Схема потенциометр: Потенциометр

Содержание

Потенциометры. Виды и устройство. Работа и особенности

Потенциометры — это регулируемые делители напряжения, которые предназначены для регулирования напряжения при неизменной величине тока, и выполненные по типу переменного резистора.

Устройство и работа

На выводы резистивного элемента подается напряжение, которое предполагается регулировать. Подвижный контакт является регулирующим элементом, который приводится в действие вращением ручки. От подвижного контакта снимается напряжение, которое может находиться в диапазоне от нуля до наибольшей величины, равной входному напряжению на потенциометр, и зависит от текущей позиции подвижного контакта.

Потенциометр действует по типу переменного резистора, однако выполняет функции делителя напряжения. Его резистивный компонент представляет собой два резистора, которые соединены последовательно. Положение скользящего контакта является определяющим в определении отношения величины сопротивления 1-го резистора ко 2-му.

Наиболее популярным стал переменный однооборотный резистор. Он широко применяется в радиотехнике в качестве регулятора громкости, и в других устройствах. При изготовлении потенциометров применяются разные материалы для изготовления резистора: металлическая пленка, токопроводящий пластик, проволока, металлокерамика, углерод.

Виды и особенности

Потенциометры классифицируются по типу изменения сопротивления, типу корпуса устройства и другим различным признакам, и параметрам.

Основное разделение потенциометров.

По характеру изменения сопротивления:

  • Линейные. Маркируются буквой «А». Сопротивление изменяется в прямой зависимости от угла поворота передвижного контакта.
  • Логарифмические. Маркируются буквой «В». В начале движения ползунка сопротивление изменяется быстро, а затем замедляется.
  • Экспоненциальные. Маркируются буквой «С». При повороте ручки сопротивление изменяется по экспоненциальной зависимости, то есть, вначале медленно, затем быстрее. Буквенные обозначения не всегда могут соответствовать действительности, так как это зависит от фирмы изготовителя прибора. Поэтому для определения типа потенциометра необходимо изучить техническое описание данного экземпляра.
По типу корпуса потенциометра:
  • Монтажные. Устанавливаются путем пайки на монтажную плату.
  • Стационарные оборотные. Располагаются на корпусе различных устройств. В свою очередь оборотные потенциометры разделяют на несколько видов:
    Однооборотные.

Скользящий элемент может поворачиваться на один оборот, а точнее, около 270 градусов. На полный оборот поворот невозможен, так как на остальной части сектора поворота размещены клеммы контактов. Наиболее популярными однооборотные переменные резисторы стали в устройствах, не требующих для регулировки более одного оборота.
Многооборотные.

Подвижный контакт имеет возможность выполнять несколько оборотов для увеличения точности регулирования параметра. Такие переменные резисторы обычно оснащены винтовым или спиральным резистивным элементом, применяются в устройствах, требующих повышенной точности разрешения и регулировки. Многооборотные модели чаще всего используют в виде подстроечных сопротивлений на монтажной плате.
Сдвоенные.

Включают в себя два переменных резистора, расположенных на одной оси. Это дает возможность выполнять регулировку параллельно двух сопротивлений. В таких моделях наиболее популярно использование сопротивлений с логарифмической и линейной зависимостью. Они применяются в стереорегуляторах усилителей звука, радиоприемниках и других приборов, требующих регулировки одновременно двух отдельных каналов.

  • Линейные (ползунковые). Такие модели потенциометров разделяют на виды:
    Потенциометр ползунковый.

Одинарный линейный потенциометр служит для устройств аудиоаппаратуры. Такие модели выполняют из токопроводящего пластика для повышения качества изделия, используются для регулировки одного канала.
Линейный двойной.

Такая модель способна регулировать сразу два отдельных канала. Часто применяется для настройки стереофонической аппаратуры в профессиональных аудиоустройствах, требующих управления двумя каналами.
Ползунковый многооборотный.

Его конструкция включает в себя шпиндель, который преобразует вращательное движение в прямолинейное поступательное перемещение ползунка по сопротивлению. Он применяется в местах, где необходимо повышенное разрешение и точность. Такая модель устанавливается для подстройки параметров на монтажной плате.

Также разделяют на:
  • Тонкопленочные.
  • Проволочные.
По назначению делятся:
  • Переменные.
  • Подстроечные.

Сопротивления проволочных образцов выполняются из константановой или манганиновой проволоки, которая намотана на стержень, изготовленный из керамики. Такие модели резисторов изготавливают на мощность более 5 ватт.

Тонкопленочные резисторы включают в себя сопротивление из пленки, которая нанесена на диэлектрическую пластину, похожую на подкову. По ней передвигается ползунок, который связан с выходным контактом. Эта пленка образована слоем углерода, лака или другого токопроводящего материала.

Подстроечные резисторы предназначены для однократной подстройки значения сопротивления. Например, они используются в обратной связи импульсных блоков питания. Такие модели имеют компактные размеры, и спроектированы для профилактических или предварительных настроек устройств. После этого их чаще всего не трогают, оставляют с одной настройкой. Поэтому такие образцы не имеют высокой надежности и прочности, в отличие от переменных резисторов.

Переменные резисторы способны функционировать длительное время и большое число циклов регулировки.

Такие образцы потенциометров имеют повышенную стойкость к износу, в отличие от подстроечных. Переменные резисторы используются в качестве потенциометров в таких устройствах, где требуется настройка громкости звучания акустической системы, либо точная настройка температуры какого-либо устройства.

Потенциометры марки СП-1 на металлическом корпусе имеют вывод для подключения к общему корпусу устройства для защиты от помех.

Резисторы для подстройки марки СПЗ – 28 не имеют металлического корпуса, и его защитой будет корпус прибора, в котором установлен резистор. Внутренняя часть переменных резисторов аналогична, однако внешне они выглядят по-разному. Резисторы переменного типа оснащены надежной металлической или пластмассовой ручкой, которая соединена с ползунком.

Резистор, предназначенный для подстройки, не имеет такой ручки, и регулируется с помощью отвертки. Она вставляется в регулировочный паз механизма, который соединен с ползунком.

На электрических схемах потенциометры чаще всего изображают в виде постоянного резистора, имеющего регулирующий отвод со стрелкой. Она является символом подвижного контакта прибора.

При изображении в схеме реостата применяется изображение в виде прямоугольника, пересеченного наискось стрелкой. Это обозначает, что в работе задействовано два контакта: один – регулирующий, другой – один из двух крайних выводов.

Подстроечный резистор обозначают без стрелки, а контакт регулировки показывают тонкой линией.

Потенциометры с выключателем. Некоторые образцы потенциометров объединяют в одной конструкции две функции: потенциометра и выключателя. В регуляторе громкости такая конструкция очень удобна, особенно в переносном радиоприемнике. Повернув ручку, подключается питание, далее сразу происходит настройка громкости. Выключатель не соединен с цепью резистора, и имеет отдельную цепь. Однако он находится в одном корпусе с потенциометром.

Для примера можно показать такие марки переменных резисторов:
  • 24 S1 (китайский).
  • СПЗ-3М (отечественный).

Существуют также неразборные резисторы для подстройки марки СП4 – 1. Они заливаются эпоксидным компаундом, и служат для устройств военного применения. Резисторы марки СП3 – 16 предназначены для вертикальной установки на монтажную плату.

Металлокерамические потенциометры используются при производстве бытовых устройств. Их припаивают на плату для подстройки некоторых параметров. Мощность таких компактных резисторов достигает 0,5 Вт.

Резисторы с сопротивлением из лаковой пленки СП3-38 имеют открытый корпус. Они не защищены от пыли и влаги, имеют мощность менее 0,25 Вт.

Такие модели необходимо регулировать отверткой из диэлектрического материала, чтобы не допустить случайного замыкания. Подобные резисторы простой конструкции популярны в бытовой технике и электронике, особенно в источниках питания мониторов.

Герметичные потенциометры для подстройки оснащены защитным корпусом. Регулировка осуществляется диэлектрической отверткой. Они имеют повышенную надежность, так как на контактную дорожку не попадает влага и пыль.

Тороидные охлаждаемые переменные резисторы СП5 – 50М обладают достаточно мощным сопротивлением, имеют вентиляционные отверстия для охлаждения. Намотка проводника выполнена по форме тороида. Скользящий контакт перемещается по нему при вращении ручки с помощью отвертки.

В телевизионных приемниках еще встречаются высоковольтные виды подстроечных резисторов НР1-9А. Их величина сопротивления равна 68 мегом, мощность 4 Вт.

Они представляют собой набор резисторов из металлокерамики, собранные в одном корпусе. Стандартное рабочее напряжение для такого резистора равно 8,5 киловольт, наибольшее напряжение 15 киловольт.

Похожие темы:

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

У реостата имеется два вывода, а у потенциометра, как мы уже рассказали целых три. Поэтому больше не путайте их между собой.

Потенциометры — это регулируемые делители напряжения, которые предназначены для регулирования напряжения при неизменной величине тока, и выполненные по типу переменного резистора.

Устройство и работа

На выводы резистивного элемента подается напряжение, которое предполагается регулировать. Подвижный контакт является регулирующим элементом, который приводится в действие вращением ручки. От подвижного контакта снимается напряжение, которое может находиться в диапазоне от нуля до наибольшей величины, равной входному напряжению на потенциометр, и зависит от текущей позиции подвижного контакта.

Потенциометр действует по типу переменного резистора, однако выполняет функции делителя напряжения. Его резистивный компонент представляет собой два резистора, которые соединены последовательно. Положение скользящего контакта является определяющим в определении отношения величины сопротивления 1-го резистора ко 2-му.

Наиболее популярным стал переменный однооборотный резистор. Он широко применяется в радиотехнике в качестве регулятора громкости, и в других устройствах. При изготовлении потенциометров применяются разные материалы для изготовления резистора: металлическая пленка, токопроводящий пластик, проволока, металлокерамика, углерод.

Виды и особенности

Потенциометры классифицируются по типу изменения сопротивления, типу корпуса устройства и другим различным признакам, и параметрам.

Основное разделение потенциометров.

По характеру изменения сопротивления:

  • Линейные . Маркируются буквой «А». Сопротивление изменяется в прямой зависимости от угла поворота передвижного контакта.
  • Логарифмические . Маркируются буквой «В». В начале движения ползунка сопротивление изменяется быстро, а затем замедляется.
  • Экспоненциальные . Маркируются буквой «С». При повороте ручки сопротивление изменяется по экспоненциальной зависимости, то есть, вначале медленно, затем быстрее. Буквенные обозначения не всегда могут соответствовать действительности, так как это зависит от фирмы изготовителя прибора. Поэтому для определения типа потенциометра необходимо изучить техническое описание данного экземпляра.

По типу корпуса потенциометра:

  • Монтажные . Устанавливаются путем пайки на монтажную плату.
  • Стационарные оборотные . Располагаются на корпусе различных устройств. В свою очередь оборотные потенциометры разделяют на несколько видов:
    • Однооборотные .

    Скользящий элемент может поворачиваться на один оборот, а точнее, около 270 градусов. На полный оборот поворот невозможен, так как на остальной части сектора поворота размещены клеммы контактов. Наиболее популярными однооборотные переменные резисторы стали в устройствах, не требующих для регулировки более одного оборота.
    • Многооборотные .

Подвижный контакт имеет возможность выполнять несколько оборотов для увеличения точности регулирования параметра. Такие переменные резисторы обычно оснащены винтовым или спиральным резистивным элементом, применяются в устройствах, требующих повышенной точности разрешения и регулировки. Многооборотные модели чаще всего используют в виде подстроечных сопротивлений на монтажной плате.
• Сдвоенные .

Включают в себя два переменных резистора, расположенных на одной оси. Это дает возможность выполнять регулировку параллельно двух сопротивлений. В таких моделях наиболее популярно использование сопротивлений с логарифмической и линейной зависимостью. Они применяются в стереорегуляторах усилителей звука, радиоприемниках и других приборов, требующих регулировки одновременно двух отдельных каналов.

  • Линейные (ползунковые) . Такие модели потенциометров разделяют на виды:
    • Потенциометр ползунковый .

