Calcolo Valore Potenziometro

[MarioS]

Ciao a tutti,

dubbio atroce..., devo collegare un potenziometro ad un ingresso analogico di un azionamento (0-10v) per regolare la velocità del motore.

La tensione 10V me la da l'azionamento e l'ingresso analogico ha un valore di Rin 100K hom.

Che valore di resistenza dovrebbe avere il mio potenziometro ???

Grazie in anticipo....

[avince72]

sul manuale dovrebbe dirti i tipi di potenziometri adatti. dovrebbero adare bene potenziometri a partire da 1K a 5K (con alcuni inverter puoi montare anche valori più alti.

lo colleghi a tre fili, i due estremi sui 10V ed il centrale sull'ingresso analogico. ricordati di ponticellare il comune dell'uscita analogica con il comune dell'ingresso analogico che spesso sono separati.

[cagliostro]

Salve,

Che valore di resistenza dovrebbe avere il mio potenziometro ???

Nel tuo post manca un dato essenziale, vedi se riesci a reperirlo dal manuale del costruttore dell'inverter.

Faccio riferimento al carico massimo che l'utente può applicare al circuito che genera il riferimento stabilizzato à +10V.

Solitamente il costruttore fornisce questo dato come Imax, data dal massimo carico applicabile (in questo caso il potenziometro), o direttamente il valore ohmico massimo applicabile al riferimento stabilizzato.

I valori e le indicazioni che ti sono stati suggeriti da avince72 vanno bene per quasi la totalità dei casi, quindi dovrebbero esserlo anche per te.

Non sapendo ancora la Imax come dato mancante, direi che installando un potenziometro da 4.7 Kohm o 5 Kohm non dovresti correre nessun rischio.

In quanto con un assorbimento di poco più di 2ma, sicuramente dovresti trovarti sotto la soglia di Imax che se solitamente parte da un min. di 10ma per questo tipo di circuiti (riferimenti stabilizzati per regolazione setpoint di velocità su azionamenti in genere).

Comunque non cablare potenziometri, il cui valore sia inferiore ad 1 Kohm, se non ti sono ancora noti il valore ohmico del potenziometro o la Imax che il circuito stabilizzatore a 10V è in grado di "reggere".

Modificato: 26 ottobre 2010 da cagliostro

[MarioS]

Il 10V di riferimento al potenziometro lo prendo da una scheda di uscita analogica che mi da come resistenza di carico per le uscite in tensione, Min. 1K Hom.

Posso quindi valutare che un potenziometro da 1 a 10 k possa andare bene ?? , evitando ovviamente valori inferiori.

Grazie

[Livio Orsini]

...l'ingresso analogico ha un valore di Rin 100K hom.

.....

. Il 10V di riferimento al potenziometro lo prendo da una scheda di uscita analogica che mi da come resistenza di carico per le uscite in tensione, Min. 1K Hom.

Se vuoi evitare che il riferimento "spanci", cioè non ci sia linearità tra posizione del cursore e velocità, con 100 kohm di resitenza d'ingresso, non devi superare 5 kohm di valore per il potenziometro. Se ti garantiscono 1 kohm di valore minimo, stai su quel valore, avrai una migliore linearità.

[MarioS]

Ok...

Grazie a tutti per le risposte come sempre puntuali e precise....

Buona giornata

[batta]

Io metterei un potenziometro da 2,2 kohm.

Con 100 kohm di resistenza di ingresso e resistenza minima ammessa di 1 kohm, ti permette di mantenere una buona linearità senza caricare al 100% l'uscita.

Poi, a voler fare i pignoli, se utilizzi un potenziometro da 1 kohm, quando metti il cursore al massimo è come se collegassi all'alimentazione 10V 2 resistenze in parallelo: 1 da 100kohm e l'altra da 1kohm. Il risultato è 990ohm.

Se poi consideriamo che, a causa delle tolleranze, il potenziometro con valore nominale 1kohm potrebbe già di suo presentare una resistenza reale più bassa, scegliere un potenziometro da 2,2kohm diventa una scelta quasi obbligata, e non solo prudenziale.

Per giocare un po', si può calcolare quanto si perda in linearità (riferendosi ai valori nominali) col potenziometro da 2,2kohm rispetto a quello da 1kohm.

Se non ricordo male, lo scostamento massimo si ha col potenziometro a 2/3.

Approssimo per comodità al 70%

Calcolo la tensione di riferimento reale con potenziometro da 1kohm posizionato al 70%.

Ci troviamo ad avere una resistenza da 700ohm in parallelo con una da 100000ohm (equivalente ad una resistenza di 695,13ohm), in serie con una da 300ohm.

Il riferimento reale risulta quindi pari al 695,13 / (695,13 + 300) = 69,85%.

Facendo lo stesso calcolo con potenziometro da 2,2kohm il riferimento reale con potenziometro al 70% risulta essere 1516,6 / (1516,6 + 660) = 69,68%.

La perdita di linearità è minima, e si evita di far lavorare l'uscita 10Vdc in sovraccarico, o comunque molto vicina al carico massimo ammesso.

Per pura curiosità ho provato a calcolare il riferimento reale con potenziometro da 1kohm e da 2,2kohm su un foglio elettronico.

In un grafico le due curve risultano quasi indistinguibili.

Le curve cominciano a distinguersi con potenziometro da 5kohm. In questo caso, con potenziometro al 70% il riferimento reale è 69,27%.

Modificato: 27 ottobre 2010 da batta

[avince72]

scusate, ma da una regolazione con potenziometro, quanta linearità si pretende.

basta che se amumento un pò il potenziometro, aumentino i giri. se cominciasse a fare diversamente, mi preoccuperei di cambiarlo...

spesso i disturbi captati dai collegamenti, variazioni termiche, linearità non uniforme del potenziometro e compagnia dicendo, introducono già da soli, più "errore" di quello calcolato.

per cui resta valido come discorso accademico ma in pratica, non credo sia così critico avere 1% o più, di non linearità.

[batta]

per cui resta valido come discorso accademico ma in pratica, non credo sia così critico avere 1% o più, di non linearità.

Penso anch'io che, in una regolazione con potenziometro, nessuno pretenda una linearità con precisione fino alla 4ª cifra significativa.

Se utilizzo un potenziometro multigiri comunque una certa linearità pretendo di averla.

Io ho solo voluto dimostrare con i calcoli il perché di una scelta.

Inoltre a me la teoria piace molto, e non mi stancherò mai di ripetere che se ci sono le basi teoriche si fa molto presto ad arricchire le proprie conoscenze con la pratica.

Verificare praticamente che la teoria è corretta io lo trovo molto appagante.

Se c'è solo pratica e manca la teoria, spesso si corre il rischio di continuare a ripetere gli stessi errori senza mai capire il perché.

[roberto8303]

Verificare praticamente che la teoria è corretta io lo trovo molto appagante.

Se c'è solo pratica e manca la teoria, spesso si corre il rischio di continuare a ripetere gli stessi errori senza mai capire il perché.

io sono daccordo

[Livio Orsini]

spesso i disturbi captati dai collegamenti, variazioni termiche, linearità non uniforme del potenziometro e compagnia dicendo, introducono già da soli, più "errore" di quello calcolato.

Questa argomantazione, dal punto di vista tecnico, è pessima.

1 - Disturbi. Se l'installazione è stata effettuata secondo la regola dell'arte il riferimento non deve essere influenzato da disturbi. Non solo, se il valore del potenziometro di riferimento è basso si riduce l'impedenza d'ingresso rafforzando l'immunità ai disturbi.

2 - Un buon potenziometro per riferimento deve avere un coefficiente di temperatura ininfluente. Anche la tensione di riferimento avrà una dipendenza dalla temperatura praticamente nulla. Ovviamente si fa riferimento a componenti di qualità almeno sufficiente.

3 - La non lieneratàdel potenziometro esiste, però nei componenti di qualità almeno decente deve essere comunque inferiore allo 1%.

4 - Nel calcolo degli errori si deve ragionare per caso pessimo, quindi si sommano gli errori.

Se agli errori ineliminabili, si va a sommare l'errore di non linearità, dovuto al parallelo delle impedenze, si peggiarano le cose introducendo un errore che può essere quasi annulluto senza costi, ma solo con un'oculata scelta dei valori e dei componenti.

Tanto per fare un esempio. Nei vecchi sistemi totalmente analogici si riuscivano ad ottenre, con potenziometri multigiri e scala graduata, precisioni di velocità migliori del 5% e stabilità migliore dello 1%, senza accorgimenti particolari.

Nelle macchine per carta, dove si usava componentistica selezionata e tachimetriche ad alta stabilità e precisione, si ottenevano precisioni <= 1% e stabilità <= 0.2%.

Scegliere e dimensionare correttamente un componente costa ne più ne meno come sceglierlo a caso. Le differenze di prestazioni, invece, sono notevoli.

Questa è la differenza tra un lavore ben fatto ed uno fatto male.

Per Batta.

Il tuo ragionamento sul carico è teoricamente ineccepibile. Nella pratica però lo 0.1mA di corrente drenata in più, non ha mai comportato inconvenienti di sorta; mentre invece il dimezzamento dell'impedenza d'ingresso, qualche beneficio lo comporta sempre. Sicuramente, dal punto di vista della linearità, la differenza tra 2k2 ed 1k è insignificante o quasi.

Modificato: 28 ottobre 2010 da Livio Orsini

[avince72]

e sommando anche lo scorrimento del motore a quanto si arriva ? se stiamo parlando sempre di motori asincroni, bisogna sperare che il carico resti costante... altrimenti con il potenziometro accorrerebbe il feedback del'operatre che dovrà integrare, ignorando la precisa scala graduata dell'eventuale potenziometro multigiri, ed in questo caso, un tachimetro/contagiri, verrebbe usato solo come indicatore.

è tutto giusto nel giusto contesto.

quì non mi è parso ci sia necessità particolari di sincronizzazione di più motori tramite un potenziometro, ma forse ho frainteso io ed ho preso tutto un pò troppo alla leggera. credo che se fosse stato diversamente, l'autore del post, avrebbe specificato gli obiettivi particolari che intendeva raggiungere.

per i disturbi ti posso assicurare di averne costatato l'effetto su segnali 4-20mA con impedenze di 250ohm... su macchine ed/o impianti fatti da ditte "specializzate" del nord italia. non dal manutentore con il tester a pedali che sono (che spesso è costretto a risolverli...).

per cui dal punto di vista tecnico, è sicuramente una pessima argomentazione, ma dal punto di vista pratico, non ho avuto modo di credere che sia una rarità.

[batta]

e sommando anche lo scorrimento del motore a quanto si arriva ?

Nel post iniziale si parla in modo generico di un azionamento, senza specificarne il tipo, e non si fa nessun accenno alla precisione richiesta.

Dato però che installare un potenziometro giusto o uno sbagliato costa esattamente uguale, meglio installare quello giusto.

Desidero chiarire che non sto contestando quanto da te suggerito nel post #2. La tua risposta è fondamentalmente corretta. La perdita di linearità passando dal potenziometro da 1k a quello da 5k è minima.

Però, dato che abbassando l'impedenza del circuito si riducono eventuali problemi causati da disturbi, si cerca sempre di utilizzare il valore più basso possibile che, in questo caso, sarebbe il potenziometro da 1k.

Questo anche in virtù del fatto, come dice Livio, che superare leggermente il valore massimo di corrente erogabile dall'alimentazione 10Vdc, sicuramente non causa problemi.

Io però preferirei non far lavorare l'alimentatore al limite, e installerei quindi un potenziometro da 2k2, anche perché, nel caso di problemi causati da disturbi, corretto sarebbe eliminare (o ridurre al minimo) tali disturbi all'origine, e non semplicemente limitarne gli effetti abbassando l'impedenza.

Ma qui non stiamo più parlando di una scelta giusta e una sbagliata. Sono entrambe soluzioni corrette, ognuna delle quali presenta dei pro e dei contro, e la scelta diventa una questione più di abitudini che di tecnica.

per i disturbi ti posso assicurare di averne costatato l'effetto su segnali 4-20mA con impedenze di 250ohm...

Nessuno mette in dubbio che i disturbi possano causare notevoli inconvenienti anche in circuiti a bassa impedenza.

Ma è inconfutabile che se ci sono disturbi di tale entità, c'è qualcosa di sbagliato nell'impianto.

[Livio Orsini]

per i disturbi ti posso assicurare di averne costatato l'effetto su segnali 4-20mA con impedenze di 250ohm... su macchine ed/o impianti fatti da ditte "specializzate" del nord italia. non dal manutentore con il tester a pedali che sono (che spesso è costretto a risolverli...).

Non comprendo il riferimento alle aziende del nord Italia. Che il costruttore sia del nord Italia, del nord Germania o del sud Africa, la questione tecnica non cambia: è un lavoro mal progettato e peggio realizzato.

Con il tuo modo di ragionare si potrebbe affermare: visto che c'è sempre qualcuno che ruba consideriamo il furto come cosa normale.

I disturbi non si eliminano solo riducendo l'impedenza d'ingresso del segnale di riferimento. I disturbi si eliminano con un corretto cablaggio ed usando i componenti adatti, compresi i cavi schermati cablati come si deve, non messi li tanto per far vedere che ci sono. Se il cavo schermato è usato male son solo soldi sprecati.

Basterebbe seguire le prescrizioni delle direttive EMC, non sono state scritte solo per sprecare un po' di carta.

Poi come ho scritto prima, e come ha ripetuto Batta, usare un potenziometro di valore corretto, o uno di valore errato, costa esattamente la stessa cifra come materiale. Però usando un potenziometro di valore corretto, si diminuisce il rischio di spendere successivamente danari in manutenzione straordinaria; quindi è conveniente non solo tecnicamente, ma anche economicamente.

..e sommando anche lo scorrimento del motore a quanto si arriva ?

Questo è un altro esempio di pessima argomentazione tecnica.

Seguendo la tua logica.

Visto che ci sarà comunque un errore di velocità dovuto allo scorrimento, scorrimento che varia con la frequenza e con il carico, tanto vale evitare di minimizzare l'errore dovuto allo "spanciamento" del riferimento. Veramente un ottimo sistema, complimenti!

Poi, come ti ha già fatto notare Batta, la richiesta iniziale non specificava nulla sul tipo di azionamento. poteva essere riferito ad un asincrono ad anello aperto con controllo V/f, come ad un asincrono con controllo vettoriale ad anello chiuso. Nel secondo caso, per esempio, l'errore di velocità dovuto allo scorrimento è nullo, come è nullo l'errore dovuto a deriva termica dell'azionamento, visto che la reazione di tipo numerico è immune da questo difetto, almeno nei limiti di apprezzabilità.

Da ultimo, ma non ultimo.

Non capisco il perchè di questa tua polemica.

L'intervento di Batta, tecnicamente apprezzabile, era volto a dare una giustificazione teorica ai criteri di scelta. Operazione apprezzabile viste le evidenti lacune di chi aveva posto la domanda; se avesse avuto le conoscenze necessarie MarioS, ovviamente, non avrebbe posto il problema.

Lo scopo del forum non è solo quello di dare risposte purchessia a domande, ma è anche quello di "educare", far crescere e diffondere le conoscenze, anche quelle più banali.

Modificato: 29 ottobre 2010 da Livio Orsini
correzione errori di dattilografia

[avince72]

sicuramente ho fallito nel cercare di esporre il mio punto di vista.

come tu stesso hai fatto notare, marios forse è "ignorante" quasi quanto me (io sicuramente lo sono, e ne avete le prove...), essendo giunto alle tue stesse conclusioni, penso sia poco probabile che lo scopo che questi volesse raggiungere, sia la massima precisione nella regolazione della velocità riscontrabile dalla sola posizione della manopola del potenziometro, è questo il dibattito!

per cui, sono sempre del parere che gli vada di lusso anche se sbagliasse del 5% (velocità/posizione del potenziometro) finchè lui stesso affermerà il contrario.

non vi ho dato torto in ciò che dite, ma in casi come mi sembra sia questo, mi viene istintivo pensare che si stia sforando nel "troppo accademico".

se vai dal dottore per un pò di febbre, questi non ti spiega tutti i processi che può averla provocata, ne la composizione dell'antipiretico e dei meccanismi chimici che ti fanno abbassare la temperatura corporea... altrimenti dovrà darti anche un analgesico e spiegartene i meccanismi...

spero vogliate leggere in chiave più leggera possibile i commenti, che non vogliono essere una polemica, critica o altro tipo di "attacco" al modo che ognuno ha nell'affrontare le problematiche che gli si chiede di risolvere.

riesco a comprendere il vostro disappunto, ma per "depravazione" professionale (è un'altra battuta di spirito, per sdrammatizzare), se mi serve un potenziometro, cerco tra i rottami, altrimenti passano mesi per l'acquisto (che non dipende da me) e risulta più pratico il compromesso a cui bisogna scendere. se si trattasse di cose delicate, si spende anche 800€ per consegne fatte a mano... (fatto della scorsa settimana!).

considerate che scrivo a "rate", il pc è sempre acceso con il web aperto, e spesso ci metto ore per completare un intervento lasciato a metà... quindi magari potrei avere usato termini ed espressioni che avranno peggiorato la già difficile interpretazione del poco espressivo testo scritto da una persona che non si conosce caratterialmente.

per la localizzazione di cui si fa riferimento, essendo di origini napoletane, e vivendo in provincia di vicenza, sento usare troppo spesso seri riferimenti denigrativi dei "terroni" e di ciò che fanno, in piccolo o in grande che sia. quindi è stato una specie di riflesso incondizionato. chiedo scusa a chi si sia potuto sentire offeso.

[batta]

avince72,

Prima di tutto voglio ribadire che non sono in polemica con te.

Oltretutto, sei stato il primo a rispondere al quesito. E la risposta era corretta.

Ed è anche vero che, per una semplice regolazione con potenziometro, si è scritto pure troppo.

Questo però io penso si possa considerare un pregio, e non un difetto. Spiegare "il perché" anche delle cose semplici è sempre positivo.

Chi già è ferrato, probabilmente si annoia a passa ad un'altra discussione; chi invece non lo è, può imparare qualcosa.

Che poi, nella pratica, conoscendo l'impianto e la precisione richiesta, spesso capiti di utilizzare quello di cui si dispone, è un'altra questione.

Ma anche l'arte del sapersi arrangiare non può che trarre beneficio dalla conoscenza. Anche delle cose banali, come una regolazione con potenziometro.

[Livio Orsini]

spero vogliate leggere in chiave più leggera possibile i commenti, che non vogliono essere una polemica, critica o altro tipo di "attacco" al modo che ognuno ha nell'affrontare le problematiche che gli si chiede di risolvere.

Chiarito che non si tratta di polemica, che non avrebbe senso, veniamo all'argomento del contendere.

E' vero che, in alcune applicazioni, usare un potenziometro da 5k o anche da 10k cambia poco o nulla nelle prestazioni della macchina.

E' abbastanza probabile che l'operatore ruoti il potenziometro sino a che la macchina ha raggiunto la veloctà che sembra adatta alla lavorazione. Quindi regolare finemente la velocità, e con buona precisione, poco importa.

Però nom sempre è così. Può capitare, magari per pura curiosità, di osservare che a identiche variazioni di posizione del potenziometro, non corrispondano pari variazioni di velocità. Una persona inteligente è anche curiosa, solo le persone con intelligenza limitata accettano tutto senza chiedersi "il come" ed "il perchè".

Questa è la ragione per cui è stato spiegato, subito dall'inizio, come evitare "spanciamenti".

Non è la voglia di fare accademia, non è nel mio stile e neanche nello stile di questo forum. PLCForum ha un taglio eminentemente pratico, si cerca di risolvere i problemi poi, eventualmente, si disquisisce anche di teoria; questo per lo spirito "educativo" della consulenza.

Ci sono altri forum per chi si diletta dell'approccio eminentemente filosofico-teorico.

Forse si son spese troppe parole per un potenziometro generatore di riferimento, o forse no se si considerano anche i problemi di principio che abbiamo discusso.

Lo spirito fondamentale con cui si affronta un lavoro deve essere quello di farlo sempre al meglio.

Questo non significa gettare denari inutilmente, significa porre dei limiti reali di prestazioni e raggiungere l'obbiettivo al miglior costo.

...sento usare troppo spesso seri riferimenti denigrativi dei "terroni" e di ciò che fanno....

Dopo 150 anni di nazione ufficialmente unità dovremmo smetterla tutti con questi sciocchi campanilismi e giudicare le persone dal comportamento e non dalla collocazione geografica.

Se un comportamento è sbagliato, o addirittura criminale, deve essere criticato senza che nella critica ci se debba vedere un'origine "razzista".

Contemporaneamente non è ammissibile una critica "a prescindere", fondata solo su basi geografiche.

[avince72]

riscorrendo l'intero post, non posso negare di essermi fatto prendere un pò la mano e qualche commento avrei potuto esporlo diversamente. chiedo scusa a tutti i lettori a cui ciò abbia dato fastidio.

visto la mia natura e l'ambiente in cui lavoro, troppo spesso trascuro o do per scontato troppe cose, ma dall'intera discussione o comunque appreso cose utili e per questo vi ringrazio.

alla prossima battaglia (scherzo... ).

ciao

Enzo

[Livio Orsini]

chiedo scusa a tutti i lettori a cui ciò abbia dato fastidio.

Non vedo nulla di cui tu debba scusarti.

Hai espresso le tue idee in modo civile. Le differenze di opinione non possono e non devono offendere.

Apprezzo sempre una opinione differente dalla mia, se espressa in modi urbani. Quello che mi infastidsce sono i modi inurbani e la pretesa di essere i depositari assoluti della verità.

Spero di rileggere presto altre tue opinioni, anche se fossero in deciso contrasto con le mie.

Modificato: 30 ottobre 2010 da Livio Orsini