การใช้โพเทนชิออมิเตอร์ (ตัวต้านทานแบบทริมเมอร์) เพื่อปรับความสว่างของ LED การเชื่อมต่อแบบขนานของตัวต้านทานแบบแปรผันและแบบคงที่ เทคโนโลยีวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิธีการเชื่อมต่อทริมเมอร์และตัวต้านทานแบบปรับค่าได้
โพเทนชิออมิเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่พวกเราส่วนใหญ่เชื่อมโยงกับปุ่มปรับระดับเสียงที่ยื่นออกมาจากวิทยุ ปัจจุบันในยุคดิจิทัล โพเทนชิออมิเตอร์ไม่ได้ใช้บ่อยนัก
อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์นี้มีเสน่ห์เป็นพิเศษ และไม่สามารถเปลี่ยนได้หากจำเป็นต้องปรับ "อนาล็อก" อย่างราบรื่น ตัวอย่างเช่น หากคุณเล่นเกมคอนโซลด้วยเกมแพด เกมแพดมีปุ่มอนาล็อก ซึ่งมักประกอบด้วยโพเทนชิโอมิเตอร์ 2 ตัว คนหนึ่งควบคุมแกนนอน และอีกคนหนึ่งควบคุมแกนตั้ง ต้องขอบคุณโพเทนชิโอมิเตอร์เหล่านี้ที่ทำให้เกมมีความแม่นยำมากกว่าจอยสติ๊กดิจิทัลทั่วไป
โพเทนชิออมิเตอร์เป็นตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ ตัวต้านทานเป็นองค์ประกอบวิทยุที่ทำให้กระแสไหลผ่านได้ยาก ใช้เมื่อจำเป็นต้องลดแรงดันหรือกระแส
ตัวต้านทานหรือโพเทนชิออมิเตอร์แบบปรับได้มีจุดประสงค์เดียวกัน ยกเว้นว่าไม่มีความต้านทานคงที่ แต่จะเปลี่ยนแปลงตามที่ผู้ใช้ต้องการ สะดวกมากเพราะใครๆ ก็ชอบระดับเสียง ความสว่าง และคุณสมบัติอื่นๆ ของอุปกรณ์ที่สามารถปรับต่างกันได้
วันนี้เราสามารถพูดได้ว่าโพเทนชิออมิเตอร์ไม่ได้ควบคุมลักษณะการทำงานของอุปกรณ์ (ซึ่งทำโดยวงจรเองด้วยจอแสดงผลดิจิตอลและปุ่ม) แต่ทำหน้าที่ในการเปลี่ยนพารามิเตอร์ เช่น การควบคุมในเกม การโก่งตัวของ ปีกเครื่องบินควบคุมจากระยะไกล การหมุนของกล้องวงจรปิด ฯลฯ
โพเทนชิออมิเตอร์ทำงานอย่างไร?
โพเทนชิออมิเตอร์แบบเดิมมีก้านซึ่งวางปุ่มไว้เพื่อเปลี่ยนความต้านทานและมีขั้วต่อ 3 อัน
ขั้วต่อด้านนอกทั้งสองเชื่อมต่อกันด้วยวัสดุนำไฟฟ้าซึ่งมีความต้านทานคงที่ ที่จริงแล้วมันเป็นตัวต้านทานแบบคงที่ ขั้วกลางของโพเทนชิออมิเตอร์เชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสแบบเคลื่อนย้ายได้ซึ่งเคลื่อนที่ไปตามวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ผลจากการเปลี่ยนตำแหน่งของหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่ ความต้านทานระหว่างเทอร์มินัลส่วนกลางและเทอร์มินัลด้านนอกของโพเทนชิออมิเตอร์ก็เปลี่ยนไปเช่นกัน
ดังนั้นโพเทนชิออมิเตอร์สามารถเปลี่ยนความต้านทานระหว่างหน้าสัมผัสส่วนกลางและหน้าสัมผัสด้านนอกจาก 0 โอห์มเป็นค่าสูงสุดที่ระบุไว้บนตัวเครื่อง
ตามแผนผัง โพเทนชิออมิเตอร์สามารถแสดงเป็นตัวต้านทานคงที่สองตัวได้:
ในตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า ขั้วปลายสุดของตัวต้านทานจะเชื่อมต่อระหว่างแหล่งจ่ายไฟ Vcc และกราวด์ GND และพินกลางจาก GND จะสร้างแรงดันไฟฟ้าต่ำลงใหม่
Uout = Uin*R2/(R1+R2)
หากเรามีตัวต้านทานที่มีความต้านทานสูงสุด 10 kOhm และเลื่อนที่จับไปที่ตำแหน่งตรงกลาง เราจะได้ตัวต้านทาน 2 ตัวที่มีค่า 5 kOhm โดยการใช้แรงดันไฟฟ้า 5 โวลต์กับอินพุต ที่เอาต์พุตของตัวแบ่งเราจะได้แรงดันไฟฟ้า:
Uout = Uin * R2/(R1+R2) = 5*5000/(5000+5000) = 5*5/10 = 5*1/2 = 2.5V
แรงดันไฟขาออกมีค่าเท่ากับครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าขาเข้า
จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราหมุนลูกบิดเพื่อให้พินกลางเชื่อมต่อกับพิน Vcc?
ยูเอาท์ = ยูอิน*R2/(R1+R2) = 5*10000/(0+10000) = 5*10000/10000 = 5*1 = 5V
เนื่องจากความต้านทานของตัวต้านทาน R1 ลดลงเหลือ 0 โอห์ม และความต้านทานของ R2 เพิ่มขึ้นเป็น 10 kOhm เราจึงได้แรงดันเอาต์พุตสูงสุดที่เอาต์พุต
จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราหมุนที่จับไปในทิศทางตรงกันข้ามจนสุด?
ยูเอาท์ = ยูอิน*R2/(R1+R2) = 5*0/(10,000 0) = 5*0 = 0V
ในกรณีนี้ R1 จะมีความต้านทานสูงสุด 10 kOhm และ R2 จะลดลงเหลือ 0 ที่จริงแล้วจะไม่มีแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุต
ดูเหมือนรายละเอียดง่ายๆ อะไรจะซับซ้อนที่นี่? แต่ไม่! มีเคล็ดลับบางประการในการใช้สิ่งนี้ โครงสร้างตัวต้านทานปรับค่าได้ถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกับที่แสดงในแผนภาพ - แถบวัสดุที่มีความต้านทานหน้าสัมผัสจะถูกบัดกรีไปที่ขอบ แต่ยังมีเทอร์มินัลที่สามที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ซึ่งสามารถรับตำแหน่งใดก็ได้บนแถบนี้โดยแบ่ง ความต้านทานเป็นชิ้นส่วน สามารถใช้เป็นทั้งตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบโอเวอร์คล็อกได้ (โพเทนชิออมิเตอร์) และตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ - หากคุณต้องการเปลี่ยนความต้านทาน
เคล็ดลับนี้สร้างสรรค์:
สมมติว่าเราจำเป็นต้องสร้างความต้านทานแบบแปรผัน เราต้องการเอาต์พุตสองตัว แต่อุปกรณ์นั้นมีสามเอาต์พุต ดูเหมือนว่าสิ่งที่ชัดเจนจะแนะนำตัวเอง - อย่าใช้ข้อสรุปสุดโต่งเพียงข้อเดียว แต่ใช้เฉพาะจุดกึ่งกลางและจุดที่สองเท่านั้น ความคิดที่ไม่ดี! ทำไม เพียงแต่ว่าเมื่อเคลื่อนที่ไปตามแถบ หน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่สามารถกระโดด สั่น และสูญเสียการสัมผัสกับพื้นผิวได้ ในกรณีนี้ ความต้านทานของตัวต้านทานปรับค่าได้จะไม่มีที่สิ้นสุด ทำให้เกิดการรบกวนระหว่างการปรับจูน เกิดประกายไฟ และการเผาไหม้ออกจากรางกราไฟท์ของตัวต้านทาน และทำให้อุปกรณ์ถูกปรับออกจากโหมดการปรับจูนที่อนุญาต ซึ่งอาจถึงแก่ชีวิตได้
สารละลาย? เชื่อมต่อเทอร์มินัลสุดขั้วเข้ากับอันตรงกลาง ในกรณีนี้ สิ่งที่เลวร้ายที่สุดที่รออุปกรณ์อยู่คือการมีความต้านทานสูงสุดในระยะสั้น แต่จะไม่เกิดการแตกหัก
ต่อสู้กับค่าขีดจำกัด
หากตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ควบคุมกระแส เช่น การจ่ายไฟให้ LED จากนั้นเมื่อถูกปรับให้อยู่ในตำแหน่งสุดขั้ว เราก็สามารถทำให้ความต้านทานเป็นศูนย์ได้ และนี่คือการขาดตัวต้านทานโดยพื้นฐานแล้ว - LED จะไหม้และไหม้ ดังนั้นคุณต้องแนะนำตัวต้านทานเพิ่มเติมที่กำหนดความต้านทานขั้นต่ำที่อนุญาต ยิ่งไปกว่านั้น มีสองวิธีแก้ปัญหาที่นี่ - แบบชัดเจนและแบบสวยงาม :) สิ่งที่ชัดเจนนั้นเข้าใจได้ในความเรียบง่าย แต่ความสวยงามนั้นน่าทึ่งตรงที่เราไม่เปลี่ยนความต้านทานสูงสุดที่เป็นไปได้ เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะทำให้เครื่องยนต์เป็นศูนย์ เมื่อเครื่องยนต์อยู่ในตำแหน่งสูงสุดแล้วความต้านทานจะเท่ากับ (R1*R2)/(R1+R2)- ความต้านทานน้อยที่สุด และที่จุดต่ำสุดก็จะเท่ากัน R1- อันที่เราคำนวณและไม่จำเป็นต้องเผื่อตัวต้านทานเพิ่มเติม สวยจังเลย! -
หากคุณต้องการใส่ข้อจำกัดทั้งสองด้าน ให้ใส่ตัวต้านทานคงที่ที่ด้านบนและด้านล่าง ง่ายและมีประสิทธิภาพ ขณะเดียวกันก็สามารถเพิ่มความแม่นยำได้ตามหลักการที่ให้ไว้ด้านล่าง
บางครั้งจำเป็นต้องปรับความต้านทานหลาย ๆ kOhms แต่ปรับเพียงเล็กน้อย - เศษของเปอร์เซ็นต์ เพื่อไม่ให้ใช้ไขควงจับการหมุนของเครื่องยนต์ในระดับไมโครองศาบนตัวต้านทานขนาดใหญ่ ให้ติดตั้งตัวแปรสองตัว อันหนึ่งสำหรับความต้านทานขนาดใหญ่ และอันที่สองสำหรับอันเล็ก เท่ากับค่าของการปรับที่ต้องการ เป็นผลให้เรามี twisters สองตัว - หนึ่งอัน " ขรุขระ"ที่สอง" อย่างแน่นอน“เราตั้งค่าอันใหญ่เป็นค่าโดยประมาณ จากนั้นอันเล็กเราก็นำมาปรับสภาพ