Одинарный линейный потенциометр служит для устройств аудиоаппаратуры. Такие модели выполняют из токопроводящего пластика для повышения качества изделия, используются для регулировки одного канала.
• Линейный двойной .

Такая модель способна регулировать сразу два отдельных канала. Часто применяется для настройки стереофонической аппаратуры в профессиональных аудиоустройствах, требующих управления двумя каналами.
• Ползунковый многооборотный .

Его конструкция включает в себя шпиндель, который преобразует вращательное движение в прямолинейное поступательное перемещение ползунка по сопротивлению. Он применяется в местах, где необходимо повышенное разрешение и точность. Такая модель устанавливается для подстройки параметров на монтажной плате.

Также разделяют на:

  • Тонкопленочные.
  • Проволочные.

По назначению делятся:

  • Переменные.
  • Подстроечные.

Сопротивления проволочных образцов выполняются из константановой или манганиновой проволоки, которая намотана на стержень, изготовленный из керамики. Такие модели резисторов изготавливают на мощность более 5 ватт.

Тонкопленочные резисторы включают в себя сопротивление из пленки, которая нанесена на диэлектрическую пластину, похожую на подкову. По ней передвигается ползунок, который связан с выходным контактом. Эта пленка образована слоем углерода, лака или другого токопроводящего материала.

Подстроечные резисторы предназначены для однократной подстройки значения сопротивления. Например, они используются в обратной связи импульсных блоков питания. Такие модели имеют компактные размеры, и спроектированы для профилактических или предварительных настроек устройств. После этого их чаще всего не трогают, оставляют с одной настройкой. Поэтому такие образцы не имеют высокой надежности и прочности, в отличие от переменных резисторов.

Переменные резисторы способны функционировать длительное время и большое число циклов регулировки.

Такие образцы потенциометров имеют повышенную стойкость к износу, в отличие от подстроечных. Переменные резисторы используются в качестве потенциометров в таких устройствах, где требуется настройка громкости звучания акустической системы, либо точная настройка температуры какого-либо устройства.

Потенциометры марки СП-1 на металлическом корпусе имеют вывод для подключения к общему корпусу устройства для защиты от помех.

Резисторы для подстройки марки СПЗ – 28 не имеют металлического корпуса, и его защитой будет корпус прибора, в котором установлен резистор. Внутренняя часть переменных резисторов аналогична, однако внешне они выглядят по-разному. Резисторы переменного типа оснащены надежной металлической или пластмассовой ручкой, которая соединена с ползунком.

Резистор, предназначенный для подстройки, не имеет такой ручки, и регулируется с помощью отвертки. Она вставляется в регулировочный паз механизма, который соединен с ползунком.

На электрических схемах потенциометры чаще всего изображают в виде постоянного резистора, имеющего регулирующий отвод со стрелкой. Она является символом подвижного контакта прибора.

При изображении в схеме реостата применяется изображение в виде прямоугольника, пересеченного наискось стрелкой. Это обозначает, что в работе задействовано два контакта: один – регулирующий, другой – один из двух крайних выводов.

Подстроечный резистор обозначают без стрелки, а контакт регулировки показывают тонкой линией.

Потенциометры с выключателем

Некоторые образцы потенциометров объединяют в одной конструкции две функции: потенциометра и выключателя. В регуляторе громкости такая конструкция очень удобна, особенно в переносном радиоприемнике. Повернув ручку, подключается питание, далее сразу происходит настройка громкости. Выключатель не соединен с цепью резистора, и имеет отдельную цепь. Однако он находится в одном корпусе с потенциометром.

Для примера можно показать такие марки переменных резисторов:

  • 24 S1 (китайский).
  • СПЗ-3М (отечественный).

Существуют также неразборные резисторы для подстройки марки СП4 – 1. Они заливаются эпоксидным компаундом, и служат для устройств военного применения. Резисторы марки СП3 – 16 предназначены для вертикальной установки на монтажную плату.

Металлокерамические потенциометры используются при производстве бытовых устройств. Их припаивают на плату для подстройки некоторых параметров. Мощность таких компактных резисторов достигает 0,5 Вт.

Резисторы с сопротивлением из лаковой пленки СП3-38 имеют открытый корпус. Они не защищены от пыли и влаги, имеют мощность менее 0,25 Вт.

Такие модели необходимо регулировать отверткой из диэлектрического материала, чтобы не допустить случайного замыкания. Подобные резисторы простой конструкции популярны в бытовой технике и электронике, особенно в источниках питания мониторов.

Герметичные потенциометры для подстройки оснащены защитным корпусом. Регулировка осуществляется диэлектрической отверткой. Они имеют повышенную надежность, так как на контактную дорожку не попадает влага и пыль.

Тороидные охлаждаемые переменные резисторы СП5 – 50М обладают достаточно мощным сопротивлением, имеют вентиляционные отверстия для охлаждения. Намотка проводника выполнена по форме тороида. Скользящий контакт перемещается по нему при вращении ручки с помощью отвертки.

В телевизионных приемниках еще встречаются высоковольтные виды подстроечных резисторов НР1-9А. Их величина сопротивления равна 68 мегом, мощность 4 Вт.

Они представляют собой набор резисторов из металлокерамики, собранные в одном корпусе. Стандартное рабочее напряжение для такого резистора равно 8,5 киловольт, наибольшее напряжение 15 киловольт.

>

Потенциометр как реостат — схемы постоянного тока — Учебник

Потенциометр как реостат

Глава 3 — Цепи постоянного тока

ЧАСТИ И МАТЕРИАЛЫ

  • 6-вольтовая батарея
  • Потенциометр, однократный поворот, 5 кОм, линейный конус (Каталог Radio Shack № 271-1714)
  • Маленький «хобби» мотор, постоянный магнит (каталог Radio Shack № 273-223 или эквивалент)

Для этого эксперимента вам понадобится относительно низкоценный потенциометр, конечно, не более 5 кОм.

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ

Уроки в электрических цепях, том 1, глава 2: «Закон Ома»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

  • Использование реостата
  • Подключение потенциометра в качестве реостата
  • Простое управление скоростью двигателя
  • Использование вольтметра над амперметром для проверки непрерывной цепи

СХЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА

ИЛЛЮСТРАЦИИ

ИНСТРУКЦИИ ПО ПОДКЛЮЧЕНИЮ ПОТЕНЦИОМЕТРОВ

Потенциометры находят свое самое сложное применение в качестве делителей напряжения, где положение вала определяет удельное отношение деления напряжения. Однако есть приложения, в которых нам не обязательно нужен переменный делитель напряжения, а просто переменный резистор: двухконтактное устройство. Технически переменный резистор известен как реостат, но потенциометры могут быть созданы для того, чтобы функционировать как реостаты довольно легко.

В своей простейшей конфигурации потенциометр можно использовать в качестве реостата, просто используя клемму стеклоочистителя и один из других клемм, третий терминал остается несвязанным и неиспользуемым:

Перемещение потенциометра в направлении, при котором стеклоочиститель находится ближе всего к другому используемому терминалу, приводит к более низкому сопротивлению. Направление движения, необходимое для увеличения или уменьшения сопротивления, может быть изменено с использованием другого набора терминалов:

Будьте осторожны, однако, что вы не используете два внешних контакта, так как это не приведет к изменению сопротивления при повороте вала потенциометра. Другими словами, он больше не будет функционировать как переменное сопротивление:

Постройте схему, как показано на схеме и иллюстрации, используя только два контакта на потенциометре и посмотрите, как можно управлять скоростью двигателя, регулируя положение вала. Проведите эксперимент с различными клеммами на потенциометре, отметив изменения в управлении скоростью двигателя. Если ваш потенциометр имеет высокое сопротивление (как измерено между двумя внешними клеммами), двигатель может вообще не двигаться, пока стеклоочиститель не окажется очень близко к подключенному внешнему терминалу.

Как вы можете видеть, скорость двигателя может быть изменена с помощью реостата с последовательным подключением для изменения общего сопротивления цепи и ограничения общего тока. Однако этот простой способ управления скоростью двигателя неэффективен, так как это приводит к тому, что реостат рассеивается (теряется) в значительном количестве энергии. Более эффективное средство управления двигателем полагается на быстрое «импульсное» питание двигателя, используя высокоскоростное коммутационное устройство, такое как транзистор . Подобный метод управления мощностью используется в бытовых ламповых «диммерных» переключателях. К сожалению, эти методы слишком сложны, чтобы исследовать на этом этапе экспериментов.

Когда в качестве реостата используется потенциометр, «неиспользуемый» терминал часто подключается к терминалу стеклоочистителя, например:

Поначалу это кажется бессмысленным, поскольку оно не влияет на контроль сопротивления. Вы можете проверить этот факт самостоятельно, вставив еще один провод в свою схему и сравнив поведение двигателя до и после изменения:

Если потенциометр находится в хорошем рабочем состоянии, этот дополнительный провод не имеет никакого значения. Однако, если стеклоочиститель когда-либо теряет контакт с резистивной полосой внутри потенциометра, это соединение гарантирует, что цепь не будет полностью открыта: что по-прежнему будет резистивный путь тока через двигатель. В некоторых приложениях это может быть важным. Старые потенциометры имеют тенденцию страдать от прерывистых потерь контакта между стеклоочистителем и резистивной полосой, и если схема не может переносить полную потерю непрерывности (бесконечного сопротивления), созданной этим условием, этот «дополнительный» провод обеспечивает меру защиты, поддерживая непрерывность цепи.

Вы можете имитировать такой «отказ» контакта стеклоочистителя, отсоединив среднюю клемму потенциометра от клеммной колодки, измерив напряжение на двигателе, чтобы убедиться, что все еще есть мощность, но небольшая:

Было бы справедливо измерять ток цепи вместо напряжения двигателя, чтобы проверить завершенную схему, но это более безопасный метод, поскольку он не включает разрыв цепи для вставки амперметра в ряд. Всякий раз, когда используется амперметр, существует риск вызвать короткое замыкание, подключив его к существенному источнику напряжения, что может привести к повреждению инструмента или травме. Вольтметрам не хватает этого неотъемлемого риска для безопасности, и поэтому всякий раз, когда измерение напряжения может быть произведено вместо текущего измерения для проверки того же, это более разумный выбор.

Правильное подключение потенциометра к Arduino. Аппаратная борьба с дребезгом контактов | Полезные схемы

И так всем привет! На сегодняшний день разработка под ардуино является одним из бурно развивающихся направлений, в том числе и самодельщиков. Платформа простая, в интернете полно видео-аудио-текстовых уроков которые посвящают наз в азы разработки и пайки, но есть одно существенное НО! Далеко не во всех уроках даются правильные схемы подключения. Не сказать чтобы они и совсем уж неправильные, работать будет только как?.. Возьмем к примеру тривиальнейшую задачу, подключить потенциометр (он же переменный резистор) к ардуино. Что советуют делать в уроках? Как подключать? А вот так:

И вроде все логично. И даже как-то работать оно будет! Вот только как? Для обучения сойдет, а дальше хоть трава не расти. Кстати, более ответственные авторы уроков рекомендуют между выходом потенциометра и входом ардуино устанавливать резистор на 100 ом, тогда схема выглядит вот так:

Схема подключения потенциометра к ардуино с защитным резистором

И это уже лучше, т.к. рекомендуется для защиты ардуино и продления ее жизни, на все используемые входы/выходы подключать резисторы на 100 Ом.

Но на практике этого оказывается не достаточно. Допустим, с помощью переменного резистора вы хотите вводить или точно устанавливать какие-то данные, но если вывести показания с аналогового входа в монитор порта, то вы увидите, что даже не прикасаясь к потенциометру значения постоянно меняются в небольших пределах и точно установить нужное значение не получается, хоть  убей. Почему так? Во первых, для подключение потенциометра мы используем аналоговый вход, который прекрасно ловит помехи и наводки от чего угодно (начиная от источника питания, заканчивая любыми электроприборами, я уж не говорю про что-то более серьезное). Во вторых, есть такое понятие, как дребезг контактов, что тоже сказывается, но в меньшей мере на работу нашей схемы, как правило он проявляется когда мы крутим ручку потенциометра. И что теперь делать? как с этим бороться? Есть два пути:

  • Программными средствами
  • С помощью доработки схемы работы устройства

Первый способ труден и тернист, т.к. приходится разрабатывать десятки строк кода писать или изобретать программные фильтры, которые позволят достичь желаемого результата. Это требует много времени сил и познаний и не всегда это целесообразно. Есть второй и более простой вариант.

