Назначение и схема включения потенциометра

Назначение и схема включения потенциометра

Итак, потенциометр это классический переменный резистр с тремя контактами, где между двумя крайними из них располагается фиксированное сопротивление, а между любым из крайних и средним контактом — переменное сопротивление. Потенциометр, в принципе, можно считать и классическим делителем напряжения, где его R в Омах образуются между крайними и средним выводом. Синоним потенциометра (на английском языке potentiometer) является реостат (на английском rheostat), хотя между ними и есть совсем незначительные отличия.

Принцип работы этого компонента электроники почти такой же как и делителя напряжения на резисторах. Так как резистивный элемент можно представить в виде двух последовательно соединенных сопротивлений, где положение движка определяет соотношение номинала первого резистора ко второму.

Типовой потенциометр состоит из сопротивления с некоторой токопроводящей поверхностью и из идущего по ней движка — подвижного контакта потенциометра. Чем ближе движок к углу, тем меньше ом между движком и этим углом, и соответственно наоборот. В роли омического может выступать твердое вещество с большим удельным сопротивлением или обмотка скрученная из проволоки. Имеются потенциометры как с логарифмическим так и линеарным, сопр. и позиционным отношением. Подавляющее большинство существующих потенциометров поворотные, но имеются так же и устройства скользящего типа. Особенный тип потенциометра это дигитальные устройства, в которых регулировка Ом осуществляется внутри микросхемы в соответствии с поступающими из внешней схемы на микроконтроллере управляющими сигналами. Пример показан в видео уроке ниже.

Простейшим потенциометром является типовой однооборотный переменный резистор. Этот тип переменного сопротивления особенно часто применяется в аудио системах в схемах регулирования уровня громкости.

При изготовлении потенциометров применяются различные резистивные вещества и материалы: металлокерамика, электропроводный пластик, углерод, проволока, металлическая пленка.

На схемах в электронике и электротехники потенциометр обозначается так:

Рассмотрим простую схему включения потенциометра

Для этой схемы подключения справедлива следующая формула:

На основании схемы, легко понять, что потенциометр это классический регулируемый делитель напряжения, и поэтому изображение выше, можно перерисовать следующим образом:

На рисунке представлена обычная схема делителя напряжения. Точки А, B, С (выводы)расположены по аналогии с потенциометром. Сопротивления R₁ и R₂ это R_ab и R_bc. В выражении чуть выше, в знаменателе представлена сумма этих сопротивлений, т.е R_ac = R₁+R₂.

Необходимо также отметить, что для нормальной и главное стабильной работы потенциометра необходимо подбирать нагрузку R_н значительно большую, чем номинал сопротивления потенциометра R_п.

Как уже было упомянуто выше, потенциометр обычно обладает тремя выводами: два из них соединены друг с другом с помощью постоянного сопротивления, а третий вывод имеет подвижной контакт, который перемещается по резистивной поверхности.

Потенциометр работает по принципу делителя напряжения, с той лишь небольшой разницей, что перемещение ручки приводит к изменению положения второго контакта и тем самым изменяется соотношение сопротивлений резисторов R1 и R2, смотри рисунок ниже:

По виду изменения сопротивления потенциометры бывают:

По типу устройства корпуса корпуса потенциометры делятся на:

По количеству оборотов, потенциометры классифицируются на:

Линейные ползунковые потенциометры делятся на:

Цифровой потенциометр работает как типовой механический потенциометр, который меняет свое сопротивление, за исключением того фактора, что цифровой потенциометр представляет собой микросхему, и в роли управляющего воздействия в ней применяется электрический сигнал, а не вращение ручки как в примере с механическим потенциометром.

В принципе, оба типа потенциометра это аналоговые устройства, которые обеспечивают переменное сопротивление. Но в механический потенциометре сопротивление регулируется делителем напряжения, номинал которого изменяется из-за вращения или перемещения механической ручки. Цифровой потенциометр изменяет значение сопротивления с помощью цифровых входов без участия механических узлов.

В настоящее время цифровые потенциометры дороже своих механических собратьев, но в будущем это обязательно изменится. Зато с точки зрения надежности он во много раз лучше механического потенциометра. Цифровые потенциометры гораздо сильнее защищены от неблагоприятных факторов окружающей среды, т.к они могут распологаться в изолированном корпусе. Они практически не подвержены вибрации, менее доступны для физического воздействия и т.п. На рисунке ниже показана структурная схема сдвоенного цифрового потенциометра типа TPL0102.

К дополнительным возможностям цифрового потенциометра можно отнести, режим автоматического отключения и программируемое значение, которое задается после включения. Цифровые потенциометры используютэнергозависимую и энергонезависимую память. Кроме того, они существенно меньше своих механических коллег, поэтому они занимают меньше места на печатной плате.

Кроме того, цифровые потенциометры обладают более высоким разрешением, точностью и стабильностью в работе. К минусам можно отнести несколько повышенную сложность в эксплуатации, т.к перед применением его необходимо запрограммировать. Это, обычно делают через интерфейсы I2C или SPI. Зато цифровые потенциометры с огромным успехом могут использоваться в области программируемых блоках питания, фильтрах, измерительных приборах и регулировки звука в аудиосистемах.

