Многооборотный потенциометр своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 15.09.2024

Китайский многооборотник-деньги на ветер. Служат крайне мало из за того что им пох. на качество. Делаем сами и не .

Буду признателен за любую финансовую поддержку моему каналу. Поддержите развитие канала, не блокируйте рекламу.

Спасибо за просмотр, если понравилось ставим лайки, подписываемся. Что не понятно - спрашивайте в комментариях.

В этом видео я покажу как сделать простую ручку на подстроечный резистор 3296 из компонентов которые у каждого .

Раньше и не знал что такие бывают. Брал тут: ali.pub/2hcqy Если часто покупаешь на Али, то подключай Кеш-бек и .

Использовать стандартные подстрочные резисторы, не всегда удобно, к тому же они имеют относительно малый ресурс.

Многооборотный переменный резистор с ручкой подсчёта оборотов. Комплект покупал здесь: ali.ski/Y-5Mg Отдельно .

Блок питания из видео ali.pub/pnbk7 Потенциометры ali.pub/qbzrf Партнёрка в youtube join.air.io/berimorchik .

А Вы еще крутите переменные резисторы на различных драйверах? Тогда это видимо Вам! Мои идеи как крутить .

Сегодня соберем переменный резистор который мы в прошлом видео разобрали и начали ремонт значит у нас было .

Для настройки схем используя переменные сопротивления, можно нарваться на некоторые нюансы которых мало кто .

Новые полки новым инструментом. Полок много не бывает! 1) Шлифмашина угловая сетевая DEKO DKAG2350-230, 230 .

Здарова всем.Сегодня я расскажу как выбрать резистор для самодельного руля или для замены на уже имеющийся девайс .

Скоростью доставки я был удивлен- из Китая до Пензенской области 7 дней. Резисторы работают четко, устанавливать .

Приходит время и регулятор, верой и правдой прослуживший не один десяток лет и переживший иногда сам аппарат, в котором был установлен изначально, начинает хрипеть. Обычно за это ругают советские переменные резисторы. Но, рано или поздно, беда настигает регулятор независимо от страны-производителя.
У того, кто взялся сию беду устранять, есть два пути решения проблемы. Попытаться вернуть работоспособность старому переменнику или заменить на новый.

Заменить, конечно, хороший выход, только на что? Если повезёт, в куче запчастей, скопившихся у радиолюбителя с незапамятных времён, можно найти другой такой же переменник или с близкими параметрами. Но где гарантия, что и он скоро не захрипит. По возрасту он, возможно, почти ровесник заменяемому и неизвестно где стоял, как часто его крутили и в каких условиях аппарат эксплуатировался.

Возможно, где-то поближе к цивилизации можно добыть качественную деталь, но судя по ценам в музыкальных магазинах, где иногда продаются переменники для электрогитар, цена может составить очень большую долю от цены самого ремонтируемого изделия.

Поэтому я рекомендую вскрыть хрипящий переменник и оценить возможность приведения его в чувство своими силами.

Радиоэлементы из старой аппаратуры

Большинство людей приходят в радиолюбительство из-за желания сделать что-то своими руками, чего-то неповторимого, что несомненно принесет пользу себе и окружающим… Но выбрав конструкцию для самостоятельной сборки зачастую возникает масса проблем связанная со скудным запасом знаний в области радиоэлектроники. Конечно сразу начинается повальное чтение книг соответствующей тематики и извлечение оттуда ценной информации о разнообразии радиоэлементов, о работе транзистора и прочих приборов. Когда много чего прочитано, уже имеется представление об условном графическом отображении элементов на схеме, и есть какие-то понятия о принципе работы, возникает проблема переноса схемы с бумаги в реальность, а именно поиск компонентов схемы. Сейчас не составляет проблемы составить список сходить и купить радиодетали, но у многих все же отсутствует возможность приобретения деталей, и на помощь приходит старая сломанная радиоаппаратура. О том как найти нужные радиодетали в старой технике и пойдет речь в этой статье. Я преднамеренно не буду описывать какую-то конкретную схему, поскольку невозможно охватить все разнообразие электронных компонентов в рамках одного устройства. Так же не буду описывать принципа работы элементов, все это вы уже должны знать.