Это второй способ. Нам необходимо доработать схему нашего устройства добавив в нее резистор и конденсатор. Этакой RC фильтр, который позволит избавиться от описанных недостатков и позволит работать схеме стабильно. Для реализации схемы нам понадобится резистор на 10 кОм и конденсатор 0.1uF (номинал может несколько отличаться в большую сторону).В общем виде схема будет выглядеть следующим образом:

Для тех кто плохо воспринимает принципиальные электрические схемы, вот более наглядное представление:

Думаю все представлено наглядно и в комментариях не нуждается.

Где можно найти эти самые резисторы и конденсаторы? В любом радиомагазине. Номиналы элементов ходовые, так что такая рассыпуха всегда есть в наличии. Для тех кто любит тариться на Aliexpress вот ссылка на хороший магазин с быстрой доставкой Fantasy Electronics

Ну а для тех кто хочет взять в одном месте, вот ссылки на компоненты:

Arduino Nano

Резисторы на 100 Ом

Резисторы на 10 кОм

Набор конденсаторов

Потенциометр

Цифровые потенциометры | Радиолюбительские схемы

Цифровые потенциометры выполняют функцию регулирования, аналогичную той, что выполняет обычный потенциометр с механическим управлением.

Сопротивление электронного регулятора изменяется дискретно (ступенчато) при подаче тактового импульса на счетный вход CLK микросхемы, а увеличение или уменьшение сопротивления определяется уровнем сигнала на входе UP/DOWN.

Помимо электронных аналогов многопозиционных механических переключателей, предназначенных для коммутации ограниченного количества электрических цепей, в последние годы появились и электронные аналоги механически управляемых (переменных) сопротивлений — электронные реостаты и потенциометры. Эти приборы, в отличие от механических аналогов, более компактны, надежны, имеют меньший уровень собственных шумов, допускают возможность одновременного дистанционного управления неограниченного числа регулировочных элементов. Пример использования вы можете видеть на рисунке выше.

В упрощенном виде электронные реостаты и потенциометры содержат набор (линейку) последовательно соединенных резисторов, коммутируемых электронными КМОП-ключами. Ключи эти обычно управляются:

  • либо подаваемым извне цифровым кодом;
  • либо формируемым непосредственно в микросхеме в зависимости от продолжительности подачи управляющего сигнала «вверх» или «вниз» на выводы управления, предназначенные для подключения к кнопкам управления или к источникам внешних управляющих сигналов «цифрового» уровня 1/0.

Примечание

Особенностью цифровых электронных реостатов и потенциометров является то, что изменение их электрического сопротивления осуществляется дискретно с заданным шагом по линейному, логарифмическому или иному, заданному пользователем, закону. Количество таких шагов обычно кратно двум, например, 32, 64, 128, 256 и т. д. При отключении/включении питания установленный до отключения на электронном потенциометре уровень (положение среднего вывода) запоминается.

Электронные потенциометры используют в технике связи, телевидении, персональных компьютерах, производственной и бытовой радиоэлектронной аппаратуре. Такие потенциометры применяют для узлов электронной настройки, многоканальной регулировки громкости/тембра звуковоспроизводящей аппаратуры, в системах автоматической регулировки усиления, перестраиваемых многозвенных фильтрах, схемах управления параметрами дисплеев и т. д.

Примечание.

Применение цифровых электронных потенциометров и реостатов при их работе на переменном токе ограничено областью рабочих частот, в пределах которой сигнал после прохождения через такой регулятор ослабляется не более чем на 3 дБ. Кроме того, поскольку в состав регуляторов входят нелинейные полупроводниковые элементы, повышается уровень нелинейных искажений. Этот уровень заметно возрастает при понижении напряжения питания микросхемы регулятора. Если в составе электронного устройства содержится несколько электронных потенциометров и реостатов, негативные последствия от их совместного использования суммируются.

Цифровые электронные реостаты и потенциометры фирмы Dallas Semiconductor (DS) — Maxim, например, DS1668 выпускаются с интерфейсом ручного управления (в виде кнопки) или в виде традиционной интегральной микросхемы — DS1669.

Рис.1 Расположение выводов микросхемы DS1669:

RH — верхний; RW — средний; RL— нижний вывод потенциометра; +V,-V — питание; UC—вход управления перемещением вверх; DC — вниз

Эти микросхемы однотипны, имеют 64 ступени изменения сопротивления и выпускаются в стандартных номиналах 10, 50 и 100 кОм.

Типовые примеры управления электронными потенциометрами DS1669 при помощи одной или двух кнопок приведены на рис. 2 и рис. 3.

Рис. 2. Типовая схема включения цифрового электронного потенциометра DS 1669 с однокнопочным управлением

Рис.3. Типовая схема включения цифрового электронного потенциометра DS1669 с двухкнопочным управлением

Приведу далее сведения по основным разновидностям современных цифровых потенциометров.

DS1267 — двухканальный линейный цифровой потенциометр на номинал 10, 50 или 100 кОм. Имеет 256 позиций положения движка с управлением по последовательному трехпроводному интерфейсу. Напряжение питания 5(±5) В.

DS1666 — цифровой потенциометр, предназначенный для устройств звуковоспроизведения. Он имеет логарифмическую шкалу и 128 точек позиционирования. Напряжение питания 5 В. Значения сопротивлений резистивной матрицы может быть 10, 50, 100 кОм. Затухание сигнала с амплитудой до 5 В на уровне -3 дБ на частотах 1,1; 0,2 и 0,1 МГц, соответственно.

DS1667 — представляет собой сдвоенный цифровой потенциометр. Микросхема содержит также два широкополосных операционных усилителя. Каждый потенциометр формируется из 256 элементов, резисторы могут складываться, что дает возможность получать единственный потенциометр на 512 элементов.

DS1802 — сдвоенные потенциометры, обеспечивают регулирование уровня громкости и/или тембра звукозаписи в проигрывателях компакт-дисков, звуковых платах (картах) и иных электронных устройствах. Эти потенциометры имеют логарифмическую характеристику регулировки сопротивления. Весь диапазон в 45 кОм разбит на 65 позиций с приращением шага в 1 дБ. Для управления потенциометром (потенциометрами) от центрального процессора или иных микросхем используют трехпроводный последовательный интерфейс. Потенциометрами можно управлять и при помощи обычных кнопок.

Помимо перечисленных, известны также микросхемы цифровых потенциометров:

DS1800 — сдвоенный цифровой линейный потенциометр на 128 позиций номиналом 50 кОм с управлением по последовательному трехпроводному интерфейсу. Напряжение питания 3(5) В.

DS1801/DS1802 — сдвоенный цифровой потенциометр на 64 позиции, с логарифмической характеристикой, номиналом 50 кОм с управлением по последовательному трехпроводному интерфейсу. Напряжение питания 3(5) В.

DS1803 — сдвоенный линейный цифровой потенциометр на 256 позиций, номиналом 10, 50 или 100 кОм с управлением по последовательному двухпроводному интерфейсу. Напряжение питания 3(5) В.

DS1804 — энергонезависимый линейный цифровой потенциометр, который имеет 100 позиционных отводов, номиналом 10, 50 или 100 кОм. Напряжение питания 3(5) В.

DS1805 — линейный цифровой потенциометр на 256 позиций номиналом 10, 50 или 100 кОм с управлением по последовательному двухпроводному интерфейсу. Напряжение питания 3(5) В.

DS1806 — линейный шестиканальный цифровой потенциометр на 64 позиции номиналом 10, 50 или 100 кОм с управлением по последовательному трехпроводному интерфейсу. Напряжение питания 2,7—5,5 В.

DS1807 — сдвоенный цифровой потенциометр на 64 позиции каждый, с логарифмической характеристикой изменения сопротивлений для регулирования уровня звуковых сигналов. Работает с двухпроводным последовательным интерфейсом. Программно можно объединить два потенциометра в один. Напряжение питания 3(5) В.

DS1808 — сдвоенный логарифмический цифровой потенциометр на 32 позиции, номинал 45 кОм. Двухпроводное управление. Напряжение питания +4,5; ±13,2 В.

DS1809 — цифровой потенциометр на 64 позиции. Управление кнопками «вверх»/»вниз». Предусмотрена функция (авто)сохранения установленного уровня. Значения сопротивлений резистивной матрицы может быть 10, 50, 100 кОм. Затухание сигнала с амплитудой до 5 В на уровне —3 дБ на частотах 1,0; 0,2 и 0,1 МГц, соответственно. Напряжение питания +4,5—5,5 В.

DS1844 — счетверенный линейный потенциометр на 64 позиции с двухпроводным интерфейсом номиналом 10, 50 или 100 кОм с двухпроводным интерфейсом. Напряжение питания 2,7—5,5 В.

DS1845 — сдвоенный линейный потенциометр на 256 позиций с двухпроводным интерфейсом. Напряжение питания 3(5) В.

DS1847 и DS1848 — температурно-компенсированные двойные линейные цифровые потенциометры на 256 позиций номиналом 10 или 50 кОм. Напряжение питания +3,0—5,5 В.

Помимо перечисленных, известны также цифровые потенциометры DS1854—DS1859y DS1866—DS1870, DS2890, DS3902, DS3903—DS3905, DS3930, DS4301 и др., сведения о которых можно почерпнуть из справочной литературы или на сайтах фирм-производителей. Отметим также в порядке сопоставления некоторые цифровые потенциометры иных фирм [24.2—24.4].

MAX5160/MAX5161 — линейный цифровой потенциометр фирмы MAXIM-DALLAS на 32 позиции, номиналы 50,100,200 кОм. Напряжение питания от 2,7 до 5,5 В. Трехпроводный интерфейс.

МАХ5400—МАХ5405 — линейные цифровые потенциометры на 256 позиции. Напряжение питания от 2,7 до 5,5 В.

MAX5407 — цифровой потенциометр на 32 позиции с логарифмической шкалой, номинал 20 кОм. Область рабочих частот до 500 кГц. Напряжение питания от 2,7 до 5,5 В.

MAX5408—MAX5411 — сдвоенные цифровые потенциометры на 32 позиции с логарифмической шкалой, номинал 10 кОм. Напряжение питания 6т 2,7 до 3,6 В для MAX5408, MAX5409 и от 4,5 до 5,5 В для MAX5410, MAX5411.

MAX5413—MAX5415 — сдвоенные линейные цифровые потенциометры на 256 позиций, номинал, соответственно, 10, 50 и 100 кОм. Напряжение питания от 2,7 до 5,5 В.

Кроме перечисленных в линейке подобных изделий этой фирмы можно назвать микросхемы MAX5417—MAX5439, MAX5450—MAX5457, MAX5460—MAX5468, MAX5471—MAX5472, MAX5474—MAX5475, MAX5477—MAX5479, MAX5481—MAX5484, MAX5487— MAX5492 и др., каждая, из которых имеет индивидуальные отличия и развивает области применения цифровых потенциометров и способов их управления.

Так, например:

MAX5471, MAX5472, MAXS474, MAX5475 — энергонезависимые 32-х позиционные линейные цифровые потенциометры с последовательным трехпроводным интерфейсом. MAX5471/MAX5474 имеют сопротивление 50 кОм, a MAX5472/MAX5475 — 100 кОм. Напряжение питания от 2,7 до 5,25 В.

Упомянем также для сравнения некоторые цифровые потенциометры фирмы Analog Device [24.3].

AD5200/AD5201 — цифровые потенциометры номиналами 10,50 кОм на 256 и 33 позиции, соответственно.

AD5231/AD5235 — цифровые потенциометры на 1024 позиции.

AD5232 — цифровой двухканальный потенциометр на 256 позиций.

AD5234 — цифровой четырехканальный потенциометр на 64 позиции.

AD5291/AD5292 — цифровые потенциометры на 256/1024 позиции на номинал 20,50,100 кОм.

AD7376 — цифровой потенциометр на 128 позиций на номинал 10, 50, 100,1000 кОм.