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

Растягиваем диапазон регулировки. Грубая настройка, точная подстройка. Схемы растягивания. Способы настроить. Методы подстроить

Иногда при проектировании радиоэлектронных схем возникает необходимость обеспечить возможность регулировки с малым допуском ошибки. Такая регулировка еще называется регулировкой с растянутым диапазоном. Рассмотрим способы растягивания диапазона.

Для подстройки параметров схемы чаще всего применяются переменные / подстроечные конденсаторы и резисторы. Иногда можно увидеть также катушки индуктивности, с изменяющейся индуктивностью за счет перемещения сердечника. Остановимся на конденсаторных и резисторных схемах. В отношении схемы с переменными дросселями я дам дополнительное пояснение.

Механическое растягивание

Вашему вниманию подборка материалов:

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Одним из распространенных способов растянуть диапазон регулировки является применение механического редуктора с большим передаточным числом. Редуктор устанавливается так, чтобы большое число оборотов регулировочной ручки соответствовало небольшому числу оборотов движка резистора, конденсатора или дросселя. С помощью такого редуктора можно добиться очень точного позиционирования движка регулировочного элемента и, тем самым, точной настройки схемы.

Ограничением в использовании такого подхода является существенный дребезг многих радиоэлектронных подстроечных элементов. У них существует некоторая дискретность установки значения. То есть, даже минимальное перемещение движка приводит к некоторому изменению регулируемой величины. Сдвинуть движок так, чтобы изменение было еще меньше, невозможно.

Сейчас в продаже имеются специальные подстроечные элементы с низким дребезгом и встроенным редуктором, например, подстроечные резисторы для точной регулировки, в которых полное перемещение движка происходит за несколько десятков оборотов.

Грубая настройка, точная подстройка

Альтернативой является применение двух регулирующих элементов: для грубой настройки и для точной подстройки. В простейшем случае нам нужно получить возможность точно задать сопротивление, емкость или индуктивность. Тогда применяются два элемента, соединенные так, чтобы значения суммировались. Для резисторов и дросселей это будет последовательное соединение, а для конденсаторов — параллельное. Причем один из элементов выбирается так, чтобы диапазон его регулировки был равен точности настройки другого.

Поясню на примере переменного резистора. Пусть нам необходим резистор с диапазоном регулировки от 0 до 100 кОм. Пусть наша оценка точности регулировки этого резистора составляет 3%. Кстати, это значение типичное для резисторов, конденсаторов и дросселей с диапазоном движения движка около 300 градусов. Человеку не составляет труда установить движок такого элемента с точностью 9 градусов. Выберем второй резистор 3 кОм. Теперь точность регулировки составит около +- 50 Ом, то есть +- 0.05%.

Если нам необходима точная регулировка в определенных небольших пределах, то вместо переменного элемента большего номинала можно подобрать и поставить постоянный резистор, конденсатор или дроссель. Например, если необходимо получить регулировку емкости от 1000 до 1010 пФ, то выберем постоянный конденсатор в 1000 пФ, а параллельно ему поставим переменный на 10 пФ.

Элемент грубой регулировки может быть заменен переключателем пакета элементов нескольких номиналов, тогда регулировка будет выглядеть, как выбор нужного диапазона регулировки переключателем с дальнейшей точной подстройкой.

Делитель напряжения

Иногда нужно точно регулировать выходную амплитуду сигнала при заданной входной. Обычно для этого применяется регулируемый делитель напряжения. Для точной регулировки есть его варианты:

У варианта (A3) есть такой недостаток: при точной подстройке меняется входное сопротивление делителя. Этот измененеие невелико, так как обычно сопротивление резистора R2 выбирается в районе 3% от сопротивления резистора R1. В большинстве случаев это неважно, но если все же такое изменение нежелательно, то можно применять схему (A4). В ней используется сдвоенный резистор (R2 — R3), установленный так, чтобы уменьшение сопротивления R2 компенсировалось увеличением сопротивления R3 и наоборот.

Применяемые радиодетали

В приведенных схемах необходимо применять радиодетали с минимальным шумом и дрейфом параметров со временем и при изменении внешних условий (температуры, влажности и т. д.) Иначе точная регулировка будет постоянно сбиваться, и наше схемное решение потеряет смысл.

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Практика проектирования электронных схем. Самоучитель электроники.
Искусство разработки устройств. Элементная база радиоэлектроники. Типовые схемы.

Прямоходовый импульсный стабилизированный преобразователь напряжения, .
Как работает прямоходовый стабилизатор напряжения. Описание принципа действия. П.

Понижающий импульсный преобразователь напряжения, источник питания. Ко.
Как сконструировать понижающий импульсный преобразователь. Шаг 1. Как выбрать ча.

Использование переключающихся конденсаторов в бестрансформаторном исто.
Вариант бестрансформаторной схемы источника питания с переключением конденсаторо.

Подключение переменного резистора к Arduino

Переменный резистор, или потенциомер, представляет из себя резистор с двумя выводами, выполненный в виде пластины, с третьим подвижным контактом. При вращении ручки переменного резистора подвижный контакт перемещается вдоль пластины и сопротивление между подвижным контактом и выводами резистора изменяется. При этом в крайних положениях ручки подвижный контакт практчиески замыкается с одним из выводов резистора.

В большинстве случаев переменный резистор используется в качестве регулировочного делителя напряжения, где на выводы резистора подается напряжение сигнала, а подвижный контакт выступает средним выводом делителя. При вращении ручки переменного резистора напряжение сигнала на среднем выводе будет уменьшаться от его максимального значения вплоть до нуля. Таким образом переменные резисторы используются для регулировки уровня звука, уровня напряжения и так далее.

Применительно к Arduino переменный резистор удобно использовать в качестве ручки управления для регулировки или настройки чего либо. Поворот ручки позволяет ввести в контроллер плавно меняющееся значение. Для этого на переменный резистор подается напряжение, соответствующее напряжению питания контроллера, а подвижный контакт подключается к аналоговому входу контроллера. Аналоговый вход позволяет измерить напряжение на подвижном контакте, которое пропорционально повороту ручки переменного резистора.

В качестве примера использования переменного резистора мы осуществим плавную регулировку яркости свечения светодиода, подключенного к Arduino.

Схема подключения изображена на рисунке. Подвижный контакт переменного резистора подключен к выводу A0 платы Arduino. На выводе A0 контроллер может измерить напряжение. Светодиод подключен через токоограничивающий резистор к выводу 9 контроллера. Вывод 9 может использоваться для плавной регулировки выходного напряжения при помощи ШИМ (широтно импульсной модуляции).

Приведенный ниже скетч учитывает схему подключения переменного резистора и светодиода к соответствующим выводам контроллера.

Функция analogRead() считывает значение напряжения на выводе, преобразованное при помощи АЦП (аналогово цифрового преобразователя) контроллера в цифровой вид. Напряжение на входе A0 может изменяться от 0 до 5 В, а его цифровое представление от 0 до 1023 в зависимости от положения ручки переменного резистора. Для того что бы получить точное значение напряжения, считанное цифровое значение необходимо поделить на 204,8.

Функция analogWrite() активизирует ШИМ на указанном выводе. Глубина модуляции может принимать значение от 0 до 255, что будет соответствовать напряжению на выводе от 0 до 5 В.

Таким образом, что бы преобразовать входное цифровое значение АЦП (от 0 до 1023) в выходное значение глубины модуляции (от 0 до 255), необходимо поделить его на 4 (1024/256 = 4).

void setup() <
pinMode (9, OUTPUT); // инициализация вывода 9 как «Выход»
>

void loop() <
int sensorValue = analogRead (A0); // считывание значения напряжения на входе A0
analogWrite (9, sensorValue/4); // вывод значения на светодиод
>

Твердотельное реле однофазный регулятор напряжения. Схема подключения

Твердотельное реле, однофазный регулятор напряжения SSVR-VA применяется для управления однофазной активной (резистивной) электрической нагрузкой до 40 Ампер, управление переменным резистором позволяет вручную плавно регулировать питающее напряжение нагрузки.

Особенность твердотельного реле SSVR-VA:
плавная регулирвка выходного напряжения (мощности);
аналоговый сигнал управления, переменный резистор 470-560 кОм;
нет шума (удара) при включении реле;
отсутствие гула и вирбрации в работе;
отсутствие искрения при переключении реле;
низкое энергопотребеление;
не требует регулярного обслуживания;
высокое быстродействие;
размещается в стандартном корпусе;
есть возможность установки на радиатор охлаждения

Основное применение твердотельного реле с фазовом управлением, осуществляется для регулировки мощности нагревательных элементов (ТЭН) и яркости ламп накаливания.

Внимание. Твердотельное реле не предназначено для коммутации реактивной (индуктивной) нагрузки, например электродвигателей.
Однако они могут использоваться для этих целей при выполнении следующих условий:
— Должен быть обеспечен десятикратный запас по току;
— Обязательно использовать с радиатором охлаждения (и желательно с вентилятором обдува).
Такое нестандартное применение реле используйте на Ваш страх и риск.

Технические характеристики

Схема подключения твердотельного реле с фазным управлением

Твердотельное реле с регулировкой напряжения на выходе, подключают в разрыв фазного провода на нагрузку. Регулировка осуществляется при помощи переменного резистора сопротивлением 470 кОм мощностью рассеивания 2 Вт, подключенного по схеме потенциометра.

купить твердотельное реле астана, купить твердотельное реле нур-султана, купить твердотельное реле казахстан, однофазный регулятор напряжения, SSVR, SSVA, регулятор напряжения, регулятор мощности, ТТР, схема подключения твердотельного реле, переменный резистор, 470 кОм, 2 Вт, твердотельное реле в наличии астана, твердотельное реле в наличии нур-султан, твердотельное реле в наличии казахстан, регулятор напряжения переменного тока 220 Вольт на симисторе своими руками