Пассивные компоненты

Резисторы

Самым часто встречающимся элементом является резистор, без него невозможно построить ни одну схему. Встретить его можно практически в любом электронном устройстве, резистор представляет из себя цилиндр с двумя диаметрально-противоположными выводами. Служит для ограничения тока в цепи и имеет определенное сопротивление, измеряемое в Омах. Обозначается прямоугольником с двумя черточками с противоположных сторон, внутри прямоугольника обычно указывают мощность(рис.1).

В бытовой аппаратуре применяются резисторы с номиналами, расположенными по ряду Е24, это значит, что в диапазоне от 1 до 10 имеется 24 номинала сопротивления. Существует множество типов резисторов, вот наиболее часто встречающиеся:

Рис. 1. Обозначение резисторов. Тип МЛТ

Резисторы типа МЛТ (металлический лакированный теплостойкий) – часто встречаются в ламповой аппаратуре(обычно не меньше 0,5 Вт), и в советской аппаратуре 80 годов. В зависимости от габаритов имеют различную мощность, если на схеме мощность не указана, то как правило, можно применять резисторы 0,125 Вт.

18 – 18 Ом, при обозначениях единиц Ом буква иногда не ставится, в том числе и на схемах.

Если же номинальное сопротивление выражено целым числом с дробью, то единицу измерения ставят на месте запятой.

К51- 510 Ом, если буква стоит перед числом, то это значит, что сопротивление меньше килоома (мегаома), следующая цифра показывает сопротивление.

Дальше в обозначении стоит буква, обозначающая величину допуска в процентах: (Е=±0.001; L=±0.002; R=±0.005; Р=±0.01; U=±0, 02; В(Ж)=±0.1; С(У)=±0.25; D(Д)=±0.5; F(Р)=±1; G(Л)=±2; J(И)=±5; К(С)=±10; М(В)=±20; N(Ф)=±30. Величина допуска может быть нанесена под номиналом сопротивления во второй строке и будет выражена в процентах.

Резисторы типа ВС (водостойкие) можно встретить в ламповой аппаратуре 60-70х годов (рис.2). А именно в радиолах и черно-белых телевизорах. Практической ценности в настоящее время не несут. Маркировка схожа с МЛТ, имеют несколько габаритных размеров в зависимости от мощности.

Рис. 2. Тип ВС

В середине 80-х годов появилась цветовая маркировка резисторов (рис.3, рис.4), которая существует и по сей день, что позволило быстро определять номинал без выпайки из схемы (нам это тоже на руку, поиск нужного резистора значительно ускоряется). Резисторов с такого рода маркировкой производит множество отечественных и зарубежных фирм, поэтому определить конкретный тип резистора весьма сложно, да зачастую и не нужно.

Рис. 3. Резисторы с цветовой кодовой маркировкой

Рис. 4. Расшифровка цветовой маркировки резисторов

В таблице показана методика определения номинала резистора и класса точности. Класс точности показывает на сколько процентов может отличаться сопротивление от заявленного номинала.

Определить сопротивление по цветовым полосам можно с помощью: калькулятора цветовой маркировки резистора.

В последнее время появилась тенденция к минимизации и стали появляться компоненты для поверхностного монтажа(SMD). Вот так называемые чип-резисторы (рис.5).

Рис. 5. Чип-резисторы

Применяются в современной технике повсеместно и имеют несколько типоразмеров (рис.6).

Рис. 6. Основные типоразмеры SMD резисторов

Резисторы с допуском 2%, 5% и 10% всех типоразмеров маркируются тремя цифрами, первые две из которых обозначают номинал резистора без множителя, а последняя — показатель степени по основанию 10 для определения множителя. Например: 123 – 12* 10^3 =12000 Ом =12 кОм. Часто встречаются чип резисторы с обозначением 0, это резистор нулевого сопротивления или попросту перемычка.

