Схема подключения потенциометра с 3 контактами

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

Продолжаем серию уроков “Arduino для начинающих”. На предыдущих уроках мы познакомились с простейшими схемами — сборкой мигающего светодиода и светодиода, загорающегося по нажатию кнопки. Сегодня собираем модель с потенциометром (переменным резистором) и светодиодом. Такая модель может использоваться для управления роботом.Схема подключения потенциометра с 3 контактами

Потенциометр — это переменный резистор с регулируемым сопротивлением. Потенциометры используются в робототехнике как регуляторы различных параметров — громкости звука, мощности, напряжения и т.п. В нашей модели от поворота ручки потенциометра будет зависеть яркость светодиода . Это также одна из базовых схем.

Видео-инструкция сборки модели:

Для сборки модели нам потребуется:

  • плата Arduino (или аналоги);
  • Breadboard;
  • 6 проводов и/или перемычек “папа-папа”;
  • светодиод;
  • потенциометр (переменный резистор);
  • резистор на 220 Ом;
  • среда Arduino >Схема подключения потенциометра с 3 контактами

Что понадобится для подключения потенциометра и светодиода на Arduino?

Схема подключения модели Arduino с потенциометром и светодиодом:

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

Схема подключения модели Arduino с потенциометром и светодиодом

Для работы этой модели подойдет следующая программа (программу вы можете просто скопировать в Arduino IDE):

// даём имена пинов со светодиодом
// и потенциометром
#define led 9
#define pot A0
void setup()
<
// пин со светодиодом — выход
pinMode(led, OUTPUT);
// пин с потенциометром — вход
pinMode(pot, INPUT);
>
void loop()
<
// объявляем переменную x
int x;
// считываем напряжение с потенциометра:
// будет получено число от 0 до 1023
// делим его на 4, получится число в диапозоне
// 0-255 (дробная часть будет отброшена)
x = analogRead(pot) / 4;
// выдаём результат на светодиод
analogWrite(led, x);
>

Так выглядит собранная модель Arduino потенциометра со светодиодом:

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

Модель Arduino с потенциометром и светодиодом в собранном виде

На этом третий урок “Arduino для начинающих” закончен. Продолжение следует !

Посты по урокам:

Все посты сайта «Занимательная робототехника» по тегу Arduino.

Не знаете, где купить Arduino? Все используемые в уроке комплектующие входят в большинство готовых комплектов Arduino, их также можно приобрести по отдельности. Подробная инструкция по выбору здесь. Низкие цены, спецпредложения и бесплатная доставка на сайтах AliExpress и DealExtreme. Если нет времени ждать посылку из Китая — рекомендуем интернет-магазины Амперка и DESSY. Низкие цены и быструю доставку предлагает интернет-магазин ROBstore. Смотри также список магазинов.

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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.

»
Цифровой потенциометр MCP41010, и его схема подключения к Ардуино.

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.

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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.

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.

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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.

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

  • Стационарные оборотные . Располагаются на корпусе различных устройств. В свою очередь оборотные потенциометры разделяют на несколько видов:
    • Однооборотные .
    Схема подключения потенциометра с 3 контактами
    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 .

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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 .

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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 .

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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.

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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.

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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.

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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.

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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).

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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.

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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.
Схема подключения потенциометра с 3 контактами
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.

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

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.

>

Схема подключения потенциометра с 3 контактами

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *