2 Erläuterungen zu digitalen Potentiometerschaltungen

2 Erläuterungen zu digitalen Potentiometerschaltungen

In diesem Beitrag werden zwei einfache digitale Potentiometerschaltungen mit einem Chip erläutert, die über einen einzelnen Druckknopf, einen doppelten Druckknopf (auf / ab) oder sogar über externe digitale (CMOS / TTL) Eingangsauslöser gesteuert werden können.

1) Über DS1869 Dallastat

TM ist ein Rheostat oder Potentiometer. Dieses Gerät liefert 64 denkbare konsistente Abgriffsausgänge über das gesamte Widerstandsspektrum.



Die typischen Widerstandsstrecken sind 10 kΩ, 50 kΩ und 100 kΩ. Das Dallastat kann sowohl durch einen mechanischen Schalterkontaktschließeingang als auch einfach durch einen computergestützten Referenzeingang, beispielsweise eine CPU, gesteuert werden.



Der DS1869 funktioniert mit 3V- oder 5V-Versorgungen. Die Wischereinstellung wird ohne Strom über einen EEPROM-Speicherzellenbereich aufrechterhalten.

Das EEPROM-Zellenarray wird mehr als 50.000 Schreibvorgänge aushalten. Der DS1869 kann aus zwei regulären IC-Gehäusen wie einem 8-poligen 300-mil-DIP und einem 8-poligen 208-mil-SOIC bezogen werden.



Der DS1869 kann so eingerichtet werden, dass er einen einzelnen Druckknopf, einen kombinierten Druckknopf oder einen elektronischen Basiseingang durch Umschalten der Einschalteinstellung verwendet.

Dies ist in den Abbildungen 1 und 2 dargestellt. Die Pinbelegung des DS1869 ermöglicht den Zugang zu jedem Ende des Potentiometers RL, RH, zusätzlich zum Wischer, RW.

Steuereingänge enthalten den digitalen Referenzeingang D, den Aufwärtskontakteingang UC und den Abwärtskontakteingang DC. Zusätzliche Pins enthalten die positiven + V- und negativen -V-Versorgungseingänge. Der DS1869 ist für eine Funktion von -40 ° C bis + 85 ° C ausgelegt.



Hauptmerkmale und Pinbelegungsdetails:

Schaltungsbetrieb

Der DS1869 kann speziell für die Ausführung über einen einzelnen Kontaktschluss, einen Doppelkontaktschluss oder einen digitalen Root-Eingang hergestellt werden. Die Abbildungen 1 und 2 zeigen die beiden Variationen des Kontaktschlusses.

Das Schließen des Kontakts wird als Umstellung von einem erhöhten Pegel auf einen verringerten Grad an den Eingängen für Aufwärtskontakt (UC) oder Abwärtskontakt (DC) betrachtet.

Alle drei Steuereingänge sind in einem niedrigen Status besetzt und in einer hohen Disposition sitzend. Der DS1869 interpretiert Eingangsimpulsbreiten als Methode zur Regulierung der Wischerbewegung.

Ein Impulseingang an den Eingangsanschlüssen UC, DC oder D führt dazu, dass der Wischer so platziert wird, dass 1/64 des gesamten Widerstands verschoben wird.

Eine Umschaltung von hoch auf niedrig an diesen Eingängen wird als Beginn des Impulsprozesses oder des Kontaktschlusses angesehen. Ein Impuls muss länger als 1 ms sein, darf jedoch nicht länger als 1 Sekunde dauern. Die Impulszeiten sind in Abbildung 5 dargestellt.

Wiederkehrende gepulste Eingänge können verwendet werden, um sich über jede Widerstandsplatzierung der Einheit in einer typischerweise schnellen Technik zu nähern (siehe 5b).

Die Notwendigkeit für häufige gepulste Eingaben besteht darin, dass die Impulse durch eine optimale Zeit von 1 ms aufgeteilt werden müssen. Für den Fall, dass der Eingang mindestens 1 ms lang nicht sitzend (hoch) sein darf, liest der DS1869 wahrscheinlich sich wiederholende Impulse als nur einen Impuls.

Impulseingänge, die länger als 1 Sekunde andauern, führen dazu, dass der Scheibenwischer alle 100 ms nach der vorläufigen Speicherzeit von 1 Sekunde einen Platz verschiebt.

Die vollständige Zeit zum Überschreiten des gesamten Potentiometers unter Verwendung eines Nonstop-Eingangsimpulses wird in der folgenden Gleichung dargestellt:

~ 1 Sekunde + 63 × 100 ms = 7,3 (Sekunden)

Schematische Diagramme

2) Digitales Potentiometer mit IC X9315

In diesem zweiten Entwurf untersuchen wir den IC X9315, der eigentlich ein digitales Festkörperpotentiometer ist und genau wie ein mechanisches Potentiometer verwendet werden kann, jedoch über logische Versorgungseingänge.

Der IC X9315 von Intersil ist ein digital gesteuertes Festkörperpotentiometer, das intern eine Reihe von Widerständen, Wischerschaltern, ein Steuerungssystem und einen nichtflüchtigen Speicherabschnitt besitzt.

Blockdiagramm

Der IC X9315 von Intersil ist ein digital gesteuertes Festkörperpotentiometer

Der IC verwendet eine 3-Draht-Schnittstelle zum Steuern der verschiedenen Positionen des Wischers, und die Potentiometerfunktion wird durch die Anordnung von Widerständen implementiert, die 31 Widerstandsnummern sind, die dem Wischerschaltnetz zugeordnet sind.

Das gesamte Array sowie die Endpunkte dieses Widerstandsnetzwerks sind alle in das Wischernetzwerk integriert, sodass der Wischer auf jeden Punkt des Widerstandsarrays zugreifen kann, um die entsprechenden Werte des Potentiometerausgangs über die 3-Draht-Schnittstelle auszuführen.

Die Pinbelegung CS, U / D und INC des IC steuern tatsächlich die Wischerpositionierung.

Das Gerät kann auch als Potentiometer mit 2 Anschlüssen oder als variabler Widerstand mit 2 Anschlüssen verwendet werden.

Das System wird aktiviert und ausgewählt, sobald der CS-Eingang eine LOW-Logik (0 V) anlegt.
Der Wert der momentanen Wischerposition wird im nichtflüchtigen Speicherplatz gespeichert, wann immer die CS-Pinbelegung erfolgt
Lieferung mit HIGH-Logik in Verbindung mit INC-Eingang.

Sobald die Speicherfunktion beendet ist, wird der X9315 in eine Standby-Position mit geringem Stromverbrauch versetzt, bis das Gerät erneut mit einem logischen LOW ausgewählt wird.

So funktioniert der digitale Topf IC X9315

Der X9315 enthält 3 Teile: die Abschnitte Eingangssteuerung, Zähler und Decodierung, den nichtflüchtigen Speicher und den Widerstandsbereich.

Das Eingangssteuersegment funktioniert sehr ähnlich wie ein Auf / Ab-Zähler. Der Ausgang dieses Zählers wird verarbeitet und übersetzt, um einen einzelnen elektronischen Schalter zu aktivieren, der eine Stufe aus dem Widerstandsbereich mit dem Wischeranschluss integriert.

Unter geeigneten und notwendigen Umständen werden die Details des Zählers häufig im nichtflüchtigen Speicher gespeichert und für eine langfristige Verwendung aufbewahrt.

Der Widerstandsbereich besteht aus 31 einzigartigen Widerständen, die in einer Sequenz angeordnet sind. An beiden Enden des Bereichs und zwischen jedem Widerstand befindet sich ein elektronischer Schalter, der das Netzwerk an dieser Position mit dem Scheibenwischer verbindet.

Der Scheibenwischer arbeitet während seines Kurses über bestimmte Endpunkte ähnlich wie sein mechanisches Gegenstück und verschiebt sich nicht weiter als bis zur endgültigen Position.

Das heißt, der Zähler dreht sich nicht um, wenn er auf eine der extremen Endpositionen getaktet ist. Die elektronischen Schalter innerhalb des Produkts arbeiten in einer Art 'Make before Break' -Einstellung, sobald der Wischer beginnt, die Zapfstellen zu ändern.

Wenn der Wischer um einige Positionen übertragen wird, neigen mehrere Abgriffe dazu, für t IW an den Wischer gekoppelt zu werden (Änderung von INC zu V W). Die R TOTAL-Zahl für das Produkt kann vorübergehend mit einer beträchtlichen Größe minimiert werden, wenn der Wischer eine Anzahl von Positionen durchläuft.

Sobald das Gerät ausgeschaltet ist, wird die momentane Wischerposition gespeichert und im nichtflüchtigen Speicher gespeichert.

Beim nächsten Einschalten der Stromversorgung werden normalerweise die gespeicherten Daten aus dem Speicher gespeichert und der Scheibenwischer an die Position gebracht, an der die zuletzt gespeicherte Stromversorgung ausgeschaltet war.

So programmieren Sie den digitalen Pot-IC

Die Eingänge INC, U / D und CS steuern die Bewegungen des Wischers zusammen mit dem Widerstandsarray. Wenn CS auf LOW eingestellt ist, wird das Gerät ausgewählt und aktiviert, um auf die U / D- und INC-Eingänge zu reagieren. HIGH to LOW-Übergänge auf INC durchlaufen eine 5-Bit-Zähl- oder Dekrementierungszählersequenz (basierend auf dem Status des U / D-Eingangs).

Der Ausgang dieses Zählers wird zurückcodiert, um eine von zweiunddreißig Wischerplatzierungen zusammen mit der Widerstandsanordnung auszuwählen. Die Position des Zählers wird im nichtflüchtigen Speicher gespeichert, jedes Mal, wenn CS HIGH ändert und auch wenn der INC-Eingang HIGH ist.

Sobald die Wischeraktion wie zuvor erläutert ausgeführt wird und die neueste Platzierung erreicht ist, muss das Gerät INC LOW beibehalten, während CS auf HIGH gestellt wird. Die Platzierung des neuen Scheibenwischers bleibt nun erhalten, solange sie nicht von der Schaltung geändert wird oder ein Ausschalten nicht erzwungen wird.

Andernfalls kann das System den X9315 auswählen, die Wischerschaltung aktivieren und anschließend die Auswahl des Geräts aufheben, ohne die neueste Wischerplatzierung im nichtflüchtigen Speicher zu speichern.

Die obige Funktion stellt sicher, dass der IC immer mit den letzten Wischerpositionsdaten aus seinem Speicher eingeschaltet wird.

Pin Beschreibung des Geräts

Digitales Potentiometer mit IC X9315

Die Anschlüsse (RH / VH) und (RL / VL) des X9315 können mit den festen Anschlüssen eines jeden mechanischen Standardtopfs verglichen werden.

Vcc / Vss:

Der Vcc-Pin ist der + DC für den IC, während der Vss der (-) Versorgungsstift des IC ist

Die minimale Spannung ist Vss und die maximale ist Vcc.

RL / VL und RH / VH und U / D.

Die Begriffe RL / VL und RH / VH beziehen sich auf die relativen Positionen des Potentiometers in Bezug auf den vom U / D-Eingang ausgewählten Wischerübergangspfad und nicht auf den Spannungspegel an der Klemme.

RW / VW RW / VW

RW / VW RW / VW geben die Wischerverbindung an und können mit jedem mechanischen Standardtopf verglichen werden.

Eine gegebene Position des Wischers über dem Widerstandsarray wird durch die Steuereingänge bestimmt.

Der Anschlusswiderstand des Scheibenwischers liegt typischerweise bei etwa 200 Ω, wenn die Versorgung bei Vcc = 5 V ist.

Auf / Ab (U / D)

Das Signal an der U / D-Pinbelegung steuert die Richtung der Wischerbewegung und bestimmt die Inkrementierungs- oder Dekrementierungssituation des Zählers.

Inkrement (INC)

Der INC-Eingang reagiert auf einen Trigger mit negativer Flanke. Immer wenn INC geschaltet wird, bewegt sich der Scheibenwischer und bewirkt, dass der Zähler in die Richtung erhöht oder verringert wird, die vom Logikpegel des U / D-Eingangs abhängt.

Chip Select (CS)

Das Potentiometersystem wird aktiviert und ausgewählt, sobald an der CS-Pinbelegung des IC eine niedrige Logik angelegt wird. Der Momentanwert der Topfposition wird im nichtflüchtigen Speicher des Chips gespeichert, sobald am INC-Pin des Chips eine hohe Logik erkannt wird. Sobald dies geschieht, wechselt der IC in den Energiesparmodus, bis der CS-Pin erneut mit einem logisch niedrigen Wert ausgewählt wird.

Mit freundlicher Genehmigung: https://www.intersil.com/content/dam/Intersil/documents/x931/x9315.pdf




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