Замена подстроечного резистора на переменный: Из подстроечного в переменный | 3dx

Содержание

Из подстроечного в переменный | 3dx

by XmK 4 комментария

Переменный резистор (реостат) — электрический аппарат, изобретённый Иоганном Христианом Поггендорфом, служащий для регулировки и получения требуемой величины сопротивления… Ну и бла-бла-бла… В двух словах, речь пойдет о том как, из подстроечного многооборотного резистора сделать полноценный переменный с возможностью крепления на панели прибора.

В радиолюбительской природе существует три типа переменных резисторов — однооборотные, многооборотные и ползунковые. О ползунковых здесь больше не будет сказано ни слова. Как понятно из определения первые могут вращаться всего на один оборот, если точнее где-то на 270°, то вторые на величину более 1-го оборота. Однооборотные резисторы применяют там, где не особо критична величина сопротивления от положения вала резистора, многооборотные естественно там, где критично. Посмотрим примеры.

Пример 1. «Классический» регулируемый источник напряжения на LM317. Диапазон регулировки примем 1,25 — 12 В. Угол отклонения вала резистора от нулевого сопротивления до максимального — 270°, это величина примерная, точная величина указана в справочном листе на конкретный резистор. Так же примем, что напряжение на выходе источника питания будет изменятся по линейному закону в зависимости от сопротивления нашего подопытного, F(y)=x. Наш диапазон выходного напряжения, 10,75 В, разделим на угол отклонения 270° и получим примерно 0,04 В на 1° поворота резистора. Этого достаточно для точной установки выходного напряжения с шагом 0,1 В. Вывод: нас устроит однооборотный резистор.

Пример 2. Аналого- цифровое преобразование (АЦП) на микроконтроллере (МК). Примем, что переменный резистор работает как делитель напряжения, МК преобразовывает входящее в него напряжение в цифровую информацию величиною 10 бит, а что бы было понятнее, преобразовывает напряжение в диапазоне, пусть будет, 0 — 5 В в числовое значение 0 — 1023.  Проведем расчет как в примере 1. Разделим количество наших значений АЦП 1024 (0 в цифровом мире всегда учитывается, поэтому значений у нас 1024) на 270°. Получили примерно 3,8. То есть, при повороте вала резистора на 1° значение АЦП изменяется почти на 4 значения! Вся ваша точность 10 битного АЦП сводится на НЕТ. Вот тут и делаем вывод, что однооборотный переменный резистор нам не подходит. А возьмем, к примеру, резистор на 10 оборотов и посмотрим. 10 оборотов — это 3600°, делим 1024 на 3600 и получаем 0,28. То есть, при повороте вала резистора на 1° значение АЦП изменится на 0,28 (для справки, значение АЦП всегда целая величина и никаких сотых и десятых некогда не будет, это только для примера). Для изменения значения АЦП на одну единицу необходимо повернуть вал на 3,5°.

Я думаю, что из выше приведенных примеров понятно, какой резистор необходимо применять в сложившейся ситуации. Если с цифрами все ясно, то слова АЦП и LM317  можете спросить у дяди google.

Существует еще одна классификация резисторов с изменяемыми параметрами: собственно переменный и подстроечный. Сразу оговорюсь, что в дальнейшем в этой статье я буду рассматривать многооборотный резистор. Так вот, подстроечный резистор маленький и устанавливается, в большинстве случаев, на плату. Настройка производится отверткой и при нормальной эксплуатации прибора его никто не трогает.

На картинке выше показан самый распространенный многооборотный подстроечник. Его цена составляет примерно 0,3$. А вот чистокровные переменные резисторы отличаются габаритами, имеют крепеж для монтажа на панель и в большинстве случаев соединяются с платой проводами.

У таких резисторов, по сравнению с подстроечными, больше мощность, ресурс и есть возможность установки ручки-крутилки. А цена составляет примерно 2,8$. Для постоянного изменения параметров необходимо использовать именно переменный резистор. Но если его не оказалось под рукой, смущает цена, да и не часто то я его крутить буду… Можно сделать из подстроечного переменный.

Найденные в интернете такие самоделки меня не впечатлили. А припаяться к латунному валу подстроечника меня совсем убило, так можно и со старту ресурс к нулю свести. Решил сделать по-своему. За основу взял небольшой однооборотный переменник отечественного производства:

Разобрал его:

Мне очень повезло, вал и ползунок не склепаны между собой. Из всего этого мне понадобится только крепежный фланец с резьбой и валом. Сперва спиливаем у фланца лишнее, делаем две параллельные грани:

Хвостовик вала необходимо немного сточить и параллельно расширять шлиц в подстроечнике. Подгоняем одно к другому, что бы вал заходил в шлиц без подклинивания. «Корпус» нового резистора изготавливаем из полоски жести. Одеваем полоску на фланец, сперва просверлив в ней отверстие, а потом закручиваем гайку и загибаем торчащие лепестки. Находим положение соосности подстроечника с валом и подкладываем кусочки жести в нужных местах. Сверлим два отверстия для установки винтов, которые будут стягивать боковины, тем самым удерживать подстроечник на своем месте. Должно получится так:

Когда все просверлено и изогнуто начинаем искать «точную» соосность. Для этого винты полностью не зажимаются, подстроечник проворачивается туда-сюда, а щечки подгибаются влево-вправо. Нащупав золотую середину зажимаем винты. Заедания при прокручивании отсутствуют. Переменник готов!

Это чудо изделие я сделал для своего опытного образца AURORA. Nixie clock. First step. Уж очень мне надоело крутить резистор отверткой. На этом все.

Ваша оценка:

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Categories: Радиотехника | Tags: Самодельный переменный резистор, подстроечный в переменный, подстроечный резистор | Permalink.

Поиск

Поиск:

Подписка на блог по электронной почте

Укажите свой адрес электронной почты, чтобы получать уведомления о новых записях.

Адрес электронной почты:

Присоединиться к ещё 24 подписчикам

Март 2017
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031 

Мета

  • Регистрация
  • Войти
  • Лента записей
  • Лента комментариев
  • WordPress. com

Блог на WordPress.com.

Сверху

%d такие блоггеры, как:

    Чем заменить переменный резистор

    Форум Новые сообщения. Файлы Поиск файлов. Что нового Новые сообщения Новые Файлы. FAQ Возможности сайта, оформление своих тем. Поиск Везде Темы Этот раздел Эта тема. Искать только в заголовках.




    Поиск данных по Вашему запросу:

    Схемы, справочники, даташиты:

    Прайс-листы, цены:

    Обсуждения, статьи, мануалы:

    Дождитесь окончания поиска во всех базах.

    По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

    Содержание:

    • Primary Menu

    • Переменный резистор

    • Как проверить резистор мультиметром на исправность?

    • Переменные резисторы Bourns

    • Из подстроечного в переменный

    • Замена переменного резистора на цифровой потенциометр

    • Переменный резистор.

    • Простая схема замены переменного резистора на две кнопки (КП301, КП304)

    ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Измерение и изготовление низкоомного резистора

    Primary Menu



    Электрическая цепь невозможна без наличия в ней сопротивления, что подтверждается законом Ома. Именно поэтому резистор по праву считается самой распространенной радиодеталью. Такое положение вещей говорит о том, что знание тестирования таких элементов всегда может пригодиться при ремонте электротехники. Рассмотрим ключевые вопросы, связанные с тем, как проверить обычный резистор на исправность, пользуясь тестером или мультиметром.

    Несмотря на разнообразие резисторов, у обычных элементов этого класса линейная ВАХ, что существенно упрощает проверку, сводя ее к трем этапам:. Если с первым и вторым пунктом все понятно, то с последним есть нюансы, а именно, необходимо узнать номинальное сопротивление.

    Имея принципиальную схему, сделать это не составит труда, но вся беда в том, что современная бытовая техника довольно редко комплектуется технической документацией.

    Выйти из создавшего положения можно, определив номинал по маркировке. Кратко расскажем как это сделать. На компонентах, выпущенных во времена Советского Союза, было принято указывать номинал на корпусе детали см. Этот вариант не требовал расшифровки, но при повреждении целостности конструкции или выгорании краски могли возникнуть проблемы с распознаванием текста.

    В таких случаях всегда можно было обратиться к принципиальной схеме, которой комплектовалась вся бытовая техника. Сейчас принята цветовая маркировка, представляющая собой от трех до шести колец разной окраски см. Не надо видеть в этом происки врагов, поскольку данный способ позволяет установить номинал даже на сильно поврежденной детали.

    А это весомый фактор, учитывая, что современные бытовые электроприборы не комплектуются принципиальными схемами. Информацию по расшифровке данного обозначения на компонентах несложно найти в интернете, поэтому приводить ее в рамках этой статьи не имеет смысла.

    Есть также множество программ-калькуляторов в том числе и онлайн , позволяющих получить необходимую информацию. Компоненты навесного монтажа например, smd резистор, диод, конденсатор и т. Для сопротивлений, в большинстве случаев, принято обозначение из трех цифр, где первые две — это значение, а последняя — множитель см. Нарушение штатного режима работы вызывает перегрев детали, поэтому, в большинстве случаев, определить проблемный элемент можно по внешнему виду. Это может быть как изменение цвета корпуса, так и его полное или частичное разрушение.

    В таких случаях необходимо заменить сгоревший элемент. Если модель прибора, которым вы пользуетесь, отличается от того, что приведен на рисунке, ознакомьтесь с прилагающейся к мультиметру инструкцией. Если деталь выпаяна, то этот этап позволит гарантированно показать ее работоспособность.

    Для тестирования нам необходимо знать номинал. Как определить его по маркировке, было написано выше. Эта величина показывает возможное отклонение у данной серии от указанного номинала. В правильно рассчитанной схеме должен учитываться этот показатель, либо после сборки производится соответствующая наладка.

    Результат такой политики был показан на рисунке 4, деталь работает какое-то время, пока не наступает предел запаса ее прочности. Принцип действий в данном случае не сильно отличается, распишем их на примере детали, изображенной на рисунке 7.

    Такой вариант тестирования допустим только с низкоомными элементами. При номинале более Ом, с большой вероятностью, на измерение будут влиять другие компоненты. Окончательно можно дать ответ, только внимательно изучив принципиальную схему.

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:. Вам также может быть интересно. Комментарии и отзывы Добавить комментарий Отменить ответ. Политика конфиденциальности Пользовательское соглашение О нас.

    Переменный резистор

    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.

    марка резистора может быть любой, а вот сопротивление слишком сильно отличается от указанного на схеме. не желательно.

    Как проверить резистор мультиметром на исправность?

    О ползунковых здесь больше не будет сказано ни слова. Посмотрим примеры. Пример 1. Диапазон регулировки примем 1,25 — 12 В. Этого достаточно для точной установки выходного напряжения с шагом 0,1 В. Вывод: нас устроит однооборотный резистор. Пример 2. Примем, что переменный резистор работает как делитель напряжения, МК преобразовывает входящее в него напряжение в цифровую информацию величиною 10 бит, а что бы было понятнее, преобразовывает напряжение в диапазоне, пусть будет, 0 — 5 В в числовое значение 0 — Проведем расчет как в примере 1. Получили примерно 3,8.

    Переменные резисторы Bourns

    Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Не взлетает квадрокоптер 1 ставка. Перестал работать Mi band 4 1 ставка. Роботы уничтожат ваши рабочие места?

    By diode , July 1, in Радиоэлементы.

    Из подстроечного в переменный

    Переменные резисторы применяются для настройки и регулировки сигналов, например, в качестве регуляторов громкости, уровней, тембра, настройки на частоту. Переменные резисторы Bourns потенциометры можно разделить на 4 основные группы: — однооборотные прецизионные, от , до 25,, вращений — многооборотные прецизионные, от , до 25,, вращений — для панелей управления, от 25, до , вращений — коммерческие, от 10, до 25, вращений. Прецизионные потенциометры используются в системах управления, где особое внимание уделяется точности выходного сигнала, надежности и долгому сроку службы. Основные области применения: измерение линейного расстояния, угла или поворота в промышленном оборудовании, приборы индустриального контроля, измерительная техника и медицинское оборудование. Промышленные резисторы для панелей управления используются для частой регулировки, поэтому их преимущества кроются в большом количестве рабочих циклов и удобстве регулировки на приборной панели.

    Замена переменного резистора на цифровой потенциометр

    Хитрость конструктивная: Допустим, нам надо сделать переменное сопротивление. Выводов нам надо два, а у девайса их три. Вроде бы напрашивается очевидная вещь — не использовать один крайний вывод, а пользоваться только средним и вторым крайним. Плохая идея! Да просто в момент движения по полоске подвижный контакт может подпрыгивать, подрагивать и всячески терять контакт с поверхностью.

    В своих самодельных поделках радиолюбители практически всегда применяют переменные резисторы для регулировки громкости или.

    Переменный резистор.

    Доброго времени суток! Ребят подскажите пожалуйста что это за элемент? Обычный подстроечный резистор на 5 кОм. Чего тут обсуждать то.

    Простая схема замены переменного резистора на две кнопки (КП301, КП304)

    ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как подключить переменный резистор

    Хотите продавать быстрее? Узнать как. Киев, Дарницкий Вчера Львов, Железнодорожный Вчера

    Принципиальная схема простого электронного потенциометра, или как заменить переменный резистор с ручкой на две кнопки для регулировки в разных схемах и устройствах.

    Переменный резистор Доброго времени суток. Предвосхищая вопросы — да, я читал тему на сайте про переменники. Переменный резистор из микроконтроллера Привет. Возможно ли как-то сделать некое подобие переменного резистора, управляемого Переменный сигнал из пульсирующего Добрый день. На выходе имеется пульсирующий сигнал, синусоида, треугольник, меиндр итд.

    Форум Список пользователей Все разделы прочитаны Справка Расширенный поиск. Форум Оборудование Подбор Оборудования Управляемый резистор. Страница 1 из 2 1 2 Последняя К странице: Показано с 1 по 10 из Тема: Управляемый резистор.



    L8: Переменные резисторы — физические вычисления

    Содержание

    1. Типы переменных резисторов
    2. Потенциометры
      1. Как работает потенциометр?
      2. Типы потенциометра
      3. Внутри потенциометра
      4. Ручки потенциометра
        1. Создание 3D-приема ручков
      5. потенциометра в качестве аналоговых джойстиков
      6. Potentiometer0006
    3. Упражнение: Сборка светодиодной схемы с потенциометром в качестве переменного резистора
      1. Прототип схемы в Tinkercad Circuits
      2. Прототип схемы на макете Схема резистора
    4. Упражнение: соберите переменный резистор своими руками
      1. Пример поворотного потенциометра своими руками
      2. Пример ползункового потенциометра своими руками
      3. Лоу-фай электроника своими руками
    5. Ресурсы

    На предыдущих уроках мы работали с резисторами с постоянным номиналом. В этом уроке мы узнаем о переменных резисторах — резисторах, которые изменяют свое сопротивление в зависимости от какого-либо физического воздействия (например, потенциометров) или воздействия окружающей среды, такого как термисторы (температура), чувствительные к силе резисторы (сила) или светочувствительные резисторы (световые). Мы перечислили несколько примеров ниже.

    Рис. Многие распространенные датчики на самом деле представляют собой переменные резисторы — они динамически изменяют свое сопротивление в ответ на действия человека или окружающей среды. Например, термисторы изменяют свое сопротивление в зависимости от температуры, фотоэлементы — в зависимости от света, чувствительные к силе резисторы (FSR) — в зависимости от силы. На самом деле, в ваших аппаратных комплектах есть термисторы, фотоэлементы и FSR! Цены и изображения взяты с сайта Sparkfun.com; детали часто могут быть дешевле оптом от таких поставщиков, как Digi-Key или Mouser Electronics.

    Это захватывающе! Физические вычисления связаны с взаимодействием и резистивными материалами, которые реагируют на различные раздражители, открывают новый мир возможностей!

    Типы переменных резисторов

    Существует двухплечевых переменных резисторов (или «двухвыводных» или «двухвыводных»), таких как реостаты, фотоэлементы и силовые чувствительные резисторы, а также трехплечевых переменных резисторов . , которые называются потенциометрами. Оба типа не зависят от ориентации — как и обычные резисторы, они будут работать в любом направлении (неполяризованные). См. схематические символы ниже.

    Рис. Схематические символы для некоторых примеров переменных резисторов с двумя и тремя ножками. Обратите внимание, что некоторые условные обозначения совпадают с для всех типов переменных резисторов.

    Независимо от конкретного типа все переменные резисторы имеют схематическое обозначение, аналогичное обычному резистору, но с некоторыми визуальными изменениями для обозначения «изменчивости». Несколько общих моментов, на которые следует обратить внимание:

    1. Схематичное обозначение двухплечевого переменного резистора очень похоже на обычный резистор, но имеет диагональная линия через нее, указывающая вариативность
    2. Потенциометры имеют три ножки, которые также представлены на схеме. Средняя стрелка («ножка стеклоочистителя») может быть подключена к цепи и фактически будет показана на принципиальной схеме таким образом. Мы увидим это ниже.
    3. Некоторые распространенные переменные резисторы, такие как светочувствительные резисторы (LDR или фотоэлементы), имеют свои собственных схематических символов . Другие, такие как чувствительные к усилию резисторы и реостаты, имеют один и тот же символ.

    Потенциометры, вероятно, являются наиболее распространенным типом переменного резистора и важным компонентом, о котором нужно узнать, так что давайте начнем!

    Потенциометры

    Потенциометр (или потенциометр) представляет собой трехконтактный резистор со скользящим или вращающимся контактом, который можно использовать для динамического изменения сопротивления.

    Видео. На этой анимации показано, как можно использовать движок для изменения сопротивления в поворотном потенциометре. Фигура справа является формальным электрическим символом. Анимация Джона Фрёлиха. Создано в PowerPoint.

    Потенциометры — это поистине вездесущие электронные компоненты, которые можно найти во всем, от регуляторов громкости до аналоговых джойстиков. В наших курсах UW мы часто предоставляем потенциометры 10 кОм в наших комплектах, таких как потенциометр для монтажа на панель 10 кОм и подстроечный потенциометр 10 кОм, как показано ниже.

    Рис. Два примера потенциометров, которые обычно входят в наши комплекты оборудования: 10 кОм панельный монтаж и 10 кОм подстроечный потенциометр.

    Хотя потенциометры часто используются в качестве устройств ввода данных человеком, это не всегда так. Например, потенциометр можно использовать в цепи обратной связи серводвигателя. Когда двигатель вращается, он также вращает диск управления встроенного потенциометра (движок), который передает информацию о вращении в схему управления (см. Главу 15.4 о сервоприводах RC в Scherz and Monk, 2016).

    Хотя потенциометр все еще широко используется, некоторые области применения потенциометра были отнесены к цифровым элементам управления, таким как поворотные энкодеры и кнопки. Не запутайтесь: поворотные энкодеры могут выглядеть очень похоже на потенциометры — действительно, с прикрепленными ручками они могут выглядеть одинаково. Однако поворотные энкодеры не являются резистивными устройствами, для их использования требуются цифровые схемы, и их можно вращать непрерывно. Напротив, потенциометры являются резистивными компонентами, могут использоваться в аналоговых или цифровых схемах и обычно имеют регулируемый угол 200–270°.

    Как работает потенциометр?

    Потенциометры имеют три ножки: сопротивление между двумя внешними ножками (вывод 1 и вывод 3) не меняется. Например, если вы используете потенциометр на 10 кОм, сопротивление между ножками 1 и 3 всегда будет равно 10 кОм независимо от положения ползунка (ножка 2). Если вы используете резистор 1 кОм, то сопротивление между ножками 1 и 3 будет 1 кОм и так далее.

    Мощность потенциометра находится в средней ножке (ножка 2), сопротивление которой изменяется в зависимости от положения скользящего или вращающегося контакта потенциометра (дворника). Можно представить себе потенциометр как содержащий два взаимозависимых резистора \(R_1\) и \(R_2\), которые всегда в сумме дают \(R_{Total}\) (где \(R_{Total}\) — это общий например, 1 кОм или 10 кОм). При перемещении ползункового контакта сопротивление \(R_1\) будет увеличиваться, а сопротивление \(R_2\) уменьшается. См. анимацию ниже.

    Видео. Анимация Джона Фрёлиха. Создано в PowerPoint.

    Типы потенциометров

    Потенциометры бывают разных размеров, номинальных мощностей и физических конструкций. Некоторые более крупные конструкции могут выдерживать мощность в несколько ватт (способные рассеивать большое количество тепла), в то время как меньшие конструкции для поверхностного монтажа рассчитаны только на доли ватта (точно так же, как \(\frac{1}{4}\) ватт. резисторы в ваших наборах).

    Рис. Потенциометры — это вездесущие устройства ввода, которые можно найти во всем, от автомобилей до микшерных пультов. Существует почти бесконечное количество дизайнов, поэтому мы показываем только небольшой образец выше. Обратите внимание, что вы не можете определить значение сопротивления потенциометра (или потенциометра), просто взглянув на него, и вы не можете сказать, является ли это линейным конусом или логарифмическим конусом. Логарифмические потенциометры распространены в звуковых приложениях (поскольку человеческое ухо воспринимает громкость логарифмически). Источники изображений: изображения потенциометра с темным фоном взяты из Adafruit. Остальные от дигики.

    Потенциометры различаются главным образом по:

    • Диапазон сопротивления . Как и резисторы, потенциометры предназначены для обеспечения различных сопротивлений, но в диапазоне (обычно 0–1 кОм и 0–10 кОм).

    • Линейный против логарифмический конусности (или дорожки). В линейных потенциометрах сопротивление меняется линейно при перемещении скребка. У логарифмических потенциометров сопротивление изменяется логарифмически. Последний тип распространен в звуковых приложениях, потому что человеческое ухо воспринимает величину звука логарифмически с большей чувствительностью к тихим звукам и меньшей чувствительностью к громким звукам.

    • Рассеиваемая мощность . Опять же, как и резисторы, потенциометры имеют разные «номиналы мощности», которые соответствуют их способности рассеивать тепло. В этом листе данных потенциометра подстройки указано, что номинальная мощность составляет 0,5 Вт, в то время как этот потенциометр для монтажа на панели рассчитан на 0,1-0,2 Вт (см. лист данных).

    • Поворотный против ползунок . Поворотные потенциометры используют вращающуюся ручку для управления ножкой стеклоочистителя, а ползунковые потенциометры используют ползунок.

    • Крепление . Некоторые потенциометры предназначены для «установки», например, в приборной панели автомобиля или на аудиомикшере. Другие предназначены для макетирования или установки на печатные платы (так называемые потенциометры для поверхностного монтажа)

    • Ручка . Для тех потенциометров, которые используются для ввода данных человеком, существуют различные типы ручек, обеспечивающие эргономичное и удобное взаимодействие.

    Внутри потенциометра

    Если вам интересно узнать, как устроен потенциометр, в этом видео Джона Купера представлена ​​замечательная деконструкция поворотных потенциометров и их работы.

    Видео. Видео деконструкции потенциометров и их работы Джона Купера (на YouTube).

    Ручки потенциометра

    Скорее всего, вы много раз в жизни взаимодействовали с потенциометрами; однако они закрыты ручками, что делает потенциометр более эргономичным и удобным для захвата.

    Существует большое разнообразие ручек, которые подходят как для потенциометров, устанавливаемых на панели, так и для поворотных энкодеров, используемых в различных приложениях, ориентированных на пользователя, таких как аудиомикшеры, джойстики и панели управления. Взгляните на несколько примеров ниже:

    Рис. Небольшой образец ручек потенциометра и поворотного энкодера. Все изображения из Adafruit. Слева направо: Soft Touch T18 — белый, Soft Touch T18 — красный, тонкая металлическая ручка, обработанная металлическая ручка, выдвижной потенциометр с пластиковой ручкой

    Создание нестандартных ручек для 3D-печати

    Увлекательным вводным упражнением в 3D-печати является разработка, моделирование и печать собственной ручки потенциометра. Обычно мы выполняем это действие в начале нашего модуля изготовления в нашем курсе физических вычислений. Вот несколько простых примеров разработанных нами ручек потенциометров, которые можно распечатать на 3D-принтере.

    Рис. Три простых ручки потенциометра, созданные в Fusion 360 (за 5-10 минут каждая). Для печати CAD-проектов на 3D-принтере Ultimaker 2+ с толщиной слоя 0,2 мм и без подложек или адгезии пластин требуется около 20 минут (9).0062, например, поля ). Все дизайны Джона Фрёлиха. Пошаговые обучающие видео можно посмотреть здесь и здесь.

    Еще интереснее объединить свои собственные 3D-модели с микроконтроллером и создать собственные приложения, создающие новые интерактивные возможности.

    Видео. Короткое видео, демонстрирующее специальные ручки потенциометров, напечатанные на 3D-принтере, которые используются в качестве пользовательских игровых контроллеров с Arduino Leonardo и пользовательскими эскизами Processing. Код для Arduino+Processing «Etch-a-sketch» ​​находится здесь, а код для Arduino+Processing «Pong» — здесь. Все 3D-проекты САПР и код Джона Фрёлиха.

    Потенциометры в качестве аналоговых джойстиков

    Как и намекают наши 3D-принтеры, потенциометры уже давно используются в качестве игровых контроллеров. В наши аппаратные комплекты мы часто включаем 2-осевой джойстик, подобный этому от Parallax (6,95 долл. США на Adafruit), который содержит два встроенных потенциометра на 10 кОм.

    Рис. Двухосевой джойстик Parallax имеет два встроенных потенциометра на 10 кОм, по одному на каждую ось. Вы можете посмотреть демо-видео здесь.

    Перемещая аналоговый джойстик, вы независимо управляете двумя потенциометрами в конфигурации делителя напряжения. Есть \(V_{Out}\) для потенциометра «Вверх/Вниз» и \(V_{Out}\) для потенциометра «Влево/Вправо». См. принципиальную схему выше.

    Видео. Короткий фрагмент из этого официального видео Parallax, показывающий, как физическое движение джойстика преобразуется в электрический сигнал с помощью двух потенциометров.

    Потенциометры как делители напряжения

    Потенциометры на самом деле представляют собой удобно упакованные делители напряжения, которые мы впервые описали в Уроке 3: \(R_{1}\) и \(R_{2}\) делят напряжение при движении ползунка потенциометра.

    Рис. Потенциометр представляет собой компактный делитель напряжения. Изображение сделано в PowerPoint.

    В качестве примера давайте подключим потенциометр к 5 В (нога 1) и заземлению (ножка 3) и посмотрим, как выходное напряжение \(V_{out}\) меняется на ножке стеклоочистителя (сигнал на ножке 2):

    Рис. Подключим потенциометр к 5В и заземлим. Изображение сделано в PowerPoint.

    Теперь давайте посмотрим, что произойдет, когда мы поменяем дворник. Обратите внимание, как \(V_{out}\) изменяется в соответствии с \(V_{in} * \frac{R2}{(R1 + R2)}\). В видео ниже мы используем потенциометр 1 кОм, но функция та же.

    Видео. Демонстрация изменения \(V_{out}\) в соответствии с \(V_{in} * \frac{R2}{(R1 + R2)}\). Анимация сделана в PowerPoint и CircuitJS.

    Использование потенциометра в качестве двухвыводного переменного резистора

    При использовании только двух выводов (или ветвей) потенциометра — внешнего стержня и скользящего (или сигнального) стержня — потенциометр действует как реостат или два -клемма переменный резистор . Вы можете использовать потенциометр в этой конфигурации для изменения сопротивления в вашей цепи, а не в качестве делителя напряжения. Собственно, этим мы и займемся ниже. Мы вернемся к использованию потенциометра в качестве делителя напряжения, когда начнем работать с микроконтроллерами.

    Упражнение: Соберите светодиодную схему с потенциометром в качестве переменного резистора

    Ура, теперь мы готовы строить! Давайте начнем с создания простой светодиодной схемы с нашим потенциометром в качестве переменного резистора с двумя выводами. Здесь мы будем использовать только одну внешнюю ногу (ногу 1 или 3, это не имеет значения) и сигнальную ногу (ногу 2). Давайте посмотрим на принципиальную схему — это то, что вы ожидали? Почему или почему нет?

    Рис. Пример подключения потенциометра в качестве переменного резистора. Изображение сделано в Fritzing и PowerPoint.

    Вы заметили в нашей схеме дополнительный постоянный резистор? Как вы думаете, почему он у нас есть?

    Ответ: поскольку многие потенциометры изменяются от 0 Ом до своего максимального значения, мы должны использовать «резервный» резистор в серии с нашим потенциометром. В противном случае, когда мы поворачиваем потенциометр до низких значений сопротивления, через наш светодиод будет проходить слишком большой ток. Например, с типичным красным светодиодом с \(V_f=2В\) и батареей 9В, если мы установим потенциометр на 50Ом, то мы получим \(I=\frac{7В}{50Ом}=140мА\), что далеко за порогом 20-30 мА светодиода.

    Видео. Вот пример того, что произойдет, если вы повернете потенциометр на низкое сопротивление без резервного резистора. Бум, еще один перегоревший светодиод. Видео сделано в Tinkercad и Camtasia.

    Конечно, вы также можете построить схему на основе потенциометра в CircuitJS, подобную этой.

    Прототип схемы в Tinkercad Circuits

    Мы хотели бы, чтобы вы создали прототип двух светодиодных схем на основе потенциометра в Tinkercad Circuits: первый без макет и второй с макет. Если вы хотите, вы можете включить амперметр и вольтметр, показывающий, как меняются падение тока и напряжения при вращении ручки потенциометра. Вот два возможных примера светодиодной схемы на основе потенциометра. Убедитесь, что и графические изображения, и принципиальные схемы имеют смысл. Помните, что мы используем только два из трех ножек потенциометра.

    Рис. Пример подключения потенциометра в качестве переменного резистора к макетной плате. Существует множество других возможных функционально эквивалентных схем. Изображение сделано в Fritzing и PowerPoint.

    Для обеих схем Tinkercad включите снимок экрана в свои журналы прототипирования и опишите свои наблюдения (достаточно одного или двух предложений).

    Прототип схемы на макетной плате

    После того, как вы построили и смоделировали схемы в Tinkercad, мы хотели бы, чтобы вы физически построили макетную версию с вашими комплектами оборудования. Сделайте фото и демонстрационное видео работы схемы и поместите их в свои журналы прототипирования. Опишите любые трудности.

    Видео. Вот один из возможных способов макетирования схемы подстроечного потенциометра с резервным резистором и красным светодиодом. Что вы сделали? Пожалуйста, снимите подобное видео для своих журналов прототипирования.

    Упражнение: Замените другой переменный резистор

    После того, как вы закончите описанное выше, мы хотели бы, чтобы вы поиграли и поэкспериментировали с другими переменными резисторами в ваших комплектах оборудования, которые включают термистор (в вашей коробке Plusivo), лампу . -зависимый резистор (также в коробке Plusivo), ползунковый потенциометр и/или мой любимый чувствительный к силе резистор .

    Выберите два из них и поменяйте их местами вместо подстроечного потенциометра на макетной плате. Сделайте несколько фотографий, видео-демонстрацию и напишите краткое описание того, что вы наблюдали/узнали, для своих журналов прототипирования.

    Ниже приведены два примера.

    Цепь резистора, чувствительного к силе

    Резистор, чувствительный к силе (FSR), реагирует на силу или давление. По мере увеличения приложенной силы сопротивление на двух клеммах уменьшается. В простой схеме, приведенной ниже, светодиод будет получать больший ток (и в результате излучать больше света), поскольку на FSR оказывается большее давление.

    Рис. Пример подключения силового резистора для простой схемы светодиодов. Изображение сделано в Fritzing и PowerPoint.

    Вот демонстрация видео:

    Видео. Видеодемонстрация светодиодной схемы на основе FSR.

    Цепь светозависимого резистора

    Светозависимый резистор (LDR), иногда называемый фотоэлементом или светочувствительным резистором, уменьшает свое сопротивление под действием света. В простой схеме ниже вы заметите, что красный светодиод ярко светится в ответ на фонарик. Часто мы хотим прямо противоположного поведения: яркость светодиода обратно пропорциональна свету.

    Рис. Пример схемы светозависимого резистора (LDR) со светодиодом. В этой конфигурации яркость светодиода будет увеличиваться пропорционально количеству света, попадающего на датчик LDR. Изображение сделано в Fritzing и PowerPoint.

    И видео демонстрация:

    Видео. Видеодемонстрация светодиодной схемы на основе LDR.

    Упражнение: соберите переменный резистор своими руками

    В качестве последнего задания мы предлагаем вам собрать переменный резистор своими руками. Именно для этой цели мы включили графитовые карандаши 12B в ваши аппаратные комплекты, но вы можете использовать и другие материалы, если хотите.

    Грифели карандаша представляют собой смесь глины и графита — чем больше графита, тем лучше проводимость. Чем больше графита, тем выше рейтинг B (вы можете получить карандаши 1B, 2B, 3B… 14B). Для ваших комплектов у нас есть 12B.

    Это занятие вдохновлено Джеффом Феддерсеном из программы ITP Нью-Йоркского университета. Пожалуйста, посмотрите это видео, прежде чем продолжить (это одно из моих любимых!).

    Ом Часть 2 от Джеффа Феддерсена на Vimeo.

    Для журналов прототипирования нарисуйте принципиальную схему самодельного потенциометра, соберите ее физически, а затем сделайте несколько фотографий и видео, демонстрирующих, как это работает. Пожалуйста, также включите краткое описание и отражение того, что вы узнали.

    Пример самодельного поворотного потенциометра

    Вот пример самодельного поворотного потенциометра, который я сделал из картона, бумаги, скрепки и канцелярской кнопки (для дворника) и карандашного наброска 12В (для резистивного материала).

    Видео. Недорогой поворотный потенциометр, сделанный из картона, бумаги, скрепки и канцелярской кнопки (для дворника) и карандашного наброска 12В (для резистивного материала).

    Пример самодельного ползункового потенциометра

    Вот пример самодельного ползункового потенциометра, который я сделал из похожих материалов: картона, бумаги, картонного дворника с медной лентой и карандашного наброска 12В (для резистивной дорожки).

    Видео. Низкочастотный ползунковый потенциометр, сделанный из картона, бумаги, обмотанного медной лентой картона (для ползунка) и карандашного наброска 12В (для резистивной дорожки).

    Лоу-фай электроника своими руками

    Существует множество отличных ресурсов для создания лоу-фай датчиков, кнопок и разъемов из повседневных подручных материалов, таких как фольга, картон и скрепки. Ознакомьтесь с этими ресурсами, чтобы начать мозговой штурм!

    • Веб-сайт KOBAKANT DIY Wearable Technology, созданный Микой Сатоми и Ханной Пернер-Уилсон, содержит прекрасный набор ресурсов для создания собственных электронных компонентов, включая датчики, приводы, дорожки и разъемы.

    • Аналогичным образом, на веб-сайте «комплект без деталей» описывается несколько методов ручной сборки электроники и датчиков.

    • Scrappy Circuits Майкла Кэрролла охватывает картонные схемы. См. их Twitter для большего количества идей.

    Resources

    • Chapter 8, Variable Resistors, Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques , O’Reilly Media, 2015

    • Chapter 11: Potentiometer in Platt, Make: Encyclopedia of Electronic Components Том 1: Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, переключатели, энкодеры, реле, транзисторы , O’Reilly, 2012.

    Выбор типа резистора: постоянный или переменный

    Резисторы бывают двух основных видов: постоянные и переменные. Оба типа обычно используются в электронных схемах. Вот краткая информация о каждом типе и почему вы должны выбрать тот или иной:

    • A Постоянный резистор обеспечивает постоянное сопротивление, определенное на заводе. Вы используете его, когда хотите ограничить ток в пределах определенного диапазона или разделить напряжение определенным образом. В схемах со светодиодами используются постоянные резисторы для ограничения тока, что защищает светодиод от повреждения.

    • Переменный резистор , , обычно называемый потенциометром (сокращенно pot ), позволяет регулировать сопротивление практически от нуля до заданного на заводе максимального значения. Вы используете потенциометр, когда хотите изменить величину тока или напряжения, подаваемого на часть вашей цепи. Несколько примеров того, где вы можете найти потенциометры, — это переключатели диммера, регуляторы громкости для аудиосистем и датчики положения, хотя цифровые элементы управления в значительной степени заменили потенциометры в бытовой электронике.

    Присмотритесь к постоянным и переменным резисторам. На следующем рисунке показаны символы схемы, которые обычно используются для обозначения постоянных резисторов, потенциометров и другого типа переменного резистора, называемого реостатом . Зигзагообразный узор должен напоминать вам, что резисторы затрудняют прохождение тока, так же как изгиб шланга затрудняет прохождение воды.

    Символы цепи для постоянного резистора (слева), потенциометра (в центре) и реостата (справа).

    Фиксированные резисторы рассчитаны на определенное сопротивление, но фактическое сопротивление любого данного резистора может отличаться (в большую или меньшую сторону) от его номинального значения на некоторый процент, известный как допуск резистора .

    Допустим, вы выбрали

    с допуском 5%. Фактическое сопротивление, которое он обеспечивает, может быть где угодно от

    .

    (потому что 5% от 1000 равно 50). Можно сказать, что сопротивление

    .

    плюс-минус 5%.

    Постоянные резисторы бывают двух категорий:

    • Резисторы стандартной точности могут варьироваться от 2% до 20% от их номинальных значений. Маркировка на корпусе резистора покажет вам, насколько далеко может быть фактическое сопротивление (например, +/–2 %, +/–5 %, +/–10 % или +/–20 %). Вы используете резисторы стандартной точности в большинстве хобби-проектов, потому что (чаще всего) вы используете резисторы для ограничения тока или деления напряжения в пределах допустимого диапазона. Резисторы с допуском 5% или 10% обычно используются в электронных схемах.

    • Высокоточные резисторы имеют погрешность всего 1% от их номинальной стоимости. Вы используете их в схемах, где вам нужна исключительная точность, например, в точной синхронизации или в цепи опорного напряжения.

    Постоянные резисторы часто поставляются в цилиндрическом корпусе с двумя торчащими выводами, чтобы их можно было подключать к другим элементам схемы. Не стесняйтесь вставлять постоянные резисторы в свои схемы любым способом — в этих маленьких устройствах с двумя контактами нет ни левого, ни правого, ни верхнего, ни нижнего, ни туда, ни обратно.

    Большинство постоянных резисторов имеют цветовую маркировку с их номинальным значением и допуском, но некоторые резисторы имеют свои значения, выбитые прямо на крошечной упаковке вместе с кучей других букв и цифр, которые гарантированно вызовут путаницу.

    Замена подстроечного резистора на переменный: Из подстроечного в переменный | 3dx