Схема подключения переменного резистора для регулировки напряжения

Потенциометр – все, что нужно знать о плавной регулировки напряжения

в Справочник 0 2,686 Просмотров

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.

Читайте также:  Замена сайлентблоков задней подвески Форд Фокус 2, своими руками, видео

Выходное напряжение можно расчитать по следующей формулы:

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.

Схема подключения переменного резистора для регулировки напряжения

Переменные резисторы широко используются для регулирования различных параметров электрических сигналов,- напряжения, тока, частоты, фазы.
При регулировании, как правило, используется весь диапазон значений переменного резистора,- от минимального до максимального сопротивления.
При этом очень часто забывают о рассеиваемой на резисторе мощности.
При перемещении движка переменного резистора в сторону уменьшения сопротивления пропорционально растет ток рабочей части переменного резистора.
И все бы было в порядке, если бы при этом мощность не возрастала пропорционально квадрату тока.
В итоге возникает многократная перегрузка переменного резистора по мощности. Точнее, той его части, которая находится в работе.

Возьмем, к примеру, типичную схему фазового регулятора мощности на симисторе, которая широко применяется для регулирования оборотов двигателя, например — в пылесосах.
Переменный резистор номиналом 1 МОм имеет паспортную мощность в 1 Ватт. Резистор 10 кОм — ограничительный
Когда движок переменного резистора находится в верхнем положении,
рассеиваемая на нем амплитудная мощность равна (310*310)/1000000 = 96 мВт. Всего-то. Не о чем беспокоиться.
Но, по мере перемещения движка вниз (увеличения числа оборотов) уменьшается и сопротивление. Например, когда оно достигнет величины 10 кОм, то напряжение сети поделится поровну между ограничительным резистором 10 кОм и рабочей частью переменного резистора 10 кОм.
При этом амплитудная рассеиваемая мощность будет равна (310/2)*(310/2)/10000 = 2,4 Вт.
И это не на всем переменном резисторе, а на его СОТОЙ части (10 кОм от 1000).
Пересчитав эту мощность на все значение сопротивления, получим 240 Вт
или 240-кратную перегрузку переменного резистора.
При дальнейшем перемещении движка переменного резистора вниз перегрузка еще больше увеличивается. При сопротивлении рабочей части переменного резистора в 1 Ком перегрузка будет уже составлять 2400 крат.
И переменный резистор давно бы сгорел, если бы симистор не подключал обмотку электродвигателя, тем самым снижая напряжение на переменном резисторе почти до нуля.
Однако, не надо забывать, что в фазовых регуляторах мощности самое первое подключение нагрузки не синхронизировано с частотой сети, а происходит случайно.
И могут возникнуть (и возникают) моменты, когда включение попадает не на переход напряжения сети через нуль.
Правда, это явление возникает всего один раз при включении, когда конденсатор 100 nF разряжен. Да и длится оно около 1 миллисекунды. Но оно возникает. И это — перегрузка в 2400 раз! Если учесть, что контакт движка переменного резистора носит точечный характер, то шанс ему «подгореть» весьма высок.
Другими словами, включение пылесоса при положении регулятора «на полную мощность» с большой вероятностью будет вызывать перегрузку переменного резистора.
Например, вероятность «попасть» при включении на напряжение сети, большее 150 Вольт, явно превышает 60%.

Читайте также:  Проверить мотоцикл по номеру рамы или VIN

Отсюда, практическая рекомендация при использовании фазовых регуляторов:
всегда производить включение нагрузки при минимальном уровне мощности,
а уже потом регулировать мощность, как угодно.

Вернемся к приведенной выше типовой схеме фазового регулятора, которая
не гарантирует долговременной надежной работы.
При любом номинале и мощности переменного резистора всегда есть шанс перегрузки его рабочей части. Как при первом включении, так и по причине кратковременного случайного «дребезга» контакта на движке переменного резистора.

Единственный выход из этого исхода — ограничение рабочего напряжения на переменном резисторе на уровне 15% от максимального напряжения сети.
Для этого нужно всего лишь дополнить схему двухсторонним ограничителем,
состоящим из резистора 100 Ком 2 Вт и двух стабилитронов на 47-51 Вольт каждый.