Для построения усилителей, а вернее их выходных каскадов часто требуются мощные резисторы более 2-х ватт с сопротивлением не более 1 ома, это как правило резисторы марки ПЭ или ПЭВ — резисторы проволочные, бывают от 1 до нескольких сотен ватт (рис.7). Также наиболее современные различных фирм производителей (рис.8). Встретить можно в старых ламповых телевизорах, радиолах и устройствах промышленной автоматики. В случае отсутствия необходимого резистора, его можно изготовить самостоятельно из спирали от электронагревателя, отрезав необходимую длину, подобрав сопротивление при помощи омметра.

Рис. 7. Резисторы ПЭВ

Отдельное место среди постоянных резисторов занимают резисторные сборки (рис.9), которые очень удобны при построении схем, где требуется много одинаковых резисторов.

Рис. 9. Резисторные сборки dip и smd

Сборки имеют два типа соединения, либо в виде нескольких обычных резисторов, только в одном корпусе, либо резисторов с одним общим выводом. Встретить можно во многих цифровых устройствах, там они, как правило применяются, как подтягивающие.

В электронных устройствах часто применяются резисторы с изменяемым сопротивлением, их можно разделить на переменные — применяются для оперативного изменения параметров устройства в процессе эксплуатации, таких как громкость, тембр, яркость, контраст, и подстроечные – используются для настройки прибора во время сборки и наладки.

Резисторы переменные:

Рис. 10. Переменные резисторы

Резисторы переменные рис .10:

1.Со встроенным тумблером, можно встретить в ламповых телевизорах и радиолах 70-х годов 2. Резистор типа СП3-30а можно встретить в телевизорах, приемниках, абонентских громкоговорителях до 90-х годов выпуска. 3. Резистор Сп-04, встречаются в телевизорах и носимых магнитофонах 80-х годов. 4. СП3-4а во всей технике конца 80-х начала 90-х. 5. Специализированный счетверенный с тумблером СП3-33-30, обычно встречается в разного типа магнитолах.

Рис. 11. Ползунковые переменные резисторы

Ползунковые резисторы (рис.11) часто встречаются в магнитофонах 80-90х годов в качестве регуляторов звука и тембра.

Рис. 12. Современные переменные резисторы

Более современные резисторы(рис. 12), можно встретить в любой импортной технике с начала 90-х годов, от кассетных плееров и автомагнитол, до телевизоров и музыкальных центров. Часто встречаются сдвоенные резисторы для регулировки звука сразу по двум каналам (стерео). Очень интересен последний резистор (на рисунке), так называемый 3D – резистор или же джойстик, представляет из себя несколько сочлененных резисторов и отслеживает перемещение рукоятки влево-вправо, вверх- вниз и вращение вокруг своей оси. Встретить такой экземпляр можно в джойстиках от игровых консолей.

Для всех переменных резисторов помимо сопротивления есть очень важный параметр – зависимость сопротивления от угла поворота вала (линейного перемещения), обозначается буквой после значения сопротивления:

Советские: А — линейная зависимость Б — логарифмическая зависимость В — обратно-логарифмическая зависимость

Импортные: A — логарифм B — линейная С — обратный логарифм

Для регулировки громкости как правило используют резисторы с логарифмической зависимостью.

Подстроечные резисторы:

Рис. 13. Подстроечные резисторы СССР

Подстроечные резисторы рис.13: 1,2,3 – как правило встречаются в старых ламповых телевизорах. 4,7 (РП1-64Б), 8 (СП3-29А) — в полупроводниковых цветных телевизорах 5 – во всей советской технике 80-х годов 6 – СП5-50МА мощный проволочный резистор, в цветных ламповых телевизорах. 9 – СП3-36 многооборотный подстроечный резистор, встречается как правило в блоке настройки каналов телевизоров.

Рис. 15. Многооборотные резисторы

Многооборотный подстроечный, применяется в усилительной аппаратуре для установки тока покоя и во всех системах, где нужна точная настройка .

Все переменные и подстроечные резисторы, также различаются по мощности, которая как правило указана на корпусе или в документации на элемент. Для своих конструкций можно применять практически любые из перечисленных исходя из требуемых габаритов и мощности.

Со временем и подстроечные и переменные резисторы портятся и у них появляется нежелательное явление, именуемое шорохом. Вызвано это явление недостаточным прижимом (контактом) ползунка или износом подложки, как правило ремонтировать резисторы смысла нет, хотя иногда встречаются очень редкие и уникальные(например в большинстве микшерных пультов), что найти замену, не представляется возможным. В этом случае резистор нужно аккуратно разобрать, подогнуть контакт, восстановить при помощи твердого карандаша графитовое покрытие и смазав силиконовой смазкой собрать назад. Резистор после такой реанимации сможет еще послужить.

Существуют также резисторы, реагирующие на изменения окружающей среды, в любительских конструкциях используются мало, но все же о них стоит упомянуть: терморезисторы

Рис. 16. Терморезисторы

Применяются для термостабилизации схемы, встречаются очень часто, но в самодельных устройствах применяются мало.

Фоторезисторы

Рис. 17. Фоторезистор

Изменяет свое сопротивление в зависимости от освещенности. Можно вынуть из любительских фотоаппаратов, там они применяются в качестве датчика света.

Тензорезиторы

Изменяют свое сопротивление в зависимости от деформации, их в бытовой аппаратуре встретить можно очень редко и применяются они как правило в виде датчиков в устройствах автоматики.

Варисторы

Варистором называется полупроводниковый резистор, сопротивление которого эффективно уменьшается под действием приложенного к нему напряжения, а ток, протекающий в цепи, нарастает.

Рис. 19. Варисторы

Применяются как устройство защиты в импульсных блоках питания бытовой аппаратуры от превышения напряжения питания. Можно встретить в любом современном устройстве.

Регулируемые сопротивления, реостаты, стали неотъемлемой частью физических лабораторий, в которых занимались изучением электричества, с момента появления первого удобного источника напряжения - столба Вольта.

С тех пор прошло много времени. Но переменные резисторы не потеряли свой актуальности и в наши дни. Конечно, сильно изменившись внешне.

Реостат, проволочный переменный резистор (де факто, реостат в миниатюре), некоторые переменные резисторы разных лет и разного назначения.

Вот об одном типе таких переменных резисторов, изменившемся до не узнаваемости в цифровую эпоху, и пойдет сегодня разговор.

Зачем нужен цифровой потенциометр

Классически переменные резисторы требуют участия человека, оператора, в процессе регулировки сопротивления. Но это не всегда оказывается приемлемым. Иногда требуется, что бы регулировка сопротивления осуществлялась автоматически, без участия человека.

Механический привод движков реостатов, в механических же устройствах, уже существовал. И было вполне естественным добавить в конструкцию электродвигатель постоянного тока, для возможности реверса направления. Так появилась возможность регулировать сопротивление электронным способом.

Надо сразу внести уточнение, что чисто электронные методы, например, изменением тока анода электронной лампы, для регулировки сопротивления, подходят далеко не всегда. И по мощности регулируемой цепи, и по изоляции между управляющей и управляемой цепями.

Такие переменные резисторы с электромеханическим управлением были неудобны и не очень надежны. Поэтому широкого распространения не получили. Из применяли только в тех случаях, когда другие варианты были не возможны.

Естественно, с появлением микросхем и цифровых, логических, схем возникло желание, а самое главное, возможность, отказаться от сложных и громоздких электромеханических приводов. Так появляются потенциометры электронные.

Как устроен электронный потенциометр

Принцип, положенный в основу таких, уже чисто электронных, решений был прост и известен уже давно. Ведь классический трехвыводный потенциометр является просто регулируемым делителем напряжения. И не всегда требуется именно непрерывная плавная регулировка. А значит, можно сделать так

Такой дискретный вариант применялся в электронных устройствах уже давно. Но привод переключателя все равно оставался ручным. Однако, развитие электроники дало возможность заменить ручной привод электронным коммутатором.

Возможны различные варианты реализации такого коммутатора. Особенно, при использовании дискретных транзисторов. Но наибольшее распространение нашли схемы аналоговых ключей на полевых транзисторах с изолированными затворами. Давайте посмотрим на такой ключ (один канал микросхемы 168КТ2)

В данном случае вывод 12 это аналоговый вход, а вывод 14 это аналоговый выход. Вывод 13, затвор полевого транзистора, управляет состоянием ключа. В данном случае, при нулевом напряжении на затворе ключ закрыт, а при отрицательном напряжении (-15 В) ключ открыт.