AD8400/AD8402/AD8403 — 1, 2 или 4-х канальные цифровые потенциометры на 1,10,50 или 100 кОм, 256 позиций, с трехпроводным интерфейсом.

Цифровые программируемые потенциометры фирмы ON Semiconductor САТ5270 и САТ5271 — двухканальные цифровые потенциометры на 50 и 100 кОм для точной настройки с 256 ступенями регулирования и интерфейсом 12С.

Цифровые программируемые потенциометры фирмы Catalyst Semiconductor САТ5111 и САТ5113 [24.4] на 100 позиций при напряжении питания 2,5—6,0 В потребляют ток 0,1 мА.

Рис.4. Эквивалентная схема электронного аттенюатора МС3340

Несколько иной принцип работы у другого управляемого извне прибора — электронного аттенюатора. Пример практической реализации одного из них — МС3340 фирмы Motorola приведен на рис. 4. Аттенюатор позволяет осуществлять дистанционное или непосредственное управление коэффициентом передачи (ослабления) сигнала до 80 дБ в полосе частот до 1 МГц. Напряжение питания аттенюатора — 9—18(20) В. Максимальное напряжение входного сигнала — до 0,5 В.

Типовая схема использования электронного аттенюатора МС3340 приведена на рис.5.

Рис.5. Типовая схема включения электронного аттенюатора МС3340

Примечание.

Особое положение в ряду электрически регулируемых пассивных элементов занимает специализированная микросхема МАХ1474с электрически переключаемыми конденсаторами— аналог миниатюрного конденсатора переменной емкости, рис. 6.

Применение такой микросхемы вместо традиционных варикапов или конденсаторов переменной емкости предпочтительнее ввиду идентичности емкостных параметров микросхемы, синхронности изменения емкости при одновременном использовании нескольких аналогов управляемых конденсаторов, лучшей температурной стабильности.

Примечание.

Возможная область применения микросхем с электрически переключаемыми конденсаторами— синхронная настройка колебательных контуров входных цепей радиоприемных устройств, фильтров промежуточной и иной частоты.

Управление батареей конденсаторов от встроенной схемы управления позволяет ступенчато с минимальным шагом в 0,22 пФ менять в 32 ступени ее емкость в пределах от 6,4 до 13,3 пФ на выводе СР относительно общего провода при заземленном выводе СМ.

Возможна эксплуатация конденсаторной батареи при подключении ее через выводы СР и СМ с изменением емкости в пределах от 0,42 до 10,9 пФ с шагом 0,34 пФ. Температурный коэффициент емкости управляемого конденсатора равен 3,3*10-5 1/град.

Напряжение питания микросхемы 2,7—5,5 В при потребляемом токе 10 мкА. Микросхему можно применять до частот в несколько сотен мегагерц. Так, эквивалентная добротность контура порядка 100 на частотах ниже 20 МГц падает с ростом частоты до 359 МГц в 10 раз.

Микросхемы МАХ1474 можно применять в узлах электронной настройки, в емкостных аттенюаторах, в генераторах и других радиоэлектронных устройствах.

Похожие радиосхемы и статьи:

Что такое потенциометр и как его использовать на практике в схемах? | ASUTPP

Потенциометр — это удобный маленький компонент, который вы должны знать, как использовать.

Он часто используется в схемах, например, таких как — управление громкостью музыкального оборудования, управление яркостью света и многое другое.

Если вы не знакомы с потенциометром, то в начале может показаться, что он сложен для понимания. Но это не совсем так. Посмотрите примеры подключения в конце, чтобы увидеть его в действии.

Что такое потенциометр?

По своей сути — это резистор. Но, если значение классического сопротивления резистора остается неизменным, в случае с потенциометром вы можете изменить значение сопротивления, повернув его движок.

Он имеет три контакта, и условное обозначение выглядит следующим образом:

Между двумя боковыми контактами потенциометра находится полоса резистивного материала. Например, такого как углерод. Этот материал создает сопротивление.

Мы называем средний контакт — скользящим контактом.

При перемещении движка влево сопротивление между средним и левым контактами уменьшается. И сопротивление между средним и правым контактами увеличивается.

Переместите движок вправо, и произойдет обратное.

Когда вы покупаете потенциометр, вы должны выбрать значение. Например 100 кОм. Эта величина является сопротивлением между двумя крайними контактами. И это самое большое значение сопротивления, которое вы можете получить от него.

Пример подключения № 1: Переменный резистор

Если вам нужен простой резистор, сопротивление которого вы хотите изменить, вам понадобятся только два контакта: средний и один из боковых.

На изображении выше показана простая схема для управлением светодиода. Дополнительный резистор предназначен для того, чтобы вы не погасили светодиод, даже если вы измените сопротивление потенциометра на ноль.

Поверните вал потенциометра в одном направлении, и сопротивление возрастет. Поверните его в другом направлении, и сопротивление уменьшится.

Пример подключения №2: странное подключение

Иногда вы видите потенциометр на принципиальной схеме, подключенной так:

Средний и нижний контакты соединены. Зачем?

И как это влияет на сопротивление?

Этот способ подключения фактически равен подключению только двух контактов. Подключение третьего контакта к среднему контакту не влияет на сопротивление вообще.

Так зачем это делать?

Все просто — некоторые люди предпочитают именно такое подключение в силу особенностей своих схем.

Пример подключения № 3: вход громкости

В этом примере используются все три контакта потенциометра для создания простого способа регулировки громкости усилителя.

Подключив его таким образом, вы получите делитель напряжения который уменьшает напряжение входного сигнала. Чем больше вы поворачиваете движок, тем больше вы уменьшаете громкость.

Реализация такой схемы с потенциометром очень распространена в аудиооборудовании.

Потенциометр – все, что нужно знать о плавной регулировки напряжения.

Потенциометр представляет собой устройство, которое у большинства из нас ассоциируется с ручкой регулировки громкости, выступающей из радиоприемника. Сегодня, в эпоху цифровых схем потенциометр используется не слишком часто.

Однако это устройство имеет особый шарм и он не заменим там, где необходима плавная „аналоговая” регулировка. Например, если вы играете на игровой консоли с gamepad. В gamepad есть аналоговые ручки, которые зачастую состоят из 2-х потенциометров. Один управляет по горизонтальной оси, а другой по вертикальной. Благодаря этим потенциометрам, игра становится более точной, чем на обычном цифровом джойстике.

Потенциометр представляет собой переменный резистор. Резистор – радиоэлемент, затрудняющий протекание тока через него. Он используется там, где необходимо уменьшить напряжение или ток.

Регулируемый резистор или потенциометр служит для того же, за исключением того, что он не имеет фиксированного сопротивления, а изменяется по требованию пользователя. Это очень удобно, поскольку каждый предпочитает разную громкость, яркость и другие характеристики устройства, которые можно регулировать.

Сегодня можно сказать, что потенциометр не регулирует функциональные характеристики устройства (это выполняет сама схема с цифровым дисплеем и кнопками), но он служит для изменения его параметров, как управление в игре, отклонение элеронов дистанционно управляемого самолета, вращение камеры видеонаблюдения и т.д.

Как работает потенциометр?

Традиционный потенциометр имеет ось, на которой размещается ручка для изменения сопротивления, и 3 вывода.

Два крайних вывода соединены электропроводным материалом с постоянным сопротивлением. Фактически это постоянный резистор. Центральный вывод потенциометра соединен с подвижным контактом, который перемещается по электропроводному материалу. В результате изменения положения подвижного контакта изменяется и сопротивление между центральным выводом и крайними выводами потенциометра.

Таким образом, потенциометр может изменять свое сопротивление между центральным контактом и любым из крайних контактов от 0 Ом до максимального значения, указанного на корпусе.

Схематически потенциометр можно представить в виде двух постоянных резисторов:

Как рассчитать его сопротивление? Эта схема напоминает довольно известную схему так называемого делителя напряжения.

В делителе напряжения крайние выводы резисторов подключены между питанием Vcc и массой GND. А средний вывод с GND создает новое более низкое напряжение.

Выходное напряжение можно расчитать по следующей формулы:

Uвых = Uвх*R2/(R1+R2)

Если у нас есть резистор с максимальным сопротивлением 10 кОм и его ручку перевести в среднее положение, то мы получим 2 резистора со значением 5 кОм. Подав напряжение 5 вольт на вход, на выходе делителя мы получим напряжение:

Uвых = Uвх * R2/(R1+R2) = 5*5000/(5000+5000) = 5*5/10 = 5*1/2 = 2,5В

Выходное напряжение оказалось равным половине входного напряжения.

А что же произойдет, если мы повернем ручку так, что центральный вывод соединиться с выводом Vcc?

Uвых = Uвх*R2/(R1+R2) = 5*10000/(0+10000) = 5*10000/10000 = 5*1 = 5В

Так как сопротивление резистора R1 уменьшилось до 0 Ом, а сопротивление R2 увеличилась до 10 кОм, на выходе мы получили максимальное выходное напряжение.

Что будет, если мы повернем ручку до упора в противоположную сторону?

Uвых = Uвх*R2/(R1+R2) = 5*0/(10000 0) = 5*0 = 0В

В этом случае сопротивление R1 будет иметь максимальное сопротивление 10 кОм, а сопротивление R2 упадет до 0. Фактически на выходе напряжение будет отсутствовать.

Рабочий лист потенциометров — Электрические цепи постоянного тока

Позвольте электронам сами дать вам ответы на ваши собственные «практические проблемы»!

Примечания:

По моему опыту, студентам требуется много практики с анализом цепей, чтобы стать профессионалом. С этой целью инструкторы обычно предоставляют своим ученикам множество практических задач, над которыми нужно работать, и дают ученикам ответы, с которыми они могут проверить свою работу. Хотя этот подход позволяет студентам овладеть теорией схем, он не дает им полноценного образования.

Студентам нужна не только математическая практика. Им также нужны настоящие практические схемы построения схем и использование испытательного оборудования. Итак, я предлагаю следующий альтернативный подход: ученики должны построить свои собственные «практические задачи» с реальными компонентами и попытаться математически предсказать различные значения напряжения и тока. Таким образом, математическая теория «оживает», и учащиеся получают практические навыки, которых они не приобрели бы, просто решая уравнения.

Другая причина для использования этого метода практики — научить студентов научному методу : процессу проверки гипотезы (в данном случае математических предсказаний) путем проведения реального эксперимента. Студенты также разовьют реальные навыки поиска и устранения неисправностей, поскольку они время от времени допускают ошибки при построении схем.

Выделите несколько минут времени со своим классом, чтобы изучить некоторые «правила» построения схем, прежде чем они начнутся. Обсудите эти проблемы со своими учениками в той же сократической манере, в которой вы обычно обсуждаете вопросы рабочего листа, а не просто говорите им, что они должны и не должны делать. Я не перестаю удивляться тому, насколько плохо студенты понимают инструкции, представленные в типичном формате лекции (монолог инструктора)!

Примечание для тех инструкторов, которые могут жаловаться на «потраченное впустую» время, необходимое ученикам для построения реальных схем вместо простого математического анализа теоретических схем:

Какова цель студентов, посещающих ваш курс?

Если ваши ученики будут работать с реальными схемами, они должны учиться на реальных схемах, когда это возможно. Если ваша цель — обучить физиков-теоретиков, обязательно придерживайтесь абстрактного анализа! Но большинство из нас планирует, чтобы наши ученики что-то делали в реальном мире с образованием, которое мы им даем. «Потраченное впустую» время, потраченное на создание реальных схем, принесет огромные дивиденды, когда им придет время применить свои знания для решения практических задач.

Кроме того, когда студенты создают свои собственные практические задачи, они учатся выполнять первичных исследований , тем самым давая им возможность продолжить свое образование в области электрики / электроники в автономном режиме.

В большинстве наук реалистичные эксперименты намного сложнее и дороже, чем электрические схемы. Профессора ядерной физики, биологии, геологии и химии просто хотели бы, чтобы их студенты применяли передовую математику в реальных экспериментах, не представляющих угрозы безопасности и стоящих меньше, чем учебник. Они не могут, но вы можете. Воспользуйтесь удобством, присущим вашей науке, и заставит ваших учеников практиковать математику на множестве реальных схем!

Потенциометр

как делитель напряжения | Цепи постоянного тока

ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

  • Две 6-вольтовые батареи
  • Угольный карандаш «грифель» для механического карандаша
  • Потенциометр, однооборотный, от 5 кОм до 50 кОм, линейный конус (каталог Radio Shack с номерами от 271-1714 до 271-1716)
  • Потенциометр, многооборотный, от 1 кОм до 20 кОм (каталог Radio Shack № 271-342, 271-343, 900-8583 или с 900-8587 по 900-8590)

Потенциометры представляют собой регулируемые делители напряжения с валом или ползунком для настройки коэффициента деления.

Выпускаются как в панельном, так и в макетном (печатном) вариантах.

Для этого эксперимента подойдет любой тип потенциометра.

Если вы спасете потенциометр от старого радио или другого аудиоустройства, вы, вероятно, получите так называемый потенциометр audio taper .

Эти потенциометры показывают логарифмическую зависимость между коэффициентом деления и положением вала.

Напротив, линейный потенциометр показывает прямую корреляцию между положением вала и коэффициентом деления напряжения.

Я настоятельно рекомендую линейный потенциометр для этого эксперимента и для большинства экспериментов в целом.

ССЫЛКИ

Уроки электрических цепей , том 1, глава 6: «Делительные цепи и законы Кирхгофа»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

  • Чтобы проиллюстрировать, как использовать вольтметр
  • Для иллюстрации использования омметра
  • Для демонстрации конструкции и работы делителя напряжения
  • Чтобы проиллюстрировать, как складываются напряжения в серии

СХЕМА

ИЛЛЮСТРАЦИЯ

ИНСТРУКЦИЯ

Начните этот эксперимент со схемы «грифеля» карандаша. Карандаши используют стержень из смеси графита и глины, а не свинца (металла), чтобы делать черные отметки на бумаге.

Графит, будучи посредственным электрическим проводником, действует как резистор, подключенный к батарее двумя перемычками с зажимом типа «крокодил».

Подключите вольтметр, как показано, и прикоснитесь красным щупом к графитовому стержню. Переместите красный зонд по длине стержня и обратите внимание на изменение показаний вольтметра.

Какое положение датчика дает наибольшее показание напряжения?

По сути, стержень действует как пара резисторов, соотношение между двумя сопротивлениями, установленное положением красного измерительного щупа по длине стержня:

Теперь измените подключение вольтметра к цепи, чтобы измерить напряжение на «верхнем резисторе» стержня карандаша, например:

Переместите черный щуп по длине стержня, обращая внимание на показания вольтметра.

Какая позиция дает наибольшее падение напряжения для измерения измерителем? Отличается ли это от предыдущего расположения? Почему?

Изготовленные потенциометры заключают резистивную полоску в металлический или пластиковый корпус и обеспечивают своего рода механизм для перемещения «дворника» по длине этой резистивной полоски.

Вот иллюстрация конструкции поворотного потенциометра:

Некоторые поворотные потенциометры имеют спиральную резистивную полосу и скребок, который перемещается в осевом направлении при вращении, так что требуется несколько оборотов вала для перемещения скребка от одного конца диапазона потенциометра к другому.Многооборотные потенциометры используются в приложениях, где важна точная настройка.

Линейные потенциометры также содержат резистивную полосу, единственное отличие состоит в направлении движения дворника.

В некоторых линейных потенциометрах используется скользящий механизм для перемещения скребка, а в других — винт для облегчения многооборотного управления:

Следует отметить, что не все линейные потенциометры имеют одинаковое назначение контактов. На некоторых средний штифт — дворник.

Создайте схему, используя потенциометр собственного производства, а не «самодельный», сделанный из грифеля карандаша.

Вы можете использовать любую удобную форму конструкции. Измерьте напряжение батареи при включении потенциометра и запишите это значение напряжения на бумаге.

Измерьте напряжение между дворником и концом потенциометра, подключенным к отрицательной (-) стороне аккумуляторной батареи.

Отрегулируйте механизм потенциометра так, чтобы вольтметр регистрировал ровно 1/3 от общего напряжения.Для 6-вольтовой батареи это будет примерно 2 вольта.

Теперь подключите две батареи последовательно, чтобы обеспечить на потенциометре примерно 12 Вольт.

Измерьте общее напряжение аккумуляторной батареи, а затем измерьте напряжение между теми же двумя точками на потенциометре (стеклоочиститель и отрицательная сторона).

Разделите измеренное выходное напряжение потенциометра на измеренное общее напряжение. Частное должно быть 1/3, такое же отношение деления напряжения, как было установлено ранее:

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Потенциометр и руководство по подключению

Потенциометр — это удобный маленький компонент, которым вы действительно должны знать, как использовать.

Он часто используется в электрических цепях, например, для регулировки громкости музыкального оборудования, регулировки яркости света и многого другого.

Если вы не знакомы с ним, его использование в цепи может показаться сложным. Но как только вы увидите, как это устроено, вы быстро поймете, как это делается. Ознакомьтесь с примерами проводки в конце, чтобы увидеть, как это работает.

Что такое потенциометр?

Это как резистор. Но хотя значение сопротивления резистора остается прежним, вы можете изменить значение сопротивления потенциометра, повернув его вал.

Он имеет три контакта, а схематический символ выглядит следующим образом:

Между двумя боковыми выводами потенциометра проложена полоса из резистивного материала. Например как углерод. Этот материал создает сопротивление.

Мы называем средний штифт дворником . Он связан где-то на полосе между двумя концами.

Вы можете переместить точку, в которой дворник соединяется с угольной полосой, вращая вал потенциометра.

Когда вы перемещаете дворник влево, сопротивление между средним и левым штифтами уменьшается.И сопротивление между средним и правым штифтами увеличивается.

Переместите дворник вправо, и произойдет обратное.

Когда вы покупаете потенциометр, вы должны выбрать значение. Например 100к. Это значение представляет собой сопротивление между двумя концевыми штырями. И это самое большое значение сопротивления, которое вы можете получить от этого.

Проводка потенциометра

Подключение к горшку иногда может сбивать с толку. Меня часто спрашивают:

«Что делает третий вывод потенциометра?»

Ну, пины особо активно ничего не «делают».

Как объяснено выше, два штифта сбоку соединяются с концами углеродной полосы. Средний соединяется где-то между концами этой полосы.

Имейте это в виду и взгляните на следующие три примера подключения потенциометра.

Пример подключения # 1: Переменный резистор

Если вам нужен простой резистор, сопротивление которого можно изменять, вам понадобятся только два контакта: средний контакт и один из боковых контактов.

На изображении выше показана простая схема уменьшения яркости светодиода.Дополнительный резистор нужен для того, чтобы не повредить светодиод, даже если вы измените сопротивление потенциометра на ноль.

Поверните вал потенциометра в одну сторону, и сопротивление возрастет. Поверните его в другую сторону, и сопротивление уменьшится.

Пример подключения № 2: странное подключение

Иногда на принципиальной схеме можно увидеть потенциометр, подключенный следующим образом:

Средний и нижний штырьки соединены. Почему?

И как это влияет на сопротивление?

Этот способ подключения фактически эквивалентен подключению только двух контактов. Подключение третьего вывода к среднему никак не влияет на сопротивление.

Так зачем это делать?

Некоторым так нравится. Некоторые могут поспорить, что с неподключенным контактом что-то не так, поэтому они подключают его вот так. Вы также избежите предупреждений в некоторых программах для проектирования схем.

Пример подключения # 3: ввод объема

В этом примере используются все три контакта потенциометра, чтобы создать простой способ регулировки громкости усилителя.

Подключив его таким образом, вы получите делитель напряжения, уменьшающий напряжение входного сигнала.Чем больше вы поворачиваете вал, тем больше уменьшается громкость.

Эта проводка потенциометра очень распространена в аудиооборудовании.

Вернуться, чтобы прочитать обо всех основных электронных компонентах

различных типов потенциометров и способы их использования в ваших конструкциях

Самым простым компонентом в электронике являются резисторы. Этот скромный компонент можно найти почти везде, от простой светодиодной схемы до сложной схемы SMPS. Мы уже обсудили основы резисторов и то, как их можно использовать в цепи.Другой важной формой резистора, которая широко используется, являются переменные резисторы или потенциометры. В этой статье мы изучим основы потенциометров и переменных резисторов с их применением и значением.

Что такое потенциометр (POT)?

Потенциометр — это переменный резистор с тремя выводами, напряжение которого регулируется вручную с помощью подвижного контакта, чтобы контролировать прохождение электрического тока через него.Каждый переменный резистор будет иметь какое-то механическое или электронное управление для изменения его сопротивления, основанное на изменении этого сопротивления, напряжение на нем и ток через него регулируются в соответствии с законом Ома. Наиболее очевидное применение потенциометра, которое заметило большинство из нас, — это регулировка громкости в радиоприемниках и другом звуковом оборудовании.

Символ потенциометра

Являясь близким родственником резисторов, символ потенциометра также очень похож на резистор.Символ потенциометра приведен на изображении ниже, у него будет резистор и стрелка, указывающая в сторону резистора, стрелка представляет скользящий контакт POT. Два конца резистора обозначены как выводы 1 и 3, а конец стеклоочистителя обозначен как вывод 2.

Как работает потенциометр?

Потенциометр (или) POT — это пассивный электронный компонент, который имеет два концевых вывода с резистивным элементом, а скользящий контакт, называемый дворником, действует как третий вывод.Входное напряжение прикладывается к двум концевым выводам, а выходное — между первым концевым выводом и скользящим контактом. Выходное напряжение будет сниматься с любой из двух входных клемм и скользящего контакта. POT помогает нам использовать переменные напряжения в одном устройстве.

Различные типы потенциометров

Потенциометр или POT изготавливается из различных материалов, таких как углеродный состав, металлокерамика, металлическая пленка и проводящий пластик.Потенциометры делятся на три типа в зависимости от их работы: поворотный потенциометр, линейный потенциометр и цифровой потенциометр. Среди этих трех потенциометров наиболее часто используется поворотный потенциометр.

Потенциометр поворотный

Лучшим примером поворотного потенциометра является регулятор громкости, доступный в вашей стереосистеме и других музыкальных устройствах, где вращающаяся ручка используется для управления подачей на динамик.Поворотный потенциометр может подавать регулируемое напряжение питания на электрические и электронные схемы. И поворотный потенциометр, и линейный потенциометр работают одинаково, но с той лишь разницей, что поворотный потенциометр преобразует вращательное движение в переменное сопротивление

Поворотный POT состоит из двух клеммных контактов (штырь 1 и 3) с равномерным сопротивлением, он расположен в форме полукруга, а средний контакт (штырь 2) соединен с сопротивлением через скользящий контакт, называемый стеклоочистителем, который крепится с помощью вращающейся ручки. Ручка вращается для перемещения скользящего контакта через сопротивление, которое, в свою очередь, изменяет сопротивление POT. Вывод берется между одним из выводов полукруга и выводом, прикрепленным к скользящему контакту.

Существует множество типов поворотных потенциометров . Популярные потенциометры можно разделить на однооборотный горшок, многооборотный горшок, двухканальный горшок, концентрический горшок и сервопривод. Каждый тип поворотного горшка имеет свое собственное назначение и применение.

POT однооборотный

Однооборотный горшок можно повернуть только в одно положение, примерно на 270 градусов или ¾ полного оборота. Однооборотный горшок в основном используется в приложениях, где один поворот может обеспечить достаточное разрешение управления.

Многооборотный горшок

Многооборотные горшки разработаны со скребком, который приводится в движение по спирали или винтовой форме, или с помощью червячной передачи. Обычно эти горшки имеют кратных оборотов, например, 5,10 или 20 для повышения точности.Эти потенциометры в основном используются в таких приложениях, как потенциометры на печатной плате, которые требуют высокой точности и разрешения. Самый популярный производитель многооборотных потенциометров — Bourns. Ниже показан многовитковый потенциометр Бурнса и его символ.

Горшок двойной

Двойные потенциометры разработаны путем размещения двух потенциометров вместе на одном валу. , однооборотные потенциометры с одинаковым сопротивлением и конусом наиболее предпочтительны для комбинации.Хотя мы можем добавить более двух горшков в группы, это не очень распространено. Используется для регулировки громкости стереозвука и других приложений, где необходимо одновременно настраивать 2 канала.

Горшок концентрический

Само название раскрывает принцип его действия, он имеет два потенциометра, которые можно регулировать индивидуально с помощью концентрических валов. Это позволяет пользователю иметь два элемента управления на одном и том же блоке для изменения двух различных сопротивлений.Эти горшки в основном используются в автомобильных радиоприемниках, где регулятор громкости и тембр совмещены.

Сервопривод

Сервопривод

имеет серводвигатель, прикрепленный к горшку, стеклоочиститель может управляться автоматически с помощью двигателя. Этот тип горшка используется в приложении, которое требует как ручной, так и автоматической регулировки , в основном в аудиооборудовании, где с помощью пульта дистанционного управления можно повернуть ручку регулировки громкости.

Пресеты и триммеры

Подстроечные резисторы

или подстроечные резисторы — это поворотный потенциометр особого типа, который можно зафиксировать один раз в цепи и использовать для периодических корректировок схемы.Поворотный очиститель на POT можно отрегулировать с помощью небольшой отвертки или аналогичного пластикового инструмента. Это обычные материалы, используемые, поскольку резистивная дорожка состоит из угля или цемента. Они доступны как в виде открытого каркаса, так и в закрытом квадратном корпусе, как показано ниже.

Поскольку они дешевы, малы по размеру и просты в использовании, они в основном используются в некритичных схемных приложениях, требующих регулировки, настройки и калибровки.Подстроечные головки доступны как однооборотные, так и многооборотные, их общий срок службы составляет от до циклов. Когда подстроечный резистор используется в качестве переменного резистора в цепи, он называется предустановленным потенциометром .

Линейный потенциометр

Линейный потенциометр

выполняет ту же функцию, что и поворотный потенциометр, но вместо полукруглого сопротивления здесь будет линейный резистор со скользящим контактом .Два конца линейного резистора подключены к источнику или входному напряжению, выход берется между скользящим контактом и любым концом линейного резистора. Линейные потенциометры обычно используются для измерения напряжения на ветви цепи, для измерения внутреннего сопротивления элемента батареи, а также для сравнения элемента батареи со стандартным элементом.

Как и поворотные горшки, линейные горшки также доступны в различных типах для различных применений. различных типов линейных регуляторов включают слайд-регулятор, сдвоенный слайд-регулятор, многооборотный слайдер и моторизованный фейдер.

Сдвижной горшок

Ползунковый потенциометр — это одинарный линейный ползунковый потенциометр, который также называется фейдером . Фейдер изготовлен из проводящего пластика. Они в основном используются для аудиоприложений и одноканального управления или измерения расстояния.

Горшок с двумя выдвижными элементами

Двойной ползунок состоит из одного ползунка, который может использоваться для параллельного управления двумя потенциометрами. Они часто используются для управления стерео в профессиональном аудио и других приложениях, где управляются двойные параллельные каналы.

Многооборотный суппорт

Многооборотный суппорт имеет шпиндель, который активирует грязесъемник линейного потенциометра. Этот горшок имеет несколько оборотов для повышения точности. Они часто используются в таких приложениях, как подстроечные резисторы на печатной плате, которые требуют высокой точности и разрешения.

Моторизованный фейдер

Это тип фейдера, которым может автоматически управлять серводвигатель.Эти фейдеры используются в приложениях, требующих ручной и автоматической настройки. Чаще всего используется в студийных аудиомикшерах, где сервофейдер используется для автоматического перехода к сохраненной конфигурации.

Цифровые потенциометры

Поворотный и линейный потенциометры являются механическими потенциометрами, у них есть несколько недостатков, например вариации точности . Цифровые потенциометры или Digi POT могут обеспечить наиболее точные измерения среди различных типов потенциометров.Размер, дрейф сопротивления, загрязнение стеклоочистителя, влажность, механический износ, чувствительность к вибрации и т. Д. — вот некоторые из других недостатков механических потенциометров.

Цифровые потенциометры не подвержены влиянию каких-либо факторов окружающей среды, таких как вибрация, влажность, удары и загрязнение стеклоочистителей, и преодолевают все недостатки механических потенциометров. Они обеспечивают такие преимущества, как высокая надежность, повышенная точность, незначительный дрейф сопротивления, очень низкое рассеивание мощности и т. Д. M62429 Digipot от Renesas и MCP41010 от Microchip — это лишь некоторые из популярных микросхем цифровых потенциометров.

Стандартные значения потенциометров

Потенциометр является переменным, и мы можем фиксировать разные значения сопротивления в одном и том же потенциометре, но для уменьшения сложности и размера схемы нам предлагается другой вариант значения сопротивления. Большинство потенциометров будут иметь значения сопротивления, кратные 10, 20, 22, 25, 47 и 50.Хотя у нас есть много вариантов, наиболее часто используемые потенциометры оцениваются как 10k Ω, за которыми следуют 1k Ω , 5k Ω, и 100k Ω .

Коды маркировки

Значение потенциометра обычно указывается на верхней части устройства как точное значение, например 100 кОм для потенциометра 100 кОм. Иногда они представлены в виде трехзначного кода, первые две цифры кода представляют значение POT, а последняя цифра представляет множитель.

Например, рассмотрите трехзначный код на горшке как 103, как сказано, мы можем расширить код как 10 Ом x 10 3 = 10 кОм. Это означает, что потенциометр со значением 10 кОм будет иметь маркировку «103». как показано выше.

Определение, типы и принцип работы

Что такое потенциометр?

Как работает потенциометр?

Потенциометр — это пассивный электронный компонент. Потенциометры работают, изменяя положение скользящего контакта с равномерным сопротивлением.В потенциометре все входное напряжение прикладывается по всей длине резистора, а выходное напряжение — это падение напряжения между фиксированным и скользящим контактами, как показано ниже.

Потенциометр имеет две клеммы источника входного сигнала, прикрепленные к концу резистора. Для регулировки выходного напряжения скользящий контакт перемещается вдоль резистора на выходной стороне.

Это отличается от реостата, где здесь один конец закреплен, а скользящая клемма подключена к цепи, как показано ниже.

Это очень простой прибор, используемый для сравнения ЭДС двух ячеек и для калибровки амперметра, вольтметра и ваттметра. Основной принцип работы потенциометра довольно прост. Предположим, мы подключили две батареи параллельно через гальванометр. Отрицательные клеммы аккумуляторной батареи соединяются вместе, а положительные клеммы аккумуляторной батареи также соединяются вместе с помощью гальванометра, как показано на рисунке ниже.

Здесь, если электрический потенциал обоих элементов батареи точно такой же, в цепи нет циркулирующего тока и, следовательно, гальванометр показывает нулевое отклонение.Принцип работы потенциометра зависит от этого явления.

Теперь давайте подумаем о другой схеме, в которой батарея подключена к резистору через переключатель и реостат, как показано на рисунке ниже.

Резистор имеет одинаковое электрическое сопротивление на единицу длины по всей своей длине.
Следовательно, падение напряжения на единицу длины резистора одинаково по всей его длине. Допустим, регулируя реостат, мы получаем падение напряжения v вольт, возникающее на единицу длины резистора.

Теперь положительный вывод стандартного элемента подключен к точке А на резисторе, а отрицательный вывод того же элемента подключен к гальванометру. Другой конец гальванометра контактирует с резистором через скользящий контакт, как показано на рисунке выше. Регулируя этот скользящий конец, можно найти точку, подобную B, в которой нет тока через гальванометр, следовательно, гальванометр не отклоняется.

Это означает, что ЭДС стандартной ячейки просто уравновешивается напряжением, возникающим в резисторе между точками A и B.Теперь, если расстояние между точками A и B равно L, то мы можем записать ЭДС стандартной ячейки E = Lv вольт.

Вот как потенциометр измеряет напряжение между двумя точками (здесь между A и B), не снимая никаких составляющих тока из схемы. Это особенность потенциометра, он может наиболее точно измерять напряжение.

Типы потенциометров

Существует два основных типа потенциометров:

  • Поворотный потенциометр
  • Линейный потенциометр

Хотя основные конструктивные особенности этих потенциометров различаются, принцип работы обоих этих типов потенциометров одинаков.

Обратите внимание, что это типы потенциометров постоянного тока — типы потенциометров переменного тока немного отличаются.

Поворотные потенциометры

Поворотные потенциометры используются в основном для получения регулируемого напряжения питания в части электронных схем и электрических цепей. Регулятор громкости радиотранзистора — это популярный пример поворотного потенциометра, в котором поворотная ручка потенциометра управляет подачей на усилитель.

Потенциометр этого типа имеет два клеммных контакта, между которыми в форме полукруга размещено равномерное сопротивление.Устройство также имеет средний вывод, который подключен к сопротивлению через скользящий контакт, прикрепленный к поворотной ручке. Вращая ручку, можно перемещать скользящий контакт на полукруглом сопротивлении. Напряжение снимается между резистивным торцевым контактом и скользящим контактом. Потенциометр также сокращенно называют POT. POT также используется в зарядных устройствах подстанций для регулировки зарядного напряжения батареи. Есть еще много применений потенциометра поворотного типа, где требуется плавный контроль напряжения.

Линейные потенциометры

Линейный потенциометр в основном такой же, но с той лишь разницей, что здесь вместо вращательного движения скользящий контакт перемещается по резистору линейно. Здесь два конца прямого резистора подключены к источнику напряжения. Скользящий контакт может скользить по резистору через дорожку, прикрепленную вместе с резистором. Клемма, подключенная к ползуну, подключена к одному концу выходной цепи, а одна из клемм резистора подключена к другому концу выходной цепи.

Этот тип потенциометра в основном используется для измерения напряжения в ветви цепи, для измерения внутреннего сопротивления элемента батареи, для сравнения элемента батареи со стандартным элементом, и в нашей повседневной жизни он обычно используется в эквалайзер систем микширования музыки и звука.

Цифровые потенциометры

Цифровые потенциометры — это трехконтактные устройства, две фиксированные концевые клеммы и одна клемма стеклоочистителя, которая используется для изменения выходного напряжения.

Цифровые потенциометры используются в различных областях, включая калибровку системы, регулировку напряжения смещения, настройку фильтров, управление яркостью экрана и управление громкостью звука.

Однако механические потенциометры страдают некоторыми серьезными недостатками, которые делают их непригодными для приложений, где требуется точность. Размер, загрязнение стеклоочистителя, механический износ, дрейф сопротивления, чувствительность к вибрации, влажности и т. Д. — вот некоторые из основных недостатков механического потенциометра. Следовательно, для преодоления этих недостатков в приложениях чаще используются цифровые потенциометры, поскольку они обеспечивают более высокую точность.

Цепь цифрового потенциометра

Цепь цифрового потенциометра состоит из двух частей: первая — резистивный элемент с электронными переключателями, а вторая — цепь управления стеклоочистителем.На рисунке ниже показаны обе части соответственно.

Первая часть представляет собой массив резисторов, и каждый узел подключен к общей точке W, за исключением конечных точек A и B, через двусторонний электронный переключатель. Клемма W является клеммой стеклоочистителя. Каждый из переключателей спроектирован с использованием технологии CMOS, и только один из переключателей находится во включенном состоянии в любой момент времени работы потенциометра.

Переключатель, который находится в положении ON, определяет сопротивление потенциометра, а количество переключателей определяет разрешение устройства.Теперь, какой переключатель нужно включить, контролируется схемой управления. Схема управления состоит из регистра RDAC, который может быть записан в цифровом виде с использованием такого интерфейса, как SPI, I 2 C, вверх / вниз, или может управляться вручную с помощью кнопок или цифрового кодировщика. На приведенной выше диаграмме показана схема цифрового потенциометра с кнопочным управлением. Одна кнопка предназначена для «ВВЕРХ» или увеличения сопротивления, а другая — для «ВНИЗ», то есть уменьшения сопротивления.

Обычно стеклоочиститель находится в среднем положении, когда цифровой потенциометр выключен.После включения питания, в зависимости от наших требований, мы можем увеличить или уменьшить сопротивление с помощью подходящей кнопки. Кроме того, усовершенствованные цифровые потенциометры также имеют встроенную память, которая может сохранять последнее положение дворника. Теперь эта память может быть как энергозависимой, так и постоянной, в зависимости от приложения.