Наряду с максимальным повышением надежности за счет устранения перегрузки переменного резистора, схема имеет еще одно преимущество,- возможность использования более низкоомных резисторов ( 47-100 Ком вместо 1 МОм ), которые имеют более толстый рабочий слой резистивного покрытия и большую допустимую мощность при тех же габаритах. Что так же положительно сказывается на надежности и долговечности.

Neoficial.ru

В прошлый раз для подключения светодиода к источнику постоянного тока напряжением 6,4 В (4 батарейки АА) мы использовали резистор с сопротивлением порядка 200 Ом. Это в принципе обеспечивало нормальную работу светодиода и не допускало его перегорания. Но что, если мы хотим регулировать яркость светодиода?

Для этого самым простым вариантом будет использование потенциометра (или подстроечного резистора). Он представляет собой в большинстве случаев цилиндр с ручкой регулировки сопротивления и тремя контактами. Разберемся как же он устроен.

Следует помнить, что правильно регулировать яркость светодиода ШИМ-модуляцией, а не изменением напряжения, поскольку для каждого диода существует оптимальное рабочее напряжение. Но для наглядности демонстрации использования потенциометра такое его применение (потенциометра) в учебных целях допустимо.

Отжав четыре зажима и сняв нижнюю крышку мы увидим, что два крайних контакта подсоединены к графитовой дорожке. Средний контакт соединен с кольцевым контактом внутри. А ручка регулировки просто передвигает перемычку, соединяющую графитовую дорожку и кольцевой контакт. При вращении ручки меняется длина дуги графитовой дорожки, которая в конечном итоге и определяет сопротивление резистора.

Читайте также:  Происходят провалы при нажатии на педаль газа

Следует отметить, что при измерении сопротивления между двумя крайними контактами, показания мультиметра будут соответствовать номинальному сопротивлению потенциометра, поскольку в этом случае измеряемое сопротивление соответствует сопротивлению всей графитовой дорожке (в нашем случае 2 кОм). А сумма сопротивлений R1 и R2 всегда будет примерно равна номинальному, вне зависимости от угла поворота ручки регулировки.

Итак подключив последовательно к светодиоду потенциометр, как показано на схеме, меняя его сопротивление, можно менять яркость светодиода. По сути, при изменении сопротивления потенциометра, мы меняем ток, проходящий через светодиод, что и приводит к изменению его яркости.

Правда при этом следует помнить, что для каждого светодиода есть предельно допустимый ток, при превышении которого он просто сгорает. Поэтому, чтобы предотвратить сгорание диода при слишком сильном выкручивании ручки потенциометра, можно включить последовательно еще один резистор с сопротивлением порядка 200 Ом (данное сопротивление зависит от типа используемого светодиода) как показано на схеме ниже.

Для справки: светодиоды нужно подключать длинной «ногой» к +, а короткой к -. В противном случае светодиод при малых напряжениях просто не будет гореть (не будет пропускать ток), а при некотором напряжении, называемым напряжением пробоя (в нашем случае это 5 В) диод выйдет из строя.

Ссылка на основную публикацию
Сухопутные войска Российской Федерации, состав и предназначение, численность, виды, где находятся во
Топ-10 самых элитных войск России в рейтинге Zuzako *Обзор лучших по мнению редакции Zuzako.com. О критериях отбора. Данный материал носит...
Ступичный подшипник – чем опасна неисправность, причины поломки
Как проверить ступичный подшипник переднего колеса признаки неисправности ▼ О Ладе ▼Диагностика подшипника ступицы Появление посторонних шумов со стороны передней...
Ступичный подшипник «Пассата Б5» когда менять ��
Замена заднего ступичного подшипника Обслуживание и ремонт автомобилей VW Audi не смотря на размер и конструкцию, задние подшипники довольно таки...
Сухопутный крейсер Ratte (Крыса) GOSU «Мир Танков»
Екатерина Козырь «Rolls-Royce Phantom Drophead Coupe – сухопутный крейсер» Автомобиль во многом повторяет характер своего владельца. Изысканной, роскошной модели необходим...
Adblock detector