การกำหนดพารามิเตอร์ ความต้านทานไฟฟ้าใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์วิทยุและอิเล็กทรอนิกส์ ในทางวิศวกรรมไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้ามักเรียกว่าตัวต้านทาน เรารู้ว่าความต้านทานไฟฟ้าวัดเป็นหน่วยที่เรียกว่าโอห์ม ในทางปฏิบัติ มักจำเป็นต้องมีความต้านทานเป็นพันหรือหลายล้านโอห์ม ดังนั้นจึงใช้หน่วยมิติต่อไปนี้เพื่อกำหนดความต้านทาน:
วัตถุประสงค์หลักของตัวต้านทานคือเพื่อสร้างกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการทำงานปกติของวงจรอิเล็กทรอนิกส์
ลองพิจารณาแผนภาพการใช้ตัวต้านทานเพื่อรับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด
ขอให้เรามีแหล่งพลังงาน GB ที่มีแรงดันไฟฟ้า U=12V เราจำเป็นต้องได้รับแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุต U1=4V โดยปกติแล้วแรงดันไฟฟ้าในวงจรจะวัดสัมพันธ์กับสายสามัญ (กราวด์)
แรงดันไฟขาออกจะถูกคำนวณสำหรับกระแสที่กำหนดในวงจร (I ในแผนภาพ) สมมติว่ากระแสคือ 0.04A หากแรงดันไฟฟ้าบน R2 คือ 4 โวลต์ แรงดันไฟฟ้าบน R1 จะเป็น Ur1 = U - U1 = 8V จากการใช้กฎของโอห์ม เราจะหาค่าความต้านทาน R1 และ R2
R1 = 8 / 0.04 = 200 โอห์ม;
R2 = 4 / 0.04 = 100 โอห์ม 
ในการใช้วงจรดังกล่าว เราจำเป็นต้องทราบค่าของความต้านทาน เพื่อเลือกตัวต้านทานที่มีกำลังที่เหมาะสม ลองคำนวณพลังงานที่กระจายโดยตัวต้านทาน
กำลังของตัวต้านทาน R1 ต้องไม่น้อยกว่า: Pr1 = Ur1 2 / R1; Pr1 = 0.32Wt และกำลัง R2: Pr2 = U1 2 / R2 = 0.16Wt วงจรที่แสดงในภาพเรียกว่าตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าและใช้เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า
คุณสมบัติการออกแบบของความต้านทาน
ตามโครงสร้างตัวต้านทานจะถูกแบ่งตามความต้านทานของตัวเอง (ค่าเล็กน้อย) ส่วนเบี่ยงเบนเป็นเปอร์เซ็นต์ของค่าเล็กน้อยและการกระจายพลังงาน พิกัดความต้านทานและเปอร์เซ็นต์ส่วนเบี่ยงเบนจากพิกัดระบุด้วยข้อความหรือเครื่องหมายสีบนตัวต้านทาน และกำลังถูกกำหนดโดยขนาดโดยรวมของตัวต้านทาน (สำหรับตัวต้านทานที่มีกำลังไฟต่ำและปานกลาง สูงถึง 1 W) สำหรับ ตัวต้านทานกำลังสูง กำลังไฟจะแสดงบนตัวตัวต้านทาน 
ตัวต้านทานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือประเภท MLT และ BC ตัวต้านทานเหล่านี้มีรูปทรงกระบอกและมีขั้วต่อสองตัวสำหรับเชื่อมต่อกับวงจรไฟฟ้า เนื่องจากตัวต้านทาน (ไม่แรง) มีขนาดเล็ก จึงมักมีแถบสีกำกับไว้ วัตถุประสงค์ของแถบสีนั้นเป็นมาตรฐานและใช้ได้กับตัวต้านทานทั้งหมดที่ผลิตในประเทศใดๆ ในโลก
แถบที่หนึ่งและแถบที่สองคือการแสดงออกเชิงตัวเลขของความต้านทานที่ระบุของตัวต้านทาน แบนด์ที่สามคือตัวเลขที่คุณต้องคูณนิพจน์ตัวเลขที่ได้จากแบนด์ที่หนึ่งและที่สอง แถบที่สี่คือเปอร์เซ็นต์ส่วนเบี่ยงเบน (ความอดทน) ของค่าความต้านทานจากค่าที่ระบุ
ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า ความต้านทานแบบแปรผัน
กลับมาที่ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าอีกครั้ง บางครั้งไม่จำเป็นต้องได้รับแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าหนึ่งอัน แต่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าหลายอันที่สัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า หากต้องการรับแรงดันไฟฟ้าหลายแบบ U1, U2 ... Un คุณสามารถใช้ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบอนุกรมและหากต้องการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของตัวแบ่งให้ใช้สวิตช์ (แสดงโดย SA)
ลองคำนวณวงจรแบ่งแรงดันอนุกรมสำหรับแรงดันเอาต์พุตสามค่า U1=2V, U2=4V และ U3=10V โดยมีแรงดันไฟฟ้าอินพุต U=12V
สมมติว่ากระแส I ในวงจรคือ 0.1A
ก่อนอื่น เรามาค้นหาแรงดันไฟฟ้าคร่อมความต้านทาน R4 กันก่อน Ur4 = U - U3; Ur4 = 12 - 10 = 2V
มาหาค่าความต้านทาน R4 กัน R4 = Ur4 / I; R4 = 2V / 0.1A = 20 โอห์ม
เรารู้แรงดันไฟฟ้าที่ R1 มันคือ 2V
มาหาค่าความต้านทาน R1 กัน R1 = U1 / ฉัน; R1 = 2V / 0.1A = 20 โอห์ม
แรงดันไฟฟ้าตกคร่อม R2 เท่ากับ U2 - Ur1 Ur2 = 4V - 2V = 2V
มาหาค่าความต้านทาน R2 กัน R2 = Ur2 / I; R2=2V/0.1A=20 โอห์ม
และสุดท้าย เราจะหาค่าของ R3 ซึ่งเราจะกำหนดแรงดันไฟฟ้าของ R3
Ur3 = U3 - U2; Ur3 = 10V - 4V = 6V จากนั้น R3 = Ur3 / I = 6V / 0.1A = 60 โอห์ม
เห็นได้ชัดว่าเมื่อทราบวิธีคำนวณตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแล้ว เราสามารถสร้างตัวแบ่งสำหรับแรงดันไฟฟ้าและแรงดันเอาต์พุตจำนวนเท่าใดก็ได้
การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตแบบขั้นตอน (ไม่ราบรื่น) เรียกว่า DISCRETE ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าดังกล่าวไม่เป็นที่ยอมรับเสมอไป เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าขาออกจำนวนมาก ต้องใช้ตัวต้านทานจำนวนมากและสวิตช์หลายตำแหน่ง และแรงดันไฟฟ้าขาออกจะไม่ถูกปรับอย่างราบรื่น
จะสร้างตัวแบ่งด้วยแรงดันเอาต์พุตที่ปรับได้อย่างต่อเนื่องได้อย่างไร? เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ใช้ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ อุปกรณ์ของตัวต้านทานปรับค่าได้จะแสดงในรูป 
การเลื่อนแถบเลื่อนจะทำให้แนวต้านเปลี่ยนแปลงได้อย่างราบรื่น การเลื่อนแถบเลื่อนจากด้านล่าง (ดูแผนภาพ) ไปยังตำแหน่งบนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า U อย่างราบรื่นซึ่งจะแสดงโดยโวลต์มิเตอร์
การเปลี่ยนแปลงความต้านทานขึ้นอยู่กับตำแหน่งของแถบเลื่อนมักจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้อาจมี: ขึ้นอยู่กับการใช้งานในวงจรอิเล็กทรอนิกส์และการออกแบบ
การพึ่งพาเชิงเส้นของความต้านทานกับตำแหน่งของตัวเลื่อน - เส้น A บนกราฟ
การพึ่งพาลอการิทึม - เส้นโค้ง B บนกราฟ
การพึ่งพาลอการิทึมผกผัน - เส้นโค้ง B บนกราฟ
การพึ่งพาการเปลี่ยนแปลงความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของแถบเลื่อนสำหรับตัวต้านทานแบบแปรผันจะแสดงอยู่บนตัวตัวต้านทานพร้อมตัวอักษรที่สอดคล้องกันที่ส่วนท้ายของเครื่องหมายประเภทตัวต้านทาน
ตามโครงสร้าง ตัวต้านทานผันแปรจะถูกแบ่งออกเป็นตัวต้านทานที่มีการเคลื่อนที่เชิงเส้นของแถบเลื่อน (รูปที่ 1) ตัวต้านทานที่มีการเคลื่อนที่เป็นวงกลมของแถบเลื่อน (รูปที่ 2) และตัวต้านทานการปรับแต่งสำหรับการปรับและปรับแต่งวงจรอิเล็กทรอนิกส์ (รูปที่ 3) ตามพารามิเตอร์ตัวต้านทานตัวแปรจะถูกแบ่งตามความต้านทานเล็กน้อยกำลังและการพึ่งพาการเปลี่ยนแปลงความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของแถบเลื่อน ตัวอย่างเช่นการกำหนด SP3-23a 22 kOhm 0.25 W หมายถึง: ความต้านทานแบบแปรผัน, รุ่นหมายเลข 23, ลักษณะการเปลี่ยนแปลงความต้านทานประเภท "A", ความต้านทานเล็กน้อย 22 kOhm, กำลัง 0.25 วัตต์
ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์วิทยุและอิเล็กทรอนิกส์เป็นตัวควบคุม องค์ประกอบการปรับแต่ง และตัวควบคุม ตัวอย่างเช่น คุณอาจคุ้นเคยกับอุปกรณ์วิทยุ เช่น วิทยุหรือระบบสเตอริโอ พวกเขาใช้ตัวต้านทานแบบแปรผันเป็นตัวควบคุมระดับเสียง โทน และความถี่
รูปภาพแสดงส่วนของบล็อกตัวควบคุมโทนเสียงและระดับเสียงสำหรับ Music Center และตัวควบคุมโทนเสียงใช้ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ของแถบเลื่อนเชิงเส้น และตัวควบคุมระดับเสียงมีแถบเลื่อนแบบหมุนได้
มาดูตัวต้านทานแบบแปรผันกันดีกว่า... เรารู้อะไรบ้างเกี่ยวกับเรื่องนี้? ยังไม่มีอะไรเพราะเราไม่รู้ด้วยซ้ำถึงพารามิเตอร์พื้นฐานของส่วนประกอบวิทยุนี้ซึ่งพบได้ทั่วไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้นเรามาเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับพารามิเตอร์ของตัวแปรและตัวต้านทานการตัดแต่ง
เริ่มต้นด้วยการเป็นที่น่าสังเกตว่าตัวต้านทานแบบแปรผันและแบบตัดแต่งเป็นส่วนประกอบแบบพาสซีฟของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งหมายความว่าใช้พลังงานจากวงจรไฟฟ้าระหว่างการทำงาน องค์ประกอบของวงจรพาสซีฟยังรวมถึงตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ และหม้อแปลงไฟฟ้า
ไม่มีพารามิเตอร์มากเกินไป ยกเว้นผลิตภัณฑ์ที่มีความแม่นยำซึ่งใช้ในเทคโนโลยีทางทหารหรืออวกาศ:
ความต้านทานที่กำหนด- ไม่ต้องสงสัยเลยว่านี่คือพารามิเตอร์หลัก ความต้านทานรวมอาจมีตั้งแต่สิบโอห์มไปจนถึงหลายสิบเมกะโอห์ม ทำไมต้องต่อต้านโดยสิ้นเชิง? นี่คือความต้านทานระหว่างขั้วคงที่ด้านนอกสุดของตัวต้านทาน - มันไม่เปลี่ยนแปลง
การใช้แถบเลื่อนปรับทำให้เราสามารถเปลี่ยนความต้านทานระหว่างขั้วต่อสุดขั้วและขั้วต่อของหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่ได้ ความต้านทานจะแตกต่างจากศูนย์ถึงความต้านทานเต็มของตัวต้านทาน (หรือกลับกัน - ขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อ) ความต้านทานที่ระบุของตัวต้านทานจะแสดงบนตัวเครื่องโดยใช้รหัสตัวอักษรและตัวเลข (M15M, 15k ฯลฯ )
กำลังกระจายหรือพิกัด- ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้จะใช้ด้วยกำลัง 0.04; 0.25; 0.5; 1.0; 2.0 วัตต์ขึ้นไป
เป็นเรื่องที่ควรเข้าใจว่าตามกฎแล้วตัวต้านทานแบบแปรผันแบบลวดพันนั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าตัวต้านทานแบบฟิล์มบาง ใช่ ไม่น่าแปลกใจเลย เพราะฟิล์มนำไฟฟ้าบางสามารถทนกระแสได้น้อยกว่าสายไฟมาก ดังนั้น คุณลักษณะด้านกำลังจึงสามารถตัดสินได้คร่าวๆ แม้จะดูจากรูปลักษณ์ของ "ตัวแปร" และการออกแบบก็ตาม
แรงดันไฟฟ้าสูงสุดหรือขีดจำกัดการทำงาน- ทุกอย่างชัดเจนที่นี่ นี่คือแรงดันไฟฟ้าในการทำงานสูงสุดของตัวต้านทานซึ่งไม่ควรเกิน สำหรับตัวต้านทานแบบแปรผัน แรงดันไฟฟ้าสูงสุดจะสอดคล้องกับอนุกรม: 5, 10, 25, 50, 100, 150, 200, 250, 350, 500, 750, 1,000, 1500, 3000, 8000 โวลต์ แรงดันไฟฟ้าสูงสุดของตัวอย่างบางส่วน:
SP3-38 (ก-ง)สำหรับกำลังไฟ 0.125 W - 150 V (สำหรับการทำงานในวงจร AC และ DC)
SP3-29a- 1,000 V (สำหรับการทำงานในวงจร AC และ DC)
SP5-2- จาก 100 ถึง 300 V (ขึ้นอยู่กับการดัดแปลงและความต้านทานพิกัด)
TCR - ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน- ค่าที่แสดงการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเมื่ออุณหภูมิโดยรอบเปลี่ยนแปลง 1 0 C สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานในสภาพภูมิอากาศที่ยากลำบาก พารามิเตอร์นี้ สำคัญมาก.
ตัวอย่างเช่น สำหรับตัวต้านทานแบบทริมเมอร์ SP3-38ค่า TCR สอดคล้องกับ ±1000 * 10 -6 1/ 0 C (ที่มีความต้านทานสูงถึง 100 kOhm) และ ±1500 * 10 -6 1/ 0 C (มากกว่า 100 kOhm) สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความแม่นยำ ค่า TCS อยู่ในช่วงตั้งแต่ 1 * 10 -6 1/ 0 C ถึง 100 * 10 -6 1/ 0 C เป็นที่ชัดเจนว่า ยิ่งค่า TCR น้อยลง ตัวต้านทานก็จะยิ่งมีความเสถียรทางความร้อนมากขึ้นเท่านั้น.
ความอดทนหรือความแม่นยำ- พารามิเตอร์นี้คล้ายกับค่าเผื่อของตัวต้านทานแบบคงที่ ระบุเป็นเปอร์เซ็นต์ สำหรับตัวต้านทานทริมเมอร์และตัวต้านทานแบบแปรผันสำหรับอุปกรณ์ในครัวเรือน ค่าความคลาดเคลื่อนมักจะอยู่ระหว่าง 10 ถึง 30%
อุณหภูมิในการทำงาน- อุณหภูมิที่ตัวต้านทานทำงานได้อย่างเหมาะสม โดยปกติจะระบุเป็นช่วง: -45 ... +55 0 C
ทนต่อการสึกหรอ- จำนวนรอบการเคลื่อนที่ของระบบเคลื่อนที่ของตัวต้านทานแบบแปรผันในระหว่างที่พารามิเตอร์ยังคงอยู่ภายในขอบเขตปกติ
สำหรับตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ที่แม่นยำและสำคัญเป็นพิเศษ (แม่นยำ) ความต้านทานการสึกหรอสามารถเข้าถึง 10 5 - 10 7 รอบ จริงอยู่ที่ความต้านทานต่อการกระแทกและการสั่นสะเทือนของผลิตภัณฑ์ดังกล่าวต่ำกว่า ตัวต้านทานแบบปรับค่ามีความทนทานต่อความเค้นเชิงกลมากกว่า แต่ความต้านทานการสึกหรอน้อยกว่าตัวต้านทานแบบแม่นยำ ตั้งแต่ 5,000 ถึง 100,000 รอบ สำหรับการปรับแต่ง ค่านี้จะน้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัดและไม่เกิน 1,000 รอบ
ลักษณะการทำงาน- พารามิเตอร์ที่สำคัญคือการขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงความต้านทานในมุมการหมุนของที่จับหรือตำแหน่งของหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่ (สำหรับตัวต้านทานตัวเลื่อน) พารามิเตอร์นี้ไม่ค่อยมีใครพูดถึง แต่มีความสำคัญมากเมื่อออกแบบอุปกรณ์ขยายเสียงและอุปกรณ์อื่น ๆ มาพูดถึงรายละเอียดเพิ่มเติมกันดีกว่า
ความจริงก็คือตัวต้านทานแบบแปรผันนั้นผลิตขึ้นโดยขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงความต้านทานในมุมการหมุนของด้ามจับที่แตกต่างกัน พารามิเตอร์นี้เรียกว่าลักษณะการทำงาน โดยปกติแล้วจะระบุไว้ในกรณีนี้ในรูปแบบของตัวอักษรรหัส
เรามาแสดงรายการคุณลักษณะบางประการเหล่านี้กัน:
ดังนั้นเมื่อเลือกตัวต้านทานแบบปรับค่าได้สำหรับการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์แบบโฮมเมดคุณควรคำนึงถึงลักษณะการทำงานด้วย!
นอกเหนือจากที่ระบุไว้แล้ว ยังมีพารามิเตอร์อื่นๆ สำหรับตัวแปรและตัวต้านทานแบบทริมเมอร์อีกด้วย โดยส่วนใหญ่จะอธิบายเกี่ยวกับระบบเครื่องกลไฟฟ้าและปริมาณโหลด นี่เป็นเพียงบางส่วนเท่านั้น:
ปณิธาน;
ความไม่สมดุลของความต้านทานของตัวต้านทานผันแปรแบบหลายองค์ประกอบ
โมเมนต์ของแรงเสียดทานสถิต
เสียงเลื่อน (หมุน);
อย่างที่คุณเห็นแม้แต่ชิ้นส่วนธรรมดาก็มีพารามิเตอร์ทั้งชุดที่อาจส่งผลต่อคุณภาพการทำงานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้นอย่าลืมเกี่ยวกับพวกเขา
รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับพารามิเตอร์ของตัวต้านทานแบบคงที่และแบบแปรผันมีอธิบายไว้ในหนังสืออ้างอิง
เรามาตรวจสอบความถูกต้องของสูตรที่แสดงที่นี่โดยใช้การทดสอบง่ายๆ กัน
ลองใช้ตัวต้านทานสองตัวกัน MLT-2บน 3 และ 47 โอห์มและเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม จากนั้นเราจะวัดความต้านทานรวมของวงจรผลลัพธ์ด้วยมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล อย่างที่เราเห็น มันเท่ากับผลรวมของความต้านทานของตัวต้านทานที่รวมอยู่ในสายโซ่นี้
การวัดความต้านทานรวมในการเชื่อมต่อแบบอนุกรม
ทีนี้มาเชื่อมต่อตัวต้านทานแบบขนานแล้ววัดความต้านทานรวม
การวัดความต้านทานในการเชื่อมต่อแบบขนาน
อย่างที่คุณเห็นความต้านทานที่เกิดขึ้น (2.9 โอห์ม) น้อยกว่าค่าที่เล็กที่สุด (3 โอห์ม) ที่รวมอยู่ในโซ่ สิ่งนี้นำไปสู่กฎที่รู้จักกันดีอีกข้อหนึ่งที่สามารถนำไปใช้ได้จริง:
เมื่อต่อตัวต้านทานแบบขนาน ความต้านทานรวมของวงจรจะน้อยกว่าความต้านทานที่น้อยที่สุดในวงจรนี้
ต้องพิจารณาอะไรอีกเมื่อเชื่อมต่อตัวต้านทาน?
ประการแรก จำเป็นกำลังไฟพิกัดของพวกเขาถูกนำมาพิจารณาด้วย เช่น เราต้องเลือกตัวต้านทานทดแทนให้ 100 โอห์มและพลัง 1 วัตต์- ลองใช้ตัวต้านทานสองตัวตัวละ 50 โอห์มแล้วเชื่อมต่อแบบอนุกรม ตัวต้านทานสองตัวนี้ควรได้รับการจัดอันดับการกระจายพลังงานเท่าใด
เนื่องจากกระแสตรงเดียวกันไหลผ่านตัวต้านทานที่ต่อแบบอนุกรม (เช่น 0.1 ก) และความต้านทานของแต่ละตัวจะเท่ากัน 50 โอห์มดังนั้นพลังการกระจายของแต่ละคนจะต้องมีอย่างน้อย 0.5 วัตต์- เป็นผลให้แต่ละอันจะมี 0.5 วัตต์พลัง. รวมๆแล้วก็จะประมาณนี้ครับ 1 วัตต์.
ตัวอย่างนี้ค่อนข้างหยาบคาย ดังนั้นหากมีข้อสงสัย ควรใช้ตัวต้านทานที่มีกำลังสำรอง
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกระจายกำลังของตัวต้านทาน
ประการที่สอง เมื่อเชื่อมต่อ คุณควรใช้ตัวต้านทานชนิดเดียวกัน เช่น ซีรีย์ MLT แน่นอนว่าไม่มีอะไรผิดที่จะเลือกอย่างอื่น นี่เป็นเพียงข้อเสนอแนะ
ดูเหมือนรายละเอียดง่ายๆ อะไรจะซับซ้อนที่นี่? แต่ไม่! มีเคล็ดลับบางประการในการใช้สิ่งนี้ โครงสร้างตัวต้านทานผันแปรได้รับการออกแบบในลักษณะเดียวกับที่แสดงในแผนภาพ - แถบวัสดุที่มีความต้านทานหน้าสัมผัสถูกบัดกรีไปที่ขอบ แต่ยังมีเทอร์มินัลที่สามแบบเคลื่อนย้ายได้ซึ่งสามารถรับตำแหน่งใดก็ได้บนแถบนี้โดยแบ่ง ความต้านทานเป็นชิ้นส่วน สามารถใช้เป็นทั้งตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบโอเวอร์คล็อกได้ (โพเทนชิออมิเตอร์) และตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ - หากคุณต้องการเปลี่ยนความต้านทาน
เคล็ดลับนี้สร้างสรรค์:
สมมติว่าเราจำเป็นต้องสร้างความต้านทานแบบแปรผัน เราต้องการเอาต์พุตสองตัว แต่อุปกรณ์นั้นมีสามเอาต์พุต ดูเหมือนว่าสิ่งที่ชัดเจนจะแนะนำตัวเอง - อย่าใช้ข้อสรุปสุดขั้วเพียงข้อเดียว แต่ใช้เฉพาะจุดกึ่งกลางและจุดที่สองเท่านั้น ความคิดที่ไม่ดี! ทำไม เพียงแต่ว่าเมื่อเคลื่อนที่ไปตามแถบ หน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่สามารถกระโดด สั่น และสูญเสียการสัมผัสกับพื้นผิวได้ ในกรณีนี้ ความต้านทานของตัวต้านทานปรับค่าได้จะไม่มีที่สิ้นสุด ทำให้เกิดการรบกวนระหว่างการปรับจูน เกิดประกายไฟ และการเผาไหม้ออกจากรางกราไฟท์ของตัวต้านทาน และทำให้อุปกรณ์ถูกปรับออกจากโหมดการปรับจูนที่อนุญาต ซึ่งอาจถึงแก่ชีวิตได้
สารละลาย? เชื่อมต่อเทอร์มินัลสุดขั้วเข้ากับอันตรงกลาง ในกรณีนี้ สิ่งที่เลวร้ายที่สุดที่รออุปกรณ์อยู่คือการมีความต้านทานสูงสุดในระยะสั้น แต่จะไม่เกิดการแตกหัก
ต่อสู้กับค่าขีดจำกัด
หากตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ควบคุมกระแส เช่น การจ่ายไฟให้ LED จากนั้นเมื่อถูกปรับให้อยู่ในตำแหน่งสุดขั้ว เราก็สามารถทำให้ความต้านทานเป็นศูนย์ได้ และนี่คือการขาดตัวต้านทานโดยพื้นฐานแล้ว - LED จะไหม้และไหม้ ดังนั้นคุณต้องแนะนำตัวต้านทานเพิ่มเติมที่กำหนดความต้านทานขั้นต่ำที่อนุญาต ยิ่งไปกว่านั้น มีสองวิธีแก้ปัญหาที่นี่ - แบบชัดเจนและแบบสวยงาม :) สิ่งที่ชัดเจนนั้นเข้าใจได้ในความเรียบง่าย แต่ความสวยงามนั้นน่าทึ่งตรงที่เราไม่เปลี่ยนความต้านทานสูงสุดที่เป็นไปได้ เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะทำให้เครื่องยนต์เป็นศูนย์ เมื่อเครื่องยนต์อยู่ในตำแหน่งสูงสุดแล้วความต้านทานจะเท่ากับ (R1*R2)/(R1+R2)- ความต้านทานน้อยที่สุด และที่จุดต่ำสุดก็จะเท่ากัน R1- อันที่เราคำนวณและไม่จำเป็นต้องเผื่อตัวต้านทานเพิ่มเติม สวยจังเลย! -
หากคุณต้องการใส่ข้อจำกัดทั้งสองด้าน ให้ใส่ตัวต้านทานคงที่ที่ด้านบนและด้านล่าง ง่ายและมีประสิทธิภาพ ขณะเดียวกันก็สามารถเพิ่มความแม่นยำได้ตามหลักการที่ให้ไว้ด้านล่าง
บางครั้งจำเป็นต้องปรับความต้านทานหลาย ๆ kOhms แต่ปรับเพียงเล็กน้อย - เศษของเปอร์เซ็นต์ เพื่อไม่ให้ใช้ไขควงจับการหมุนของเครื่องยนต์ในระดับไมโครองศาบนตัวต้านทานขนาดใหญ่ ให้ติดตั้งตัวแปรสองตัว อันหนึ่งสำหรับความต้านทานขนาดใหญ่ และอันที่สองสำหรับอันเล็ก เท่ากับค่าของการปรับที่ต้องการ เป็นผลให้เรามี twisters สองตัว - หนึ่งอัน " ขรุขระ"ที่สอง" อย่างแน่นอน“เราตั้งค่าอันใหญ่เป็นค่าโดยประมาณ จากนั้นอันเล็กเราก็นำมาปรับสภาพ
ครั้งล่าสุดในการเชื่อมต่อ LED เข้ากับแหล่งจ่ายไฟ 6.4 V DC (แบตเตอรี่ AA 4 ก้อน) เราใช้ตัวต้านทานที่มีความต้านทานประมาณ 200 โอห์ม โดยหลักการแล้วสิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานปกติของ LED และป้องกันไม่ให้ไฟดับ แต่ถ้าเราต้องการปรับความสว่างของ LED ล่ะ?
เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ตัวเลือกที่ง่ายที่สุดคือใช้โพเทนชิออมิเตอร์ (หรือตัวต้านทานแบบทริมเมอร์) ในกรณีส่วนใหญ่จะประกอบด้วยกระบอกสูบที่มีปุ่มปรับความต้านทานและหน้าสัมผัสสามอัน เรามาดูกันว่ามันทำงานอย่างไร
ควรจำไว้ว่าการปรับความสว่างของ LED โดยการมอดูเลต PWM นั้นถูกต้องไม่ใช่โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าเนื่องจากแต่ละไดโอดจะมีแรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่เหมาะสมที่สุด แต่เพื่อแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงการใช้โพเทนชิออมิเตอร์ การใช้โพเทนชิออมิเตอร์ดังกล่าว (โพเทนชิออมิเตอร์) เพื่อวัตถุประสงค์ทางการศึกษาจึงเป็นที่ยอมรับได้
เมื่อปล่อยแคลมป์ทั้งสี่ตัวแล้วถอดฝาครอบด้านล่างออก เราจะเห็นว่าหน้าสัมผัสด้านนอกทั้งสองเชื่อมต่อกับรางกราไฟท์ หน้าสัมผัสตรงกลางเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสวงแหวนด้านใน และปุ่มปรับก็แค่ขยับจัมเปอร์ที่เชื่อมต่อรางกราไฟท์และหน้าสัมผัสวงแหวน เมื่อคุณหมุนปุ่ม ความยาวส่วนโค้งของรางกราไฟท์จะเปลี่ยนไป ซึ่งท้ายที่สุดจะเป็นตัวกำหนดความต้านทานของตัวต้านทาน
ควรสังเกตว่าเมื่อทำการวัดความต้านทานระหว่างหน้าสัมผัสสุดขั้วทั้งสองการอ่านมัลติมิเตอร์จะสอดคล้องกับความต้านทานเล็กน้อยของโพเทนชิออมิเตอร์เนื่องจากในกรณีนี้ความต้านทานที่วัดได้จะสอดคล้องกับความต้านทานของแทร็กกราไฟท์ทั้งหมด (ในกรณีของเรา 2 kOhm ). และผลรวมของความต้านทาน R1 และ R2 จะเท่ากับค่าที่กำหนดโดยประมาณเสมอ โดยไม่คำนึงถึงมุมการหมุนของปุ่มปรับ
ดังนั้น โดยการเชื่อมต่อโพเทนชิออมิเตอร์แบบอนุกรมกับ LED ดังที่แสดงในแผนภาพ โดยการเปลี่ยนความต้านทาน คุณสามารถเปลี่ยนความสว่างของ LED ได้ โดยพื้นฐานแล้ว เมื่อเราเปลี่ยนความต้านทานของโพเทนชิออมิเตอร์ เราจะเปลี่ยนกระแสที่ไหลผ่าน LED ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความสว่าง
อย่างไรก็ตามควรจำไว้ว่าสำหรับ LED แต่ละตัวจะมีกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่อนุญาตซึ่งเกินกว่าที่จะเผาไหม้ได้ ดังนั้น เพื่อป้องกันไม่ให้ไดโอดไหม้เมื่อหมุนปุ่มโพเทนชิออมิเตอร์ไปไกลเกินไป คุณสามารถเชื่อมต่อตัวต้านทานอีกตัวหนึ่งแบบอนุกรมโดยมีความต้านทานประมาณ 200 โอห์ม (ความต้านทานนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของ LED ที่ใช้) ดังแสดงในแผนภาพด้านล่าง
สำหรับการอ้างอิง: LED จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับ "ขา" ยาวถึง + และขาสั้นถึง - มิฉะนั้น LED จะไม่สว่างขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ (จะไม่ผ่านกระแส) และที่แรงดันไฟฟ้าหนึ่งเรียกว่าแรงดันพัง (ในกรณีของเราคือ 5 V) ไดโอดจะล้มเหลว