Например, в случае регулировки громкости устройства, мы ожидаем, что устройство запомнит последний использованный нами параметр громкости даже после того, как мы снова его включим.Следовательно, здесь подходит постоянный тип памяти, такой как EEPROM. С другой стороны, для систем, которые постоянно калибруют выход и нет необходимости восстанавливать предыдущее значение, используется энергозависимая память.

Преимущества цифровых потенциометров

Преимущества цифровых потенциометров:

  • Повышенная надежность
  • Повышенная точность
  • Небольшой размер, несколько потенциометров могут быть размещены на одной микросхеме
  • Незначительный дрейф сопротивления
  • Не зависит от условий окружающей среды, таких как вибрация, влажность, удары и загрязнение стеклоочистителя
  • Отсутствие движущихся частей
  • Допуск до ± 1%
  • Очень низкое рассеивание мощности, до десятков милливатт

Недостатки цифровых потенциометров

Недостатки цифровых потенциометров:

  • Не подходит для работы в условиях высоких температур и высоких энергий.
  • Из-за паразитной емкости электронных переключателей учитывается ширина полосы пропускания, которая проявляется в цифровых потенциометрах . Это максимальная частота сигнала, которая может пересекать резистивные выводы с ослаблением менее 3 дБ в стеклоочистителе. Уравнение передачи аналогично уравнению фильтра нижних частот.
  • Нелинейность сопротивления стеклоочистителя вносит гармонические искажения в выходной сигнал. Общее гармоническое искажение, или THD, количественно определяет степень ухудшения сигнала после прохождения через сопротивление.

Применение потенциометра

Существует множество различных применений потенциометра. Три основных применения потенциометра:

  1. Сравнение ЭДС аккумуляторного элемента со стандартным элементом
  2. Измерение внутреннего сопротивления аккумуляторного элемента
  3. Измерение напряжения на ветви цепи

Сравнение ЭДС Элементы батареи

Одно из основных применений потенциометра — сравнение ЭДС одной ячейки батареи со стандартной ячейкой батареи. Возьмем ячейку, ЭДС которой нужно сравнить со стандартной ячейкой. Положительный вывод ячейки и аналог стандартной ячейки соединены вместе с фиксированным концом резистора потенциометра. Отрицательная клемма обеих ячеек соединена с гальванометром поочередно через двухпозиционный переключатель. Другой конец гальванометра подключен к скользящему контакту на резисторе. Теперь, регулируя скользящий контакт на резисторе, обнаруживается, что нулевое отклонение гальванометра наступает для первой ячейки на длине L на шкале.После установки двухпозиционного переключателя на вторую ячейку и последующей регулировки скользящего контакта было обнаружено, что нулевое отклонение гальванометра происходит для этой ячейки на длине L 1 по шкале. Первая ячейка является стандартной ячейкой, а ее ЭДС — E. Вторая ячейка — это неизвестная ячейка с ЭДС E 1 . Теперь, согласно приведенному выше объяснению, мы можем написать

Поскольку ЭДС стандартной ячейки известна, следовательно, ЭДС неизвестной ячейки может быть легко определена.

Измерение внутреннего сопротивления элемента батареи

В этом процессе одна батарея подключается к резистору потенциометра через гальванометр, как показано на рисунке ниже.Одно сопротивление известного значения (R) подключается к батарее через переключатель. Во-первых, мы держим переключатель разомкнутым и регулируем скользящий контакт резистора потенциометра, чтобы ток гальванометра стал нулевым. Как только гальванометр показывает нулевое отклонение от нулевой точки, мы принимаем положение наконечника скользящего контакта на шкале резистора. Скажем, это L 1 .

Теперь включаем. В этом состоянии циркулирующий ток начинает течь через аккумуляторную батарею, а также через сопротивление (R).В результате в самой батарее происходит падение напряжения из-за ее внутреннего сопротивления. Итак, теперь напряжение на элементе батареи будет немного меньше, чем его напряжение холостого хода или ЭДС элемента. Теперь мы снова настраиваем скользящий контакт на транзисторе, чтобы сделать ток гальванометра равным нулю, и как только он становится равным нулю, то есть нулевое отклонение отображается на гальванометре, мы принимаем положение наконечника скользящего контакта на шкале резистора и говорим, что это L 2 .

Внутреннее сопротивление элемента батареи может быть определено с помощью приведенной ниже формулы.

Где r — внутреннее сопротивление элемента батареи.

Измерение напряжения потенциометром

Принцип измерения напряжения на ветви цепи с помощью потенциометра также прост. Здесь сначала мы должны настроить реостат, чтобы отрегулировать ток через резистор, чтобы он вызывал определенное падение напряжения на единицу длины резистора. Теперь нам нужно подключить один конец ответвления к началу резистора, а другой конец подключить к скользящему контакту резистора через гальванометр.Теперь нам нужно сдвинуть скользящий контакт на резисторе, пока гальванометр не покажет нулевое отклонение. Когда гальванометр приходит в свое нулевое состояние, мы должны снять показание положения скользящего контакта на шкале резистора и, соответственно, мы можем узнать напряжение на ветви цепи, поскольку мы уже отрегулировали напряжение на единицу длины. резистора.

Реостат против потенциометра

Потенциометр дает переменное напряжение. Реостат дает переменное сопротивление.Потенциометр представляет собой трехполюсное устройство, а реостат — двухполюсное устройство. По конструкции оба устройства похожи друг на друга, но принцип их действия совершенно разный. В потенциометре к цепи истока подключены два концевых вывода равномерного сопротивления. В реостате только одна клемма однородного сопротивления подключена к цепи, а другой конец сопротивления остается открытым. И в потенциометре, и в реостате есть скользящий контакт на сопротивлении.

В потенциометре выходное напряжение снимается между фиксированным и скользящим контактами. В реостате переменное сопротивление достигается между фиксированным и скользящим выводом. Сопротивление потенциометра подключается к цепи. Сопротивление реостата включено последовательно с цепью. Реостат обычно используется для управления током, регулируя сопротивление с помощью скользящего контакта. В потенциометре напряжение регулируется регулировкой скользящего контакта на сопротивлении.

tat, переменное сопротивление достигается между фиксированной и подвижной клеммой. Сопротивление потенциометра подключается к цепи. Сопротивление реостата включено последовательно с цепью. Реостат обычно используется для управления током, регулируя сопротивление с помощью скользящего контакта. В потенциометре напряжение регулируется регулировкой скользящего контакта на сопротивлении.

Ячейка привода потенциометра

Потенциометр измеряет напряжение, сравнивая измеренное напряжение с напряжением на сопротивлении потенциометра.Таким образом, для работы потенциометра должно быть напряжение источника, подключенного к цепи потенциометра. Эта ячейка, обеспечивающая это напряжение источника для управления потенциометром, называется ячейкой драйвера. Ячейка драйвера подает ток через сопротивление потенциометра. Произведение этого тока и сопротивления потенциометра обеспечивает полное напряжение прибора. Регулируя это напряжение, можно изменить чувствительность потенциометра. Обычно это делается путем регулировки тока через сопротивление.Ток, протекающий через сопротивление, регулируется реостатом, включенным последовательно с ячейкой драйвера. Следует помнить, что напряжение ячейки драйвера должно быть больше измеряемого напряжения.

Чувствительность потенциометра

Чувствительность потенциометра означает, что небольшая разница напряжений может быть измерена с помощью потенциометра. При том же напряжении драйвера, если мы увеличиваем длину сопротивления потенциометра, длина сопротивления на единицу напряжения увеличивается.Следовательно, чувствительность потенциометра увеличивается. Таким образом, мы можем сказать, что чувствительность потенциометра прямо пропорциональна длине сопротивления. Опять же, если мы уменьшим напряжение драйвера для фиксированной длины сопротивления потенциометра, тогда также будет уменьшено напряжение на единицу длины сопротивления. Следовательно, снова повышается чувствительность потенциометра. Таким образом, чувствительность потенциометра обратно пропорциональна напряжению драйвера.

Основные схемы электрогитары 2: потенциометры и тональные конденсаторы

Часть 2: потенциометры и тональные конденсаторы

Что такое потенциометр?

Потенциометры, или для краткости «горшки», используются для регулировки громкости и тембра электрогитар.Они позволяют изменять электрическое сопротивление в цепи поворотом ручки.

Чертеж физических потенциометров с изображением клемм 1, 2 и 3
Схема потенциометра, изображающая клеммы 1, 2 и 3

Полезно знать фундаментальную взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением, известную как закон Ома, для понимания того, как работают электрические цепи гитары. Гитарные звукосниматели обеспечивают источник напряжения и тока, а потенциометры обеспечивают сопротивление.Из закона Ома мы можем видеть, как увеличение сопротивления уменьшает ток через цепь, а уменьшение сопротивления увеличивает ток. Если два пути цепи обеспечиваются от общего источника напряжения, больше тока будет проходить через путь наименьшего сопротивления.

Закон Ома

$$ V = I \ times R $$

, где ~ V ~ = напряжение, ~ I ~ = ток и ~ R ~ = сопротивление

В = ИК-диаграмма
Базовая схема электрогитары
Альтернативные названия функциональных клемм
Клемма 1 «Холодная»
Клемма 2 «Стеклоочиститель»
Клемма 3 «Горячая»
Визуальное представление того, как работает потенциометр

На основе поворота на 300 градусов

Мы можем визуализировать работу потенциометра из рисунка выше.Представьте себе резистивную дорожку, подключенную от клеммы 1 к 3 потенциометра. Клемма 2 подключена к дворнику, который перемещается по резистивной дорожке, когда вал потенциометра поворачивается от 0 ° до 300 °. Это изменяет сопротивление между клеммами 1 и 2 и 2 до 3 одновременно, в то время как сопротивление между клеммами 1 и 3 остается неизменным. По мере увеличения сопротивления от вывода 1 до 2 сопротивление от вывода 2 до 3 уменьшается, и наоборот.

Регулировка тона: переменные резисторы и тональные конденсаторы

Тональные потенциометры подключаются только с помощью клемм 1 и 2 для использования в качестве переменного резистора, сопротивление которого увеличивается при вращении вала по часовой стрелке.Тоновый потенциометр работает вместе с тональным конденсатором («колпачком»), чтобы служить регулируемым высокочастотным стоком для сигнала, производимого звукоснимателями.

Тональный контур

Сопротивление потенциометра одинаково для всех частот сигнала; однако конденсатор имеет сопротивление переменного тока, которое изменяется в зависимости как от частоты сигнала, так и от значения емкости, как показано в приведенном ниже уравнении.

$$ \ text {Импеданс конденсатора} = Z _ {\ text {конденсатор}} = \ frac {1} {2 \ pi f C} $$

, где ~ f ~ = частота и ~ C ~ = емкость

Импеданс конденсатора уменьшается при увеличении емкости или частоты. Высокие частоты видят меньшее сопротивление от того же конденсатора, чем низкие частоты. В приведенной ниже таблице показаны расчеты импеданса для трех наиболее распространенных значений градации звука при низкой частоте (100 Гц) и высокой частоте (5 кГц)

5 кГц

кГц

~ C ~ (емкость) ƒ (частота) ~ Z ~ (импеданс)
0,022 мкФ 100 Гц 72,3 кОм 1,45 кОм
.047 мкФ 100 Гц 33,9 кОм
0,047 мкФ 5 кГц 677 Ом
.10 мкФ 100 Гц 15,9 кОм

15,9 кОм

318 Ом

Когда потенциометр настроен на максимальное сопротивление (например, 250 кОм), все частоты (низкие и высокие) имеют относительно высокий путь сопротивления к земле. По мере того, как мы уменьшаем сопротивление потенциометра до 0 Ом, сопротивление конденсатора оказывает большее влияние, и мы постепенно теряем больше высоких частот на землю через тональную цепь.Если мы используем конденсатор более высокого номинала, мы теряем больше высоких частот и получаем более темный и жирный звук, чем при использовании более низкого значения.

Регулятор громкости: Делители переменного напряжения

Объемные потенциометры подключаются с помощью всех трех клемм таким образом, чтобы обеспечить переменный делитель напряжения для сигнала от датчиков. Напряжение, создаваемое звукоснимателями (входное напряжение), подается между клеммами 1 и 3 регулятора громкости, а выходное гнездо гитары (выходное напряжение) подключается между клеммами 1 и 2.

Уравнение делителя напряжения:

$$ V _ {\ text {out}} = V _ {\ text {in}} \ times \ frac {R_2} {R_1 + R_2} $$

Из уравнения делителя напряжения мы видим, что если ~ R_1 = 0 \ text {Ω} ~ и ~ R_2 = 250 \ text {kΩ} ~, тогда выходное напряжение будет равно входному напряжению (полная громкость).

$$ V _ {\ text {out}} = V _ {\ text {in}} \ times \ frac {250 \ text {kΩ}} {0 + 250 \ text {kΩ}} = V _ {\ text {in}} \ times \ frac {250 \ text {kΩ}} {250 \ text {kΩ}} $$$$ V _ {\ text {out}} = V _ {\ text {in}} $$

Если ~ R_1 = 250 \ text {kΩ} ~ и ~ R_2 = 0 \ text {Ω} ~, тогда выходное напряжение будет нулевым (без звука).

$$ V _ {\ text {out}} = V _ {\ text {in}} \ times \ frac {0} {250 \ text {kΩ} + 0} = V _ {\ text {in}} \ times \ frac { 0} {250 \ text {kΩ}} $$$$ V _ {\ text {out}} = 0 $$

Схема двухрезисторного делителя напряжения

Пример:

$$ V _ {\ text {in}} = 60 \ text {mV} \ text {,} R_1 = 125 \ text {kΩ} \ text {,} R_2 = 125 \ text {kΩ} $$$$ V _ {\ text {out}} = V _ {\ text {in}} \ times \ frac {R_1} {(R_1 + R_2)} $$$$ V _ {\ text {out}} = 60 \ text {mV} \ times \ frac {125 \ text {kΩ}} {(125 \ text {kΩ} + 125 \ text {kΩ})} $$$$ V _ {\ text {out}} = 60 \ text {mV} \ times \ frac { 1} {2} $$$$ V _ {\ text {out}} = 30 \ text {mV} $$

Конус потенциометра

Конус потенциометра показывает, как отношение выходного напряжения к входному будет изменяться в зависимости от вращения вала. Две приведенные ниже кривые конуса являются примерами двух наиболее распространенных конусов гитарных горшков, которые можно увидеть в паспорте производителя. Под вращательным ходом подразумевается поворот вала потенциометра по часовой стрелке от 0 ° до 300 °, как на предыдущем рисунке.

Как узнать, когда использовать звуковой или линейный потенциометр?

Тип потенциометра, который вы должны использовать, будет зависеть от типа контура, для которого вы проектируете. Обычно для аудиосхем используется потенциометр звуковой конусности.Это связано с тем, что потенциометр звукового конуса работает по логарифмической шкале, которая является шкалой, в которой человеческое ухо воспринимает звук. Даже несмотря на то, что диаграмма конусности, кажется, имеет внезапное увеличение громкости по мере увеличения вращения, на самом деле восприятие увеличения звука будет происходить постепенно. Линейная шкала на самом деле (как ни странно) будет иметь более значительный эффект внезапного увеличения объема из-за того, как человеческое ухо воспринимает шкалу. Однако линейные потенциометры часто используются для других функций в аудиосхемах, которые не влияют напрямую на аудиовыход.В конце концов, оба типа потенциометров дадут вам один и тот же диапазон выходного сигнала (от 0 до полного), но скорость, с которой этот диапазон изменяется, варьируется между ними.

Как узнать, какое значение потенциометра использовать?

Фактическое значение потенциометра не влияет на соотношение входного и выходного напряжения, но влияет на пиковую частоту датчика. Если вы хотите, чтобы звук от звукоснимателей был ярче, используйте горшок с большим общим сопротивлением. Если вы хотите более темный звук, используйте меньшее общее сопротивление.Как правило, потенциометры 250 кОм используются с звукоснимателями с одной катушкой, а потенциометры на 500 кОм используются с звукоснимателями хамбакеров.

Горшки специализированные

Потенциометры

используются во всех типах электронных продуктов, поэтому рекомендуется искать потенциометры, специально разработанные для использования в электрогитарах. Если вы делаете много увеличений громкости, вам нужно убедиться, что крутящий момент вала вам нравится, и большинство горшков, разработанных специально для гитары, будут это учитывать.Когда вы начнете искать специальные горшки для гитары, вы также найдете специальные горшки, такие как двухтактные горшки, горшки без нагрузки и горшки для смешивания, которые отлично подходят для творчества и настройки вашей гитары, если вы поймете, как работают основные схемы электрогитары.

Курт Прейндж (BSEE), инженер по продажам антикварной электроники, базируется в Темпе, штат Аризона. Курт начал играть на гитаре в возрасте девяти лет в Каламазу, штат Мичиган. Он мастер по изготовлению гитар и дизайнер ламповых усилителей, которому нравится помогать другим музыкантам в бесконечном поиске звука.

Обратите внимание, что информация, представленная в этой статье, предназначена только для справочных целей. Amplified Parts не делает никаких заявлений, обещаний или гарантий относительно точности, полноты или адекватности содержания этой статьи и прямо отказывается от ответственности за ошибки или упущения со стороны автора. В отношении содержания данной статьи не дается никаких гарантий, подразумеваемых, выраженных или установленных законом, включая, помимо прочего, гарантии ненарушения прав третьих лиц, права собственности, товарной пригодности или пригодности для определенной цели. или его ссылки на другие ресурсы.

Практические резисторы: потенциометры | Книга Ultimate Electronics

Ultimate Electronics: практическое проектирование и анализ схем


Регулируемое сопротивление за счет механического скольжения контакта по резистивной полосе материала.

Читать 6 мин

Потенциометр (иногда называемый просто «горшок») — это резистор с механической регулировкой.

Как правило, резистивная полоса материала открыта с выводами на обоих концах.Затем стеклоочиститель механически перемещается, чтобы войти в контакт где-нибудь вдоль этой полосы с одним контактом на подвижном дворнике. В целом потенциометр имеет три контакта, а схематический символ представляет идею движения стеклоочистителя через резистор:

Как и резистор, потенциометр определяется с указанным сопротивлением и номинальной мощностью.

Существует множество вариантов потенциометров:

Иногда движение стеклоочистителя осуществляется вращательным движением, как ручка, а иногда линейным движением, как ползунок.

Иногда движение стеклоочистителя в основном линейно с сопротивлением. В других случаях полоса предназначена для получения определенного профиля положения в зависимости от сопротивления (например, в логарифмической шкале).

Иногда потенциометр спрятан в месте, недоступном для конечного пользователя электронного устройства. В этом случае он может быть отрегулирован производственным и испытательным персоналом, и его иногда называют «триммером». В других случаях потенциометр настраивается пользователем.

Иногда имеется несколько механически связанных потенциометров, когда одна ручка управляет двумя (или более) независимыми потенциометрами. Например, для левого и правого каналов аудиосигнала могут быть два независимых электрических потенциометра, подключенных к одной механической ручке.


Потенциометр можно использовать как двухполюсник. В данном случае это просто регулируемый резистор .

Мы можем выбрать клемму стеклоочистителя и любую из внешних клемм.Любой из них подходит, поэтому мы можем выбрать лучший, исходя из желаемой механической схемы.

Оставшийся терминал останется открытым. Поскольку ток не может течь, весь резистивный материал за пределами диапазона двух выбранных клемм не действует.

Например, мы можем использовать потенциометр, чтобы сделать регулируемый фильтр нижних частот:

Exercise Щелкните, чтобы открыть и смоделировать эту схему. Как изменяется выход, когда мы виртуально поворачиваем ручку потенциометра?

В приведенном выше моделировании мы используем R1.K в качестве параметра развертки, сообщая симулятору повторно запустить моделирование для каждого из k = 0,05, k = 0,5, k = 0,95.
.

На графике переходной характеристики мы можем видеть, что, когда регулируемое сопротивление больше (k = 0,05
в этом примере) прямоугольная волна 1 кГц резко уменьшается по амплитуде на выходе фильтра нижних частот. Но если повернуть потенциометр на другой его конец (k = 0,95
в этом примере) прямоугольная волна проходит почти без помех. В этом диапазоне параметров мы изменяем эффективное сопротивление в:

раз.

RmaxRmin = kmaxkmin = 0.950,05 = 19

, который пропорционально изменяет постоянную времени RC фильтра нижних частот с тем же коэффициентом 19.

Мы повторяем ту же развертку параметра для графика Боде в частотной области и обнаруживаем, что частота среза нижних частот действительно существенно изменяется, настраивая потенциометр.

В реальном мире это означает, что мы можем создавать фильтры, которые настраиваются пользователем (или регулируются во время производства, если потенциометр скрыт).


Потенциометр можно также использовать как трехконтактный прибор.

В этом случае стеклоочиститель фактически образует делитель напряжения, разделяя общее сопротивление R
на две части, кр
и (1 − k) R
если k
это положение дворника от 0 до 1.

Если ток, потребляемый от клеммы стеклоочистителя, остается небольшим, и оба конца резистивного материала находятся под известным напряжением, то общий эффект заключается в том, что поворот ручки потенциометра выбирает напряжение между двумя крайними значениями.

Exercise Щелкните, чтобы открыть и смоделировать эту схему.Как изменяется выходное напряжение, когда мы виртуально поворачиваем ручку потенциометра?

Выходное напряжение изменяется линейно от 0
Вин
когда мы перемещаем потенциометр от одного конца до другого (от k = 0 до k = 1
). Полный ток остается постоянным, потому что общее сопротивление постоянно.

См. Раздел «Делители напряжения» для более подробного описания этой схемы.


В двух- и трехконтактном примерах, приведенных выше, потенциометр был единственным резистором, поэтому его способность настраиваться во всем диапазоне от 0 до полного сопротивления дала нам широкий диапазон выходных сигналов.

Однако во многих случаях мы хотим, чтобы пользователь мог регулировать сопротивление только в более узком диапазоне.

Например, предположим, что мы хотим изменить трехконтактный делитель напряжения, указанный выше, чтобы дать нам отклонение только от 4 В до 5 В. Мы можем добиться этого, добавив два дополнительных фиксированных резистора , по одному на каждый конец потенциометр:

Exercise Щелкните, чтобы открыть и смоделировать эту схему. Как диапазон выходного напряжения соотносится с приведенной выше схемой (без R2 и R3)?

Поскольку последовательно соединенные резисторы просто складывают свои сопротивления, эти дополнительные сопротивления образуют цепь делителя напряжения, которая фактически имеет вывод (на дворнике) между двумя сопротивлениями:

  • Верхнее сопротивление содержит как фиксированный R3, так и верхнюю часть потенциометра R1.
  • Нижнее сопротивление содержит как фиксированный R2, так и нижнюю часть потенциометра R1.

Руппер = R3 + (1 − k) R1 Rlower = R2 + kR1

Выбрав подходящие значения для R2 и R3, мы можем превратить тот же потенциометр в схему, которая упрощает точную настройку, потому что регулировка Δk
в ручке потенциометра теперь вызывает гораздо меньшую регулировку ΔVout
, что упрощает более точную настройку.

Такое расположение «фиксированный плюс регулируемый» очень часто встречается, когда вы видите потенциометр, как в двух-, так и в трехконтактном исполнении.


Потенциометры — это механические устройства, работа которых основана на хорошем контакте подвижного скребка с резистивным материалом.

В результате изнашиваются потенциометры. Они могут пострадать от коррозии или даже просто потери давления пружины с течением времени. Они также особенно шумны, когда их перемещают.

По этим причинам потенциометры встречаются реже, чем были раньше. При регулировке триммера и других производственных ситуациях их заменяют цифровыми регулировками, где это возможно.А в сценариях, ориентированных на пользователя, таких как ручки или джойстики, оптические или магнитные решения становятся недорогими и достаточно надежными, чтобы их заменить.

Потенциометры

также нагреваются из-за резистивного нагрева и зависят от температурных коэффициентов и максимальной номинальной мощности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *