispiel :
Mit Tastern oder einem Impuls-Drehgeber könnte man
die Lautstärke eines Radios einstellen.

Hier beim DS1804 geht es nur mit Einzel-Schritten mit jeweils immer
mit einem Schritt aufwärts / abwärts Stellen...

Dies ist mühevoll bei 100 möglichen Schritten.
(besser geht es unterhalb mit dem MCP4151)

Klick auf den Stromlaufplan und er wird größer

---
Mit Steuerbefehlen vom Controller ist die Poti-Position
im EEPROM des Potis DS1804 speicherbar.
Beim Einschalten (Spannung anlegen) stellt sich diese Poti-Position
wieder automatisch ein.

Software-Version 1 :
Ein Jumper (wenn gesetzt) ermöglicht das Speichern, wenn
15sec lang kein (UP/DOWN) aufwärts oder abwärts Taster mehr betätigt wurde.
Es speichert also nur einmal (aber jedes mal),
die "letzte" eingestellte Poti-Position. (nach 15sec)
Wurde die Poti-Position nicht geändert mit den Tastern
erfolgt auch kein Abspeichern.
Beim Speichern ertönt ein 0,5sec Piepston.

Wenn der Jumper NICHT gesetzt ist, speichert es nicht.
Die alte gespeicherte Poti-Position im EEPROM wird nicht verändert.

ACHTUNG :
Für die Nutzung des Digitalen Potentiometers DS1804 gibt
es laut Datenblatt Bedingungen, die einzuhalten sind.

1.
Der Strom durch den Widerstand vom Poti
darf nicht größer als 1mA sein.
Ein LED ist also nicht anschließbar.

2.
Die Anschlüsse L / H / W vom Poti dürfen nur in den Grenzen
der Speisespannung vom DS1804 betrieben werden.
Also von NULL-Volt bis +5Volt.
Übliche NF-Schaltungen müssen vorher ausgemessen werden.
Man muss die NF-Spannungs-Spitzen messen.
Ein modernes Voltmeter ist notwendig !

SIEHE HIERZU GENAUERES IN DEN BILDER AM SCHLUSS !!!

Software-Version 2 :
Hier kann man an Stelle des Jumpers einen Taster anschließen.
Wird der Taster gedrückt,
speichert es sofort in den EEPROM-Speicher.
Beim Speichern ertönt ein 0,5sec Piepston.

Man kann selbst folgendes in meinem ASM-Programm ändern:
- Alle Pieps-Längen
- Nach wie viel sec (bei letzter UP / DOWN Taster-Betätigung) es speichern soll.

Das Programm um ein brennbares HEX-File zu erstellen nach der Änderung,
liegt dem Bastel-Download bei.

Anmerkung :
Mit dieser PIC-Software wird der obere und untere Anschlag-Punkt nicht erkannt.
Es erfolgt kein längerer Ende-Pieps, wie beim MCP4151 unterhalb.

Zusatz-Bemerkung :
Dem Bastel-Download liegt auch mein erster Aufbau mit Leiterplatte und
dem nur 8-PIN-Stift Controller PIC12F629 bei.
Hier wurde ein Stift (PIN) vom Controller als Ein- und Ausgang genutzt.
Dies hat nur WAGE mit der Schaltung funktioniert.
Ich hatte hier Probleme...

Bastelanleitung
2. Digital-Potentiometer mit dem Schaltkreis MCP4151
und dem Controller PIC16F628A

Klick auf das Foto und es erscheint dieses größer...
.
.

Im Voltmeter sieht man die gemessenen Spannung am Schleifer
am probeweise angeschlossenen Digitalem Poti mit Masse und +5Volt DC.

Download der Bastelanleitung hier als:
"Digitales-Poti-MCP4151.zip" (ca.10Mbyte)

Kurzbeschreibung:
Als Digital-Potentiometer wurde der Schaltkreis MCP4151 genutzt.
Diesen gibt es als 5K, 10K, 50K oder 100K Widerstand.

257 Schritte (1Byte+1Bit) kann man mit dem Poti einstellen.
Dafür ist ein Controller PIC16F628A notwendig mit
dem entsprechenden Programm, welches in den PIC gebrannt wird.

Mit 2 Tastern kann man das Poti (UP / DOWN)
aufwärts oder abwärts stellen.
Es ertönt ein kurzer Pieps-Ton beim Betätigen der Taster.
Es geht mit Einzelklick oder Dauerdruck, wo fortlaufend gestellt wird.
Bei Dauerdruck stellt es nach 10 Stellungen schneller.

Hat man die obere oder untere Poti-Einstellung erreicht, erfolgt ein 2sec Pieps.

Es gibt zwei Aufbauten mit und ohne 1x8 Zeichen Display.
Es wird beim Taster-Betätigen die Positions-Zahl angezeigt.

Im Foto links sieht man den Aufbau mit Display.

Im Display erscheint beim Einschalten die Laufschrift "Poti-Position".
Dann erscheint die jeweilige Poti-Position als Zahl von 0 bis 256. (also 257 Schritte)

Klick auf den Stromlaufplan und er erscheint größer...

ACHTUNG :
Für die Nutzung des Digitalen Potentiometers MCP4151gibt
es laut Datenblatt Bedingungen, die einzuhalten sind.

1.
Der Strom durch den Widerstand vom Poti darf nicht größer als 2,5mA sein.
Eine Low-Current-LED mit den üblichen 2mA wäre anschließbar.

2.
Die Anschlüsse A / B / W vom Poti dürfen nur in den Grenzen
der Speisespannung vom MCP4151 betrieben werden.
Also von NULL-Volt bis +5Volt.
Übliche NF-Schaltungen müssen vorher ausgemessen werden.
Man muss die NF-Spannungs-Spitzen messen.
Ein modernes Voltmeter ist notwendig !

SIEHE HIERZU GENAUERES IN DEN BILDER UNTERHALB !!!

Im MCP4151 ist kein EEPROM für die Poti-Position integriert.
Dafür wird hier der EEPROM vom Controller genutzt.
So stellt sich beim Einschalten (Spannung anlegen)
die gespeicherte Poti-Position wieder automatisch ein.

Software-Version 1 :
Dies ist wie oben bei Version 1 [beim DS1804].
Wenn nach 15sec lang kein (UP/DOWN) abwärts Taster
mehr betätigt wurde speichert es Poti-Position.
Beim Speichern ertönt ein 0,5sec Piepston.

Wenn der Jumper NICHT gesetzt ist, speichert es nicht.
Die alte gespeicherte Poti-Position im EEPROM wird nicht verändert.

Software-Version 2 :
Dies ist wie oben bei Version 2 [beim DS1804]
Hier kann man an Stelle des Jumpers einen Taster anschließen.
Wird der Taster gedrückt,
speichert es sofort in den EEPROM-Speicher.
Beim Speichern ertönt ein 0,5sec Piepston..

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Anmerkung :
Hier beim MCP4151 geht es nicht nur mit Einzelschritten mit dem
auf- / abwärts Stellen.
Mit Byte-Impulsen kann man auch die unterschiedlichsten Poti-Positionen
anspringen / einstellen...
Nur hier bei diesem Aufbau erfolgt schrittweises Einzel-Stellen.

Anwendungs-Beispiel :
Mit einem 6, 7.... poligem Stufenschalter oder nur zwei Auf-/Ab-Tastern könnte man
beim Radio NUR 6, 7.... Lautstärke-Stufen einstellen.

Zusatz-Bemerkung :
Dem Bastel-Download liegt auch mein erster Aufbau mit Leiterplatte und
dem nur 8-PIN-Stift Controller PIC12F629 bei.
Hier wurde ein Stift (PIN) vom Controller als Ein- und Ausgang genutzt.
Dies hat nur WAGE mit der Schaltung funktioniert.
Ich hatte hier Probleme...

Klick auf die Bilder unterhalb und sie werden größer !

Bei dem Einsatz eines Digitalen-Potis für die Analog-Digital-Wandlung
mittels PIC-Controller hatte ich folgende praktische Test-Ergebnisse :

Beim Steckbrett-Aufbau von meinem "Einfachen NF-Rechteck-Generator" (Klick hier)
hat sich die NF-Frequenz ständig ein wenig verändert,
obwohl die Einstellung am Digitalen-Potis unverändert war. Also gleichbleibend...
Das Bild mit einem modernem Oszillographen hat etwas gezappelt und
mit einem Vielfachmesser / Frequenz-Messung hat sich die Frequenz geringfügig verändert.
Dies trat erst auf wenn die Frequenz höher 100Hz war.

Den Grund weis ich nicht genau ! Ich hatte den Poti-Aufbau MCP4151-10Kohm mit 257 Schritten eingesetzt !

Wahrscheinlich war das ständige (schnelle) Analoge-Digitale Messen der Gleich-Spannung am Poti zu schnell.
Es wird ca. aller 1msec gemessen oder noch schneller...
(siehe auch Prinzip-Schaltbild unterhalb)

Mit einem normalen Potentiometer beim Rechteck-Generator trat dieses Fehlverhalten nicht auf !
Die NF-Frequenz stand wie eine eins !

Klick auf Prinzip-Schaltbild und es wird größer !

Prinzip (siehe oben) :
Am Analog-Digital-Eingang AN0 vom Controller wird die eingestellte Gleichspannung
am Digital-Poti gemessen.
Das Ergebnis beim Messen am Eingang AN0 ist eine Zahl zwischen NULL und 1024,
je nach Gleichspannung, welche der Controller dann weiter im Programm verarbeitet.

Beim Geräte-Aufbau von meinem
"Galvanisch getrenntem 220Volt Dimmer mit Triac"
(Klick hier)
traten kaum Wechselspannungs-Änderungen auf.

Gemessen mit Voltmeter / Vielfachmesser :
-niedrigste Spannung : 2,05 Volt Wechselspannung
veränderte sich gelegentlich um 50mV

-höchste Spannung : 228,5 Volt Wechselspannung
veränderte sich gelegentlich um 1,0V

Ich hatte auch hier den Poti-Aufbau MCP4151-10Kohm eingesetzt !
Mit 257 Schritten konnte ich fast linear die Netz-Wechselspannung um 0,9Volt schrittweise verändern.
Um dies bei einem "normalen Poti" zu realisieren, bräuchte
man ein Stell-Getriebe.

Aber auch hier wird sehr schnell mittels Controller
am AD-Eingang (AN0) gemessen.
(aller 10msec, also einmal in einer 50Hz Halbwelle)
Es hat aber ohne Probleme funktioniert !