Однако, в таких ключах существует проблема влияния выходного напряжения на пороговое напряжение затвора. Для устранения этого влияния подложка, в отличии от типовых МОП транзисторов, не соединена с истоком, а имеет отдельный вывод. Если точнее, в данной микросхеме все выводы подложек соединены между собой и подключены к выводу 11.

Для 168КТ2 на вывод 11 требовалось подавать напряжение +5 В, что сдвигало пороговое напряжение затвора и исключало влияние коммутируемых напряжений амплитудой менее 5 В.

168КТ2 предназначалась для специального (военного) применения. Ее гражданским аналогом является микросхема К547КП1. Были и другие подобные микросхемы ключей. И, разумеется, такие аналоговые ключи можно было собрать на дискретных транзисторах. Правда отдельного вывода подложки уже не будет. Это даст некоторые ограничения, но ключ будет работать.

Ну а наш электронный потенциометр может быть, например, таким

Пример построения электронного потенциометра на ключах на полевых транзисторах с изолированным затвором и индуцированным каналом n-типа. Иллюстрация моя

Обратите внимание, это уже электронный, но еще не цифровой потенциометр. Основным его достоинством является полное отсутствие каких либо механических компонентов и подвижных контактов. А основным недостатком ограниченный диапазон напряжений и необходимость сдвига уровней входного и выходного сигналов, что бы сохранялась требуемая полярность напряжения на выводах транзисторов.

Устранить второй недостаток можно изменив схему ключа. Вот классический ключ на полевых транзисторах, который может коммутировать переменное напряжение без постоянной составляющей

Аналоговый двунаправленный ключ, который может коммутировать переменное напряжение без постоянной составляющей. Иллюстрация моя

Как вы без сомнения знаете, этот ключ может передавать сигнал в любом направлении. И это важно для его применения в электронном потенциометре. Я не буду приводить иллюстрацию, так как достаточно заменить простейшие ключи на МОП транзисторах на предыдущей иллюстрации электронного потенциометра на такой вот улучшенный ключ, как мы получим классический электронный потенциометр. Из ограничений остался только не самый большой диапазон напряжений сигнала.

Обратите внимание, что не смотря на инвертор этот потенциометр все равно будет электронным, но не еще цифровым. Остается сделать всего один шаг

Как устроен цифровой потенциометр

В электронном потенциометре каждый ключ имеет свой вывод управления. С одной стороны, это удобно и позволяет замыкать одновременно несколько ключей. С другой стороны, количество соединений цепей управления получается слишком большим. А возможность одновременного замыкания нескольких ключей может приводить к ошибкам.

Но ведь можно просто добавить в схему потенциометра счетчик и дешифратор. И мы получим уже цифровой потенциометр. Правда пока довольно простой

AMUX это аналоговый коммутатор. Для счетчика предусмотрена возможность загрузки заданного значения, например, начального состояния. И выводы для шагов движения "ползунка" потенциометра.

Это вполне работоспособный вариант практического построения цифрового потенциометра. Но его весьма ощутимым ограничением является сложность построения схемы для большого числа шагов. Даже при использовании микросхем аналоговых коммутаторов. Поэтому практическим пределом являются 32 позиции. Это не означает, что больше нельзя. Это означает, что больше не имеет смысла для дискретных компонентов.

И тут нам на помощь приходят готовые интегральные цифровые потенциометры.

Как устроены микросхемы цифровых потенциометров

Размещение всех компонентов цифрового потенциометра внутри одной микросхемы не только уменьшает его габариты, но и значительно упрощает взаимодействие с ним и увеличивает функциональные возможности.

Основным блоком, который добавляется к нашему цифровому потенциометру, является модуль интерфейса шины. Именно этот модуль позволяет подключить цифровой потенциометр к микроконтроллеру для получения управляющих команд. Наиболее распространены интерфейсы I2C и SPI.

Вторым весьма полезным блоком является энергонезависимая память положения ползунка потенциометра. Наличие такой памяти позволяет запоминать, к каком положении ползунок находился перед выключением питания и восстанавливать это положение при включении питания. При отсутствии энергонезависимой памяти ползунок обычно устанавливается в среднее положение, что далеко не всегда бывает удобным.

Давайте посмотрим, как устроены несколько микросхем цифровых потенциометров. От простых, до более сложных.

MCP4018

Это один из самых простых потенциометров. Он может отрабатывать только 128 положений ползунка. А из команд только "установить ползунок" и "получить положение ползунка".

Причем вывод В собственно потенциометра (резисторной матрицы Pot0) соединен с выводом отрицательного полюса источника питания (Vss). Так как этот потенциометр располагается в миниатюрном корпусе SC70-6 и отдельного вывода просто нет.

Блок интерфейса шины рассматривать нет смысла. Он стандартный. Чтение по адресу устройства просто возвращает текущее положение ползунка, а запись выполняет установку ползунка в новое положение. Никаких других возможностей не предусмотрено.

В этой микросхеме нет счетчика, как в наших примерах. Есть лишь регистр, ячейка памяти, которая хранит текущее положение. При включении питания ползунок устанавливается в среднее положение.

Матрица резисторов и аналоговый коммутатор выглядят в точности так, как мы ранее рассматривали

В общем и целом, данный цифровой потенциометр можно даже назвать классическим. Точнее, его внутреннее устройство классическое.

На шине I2C может находиться только одна такая микросхема, так как нет возможности как то изменить заданный изготовителем адрес.

DS1803

Я не буду приводить никаких иллюстраций для этого потенциометра. Так как он не менее классический и очень похож на рассмотренный выше. Микросхема позволяет отрабатывать 256 позиций ползунка. Причем этот потенциометр двух канальный, а значит такого простого протокола, как у MCP4018 уже не достаточно.

Здесь есть три дополнительных вывода, с помощью которых можно задать три младших бита адреса. А значит, на одной шине может находиться до 8 таких микросхем.

При чтении по адресу устройства всегда возвращается два байта, которые соответствуют положению ползунков двух потенциометров. Разумеется, вы можете отказаться получать положение второго ползунка, как это принято стандартом I2C.

А вот при записи уже требуется посылать одну из трех возможных команд: установить ползунок 1, установить ползунок 2, установить оба ползунка в одно положение.

MCP4641

А вот это уже гораздо более интересная микросхема. Она не просто двухканальная, она еще имеет энергонезависимую память положения ползунков и энергонезависимую память общего применения.

Здесь нам почти все уже знакомо. Два канала цифровых потенциометров, интерфейс шины, с возможностью задавать младшие биты адреса микросхемы. Но появился блок памяти. Давайте на него взглянем подробнее

По адресам с 06h по 0Fh расположились ячейки энергонезависимой памяти общего применения. Программа может хранить здесь любую информацию. Эта область памяти нам не интересна.

Ячейки 00h и 01h это регистры положения двух ползунков. Они ничем не отличаются от ранее рассмотренных случаев. И точно так же хранят положение ползунка только при наличии питания.

А вот адреса 02h и 03h занимают энергонезависимые ячейки памяти положения ползунков. При изготовлении по этим адресам записывается информация соответствующая среднему положению. А вот при работе микросхемы здесь сохраняется о текущем положении ползунков. И при последующем включении питания информация из этих ячеек копируется в ячейки по адресам 00h и 01h. Таким образом, положение ползунков восстанавливается.

Регистр TCON нам раньше еще не встречался. С помощью этого регистра можно управлять подключением выводов собственно потенциометра (A, B, W) к выводам микросхемы.

Причем для ползунков можно задать, нужно ли их соединять с выводом В в состоянии "останов" (в том числе, при включении питания до выполнения инициализации и восстановления состояния).

Регистр STATUS, как и следует из его названия, позволяет получить информацию о текущем состоянии микросхемы.

Но это еще не все! Вывод WP управляет блокировкой записи в энергонезависимую память. Если блокировка включена, то из энергонезависимой можно только считывать. Кроме всего прочего, это запрещает обновление информации о текущем положении ползунков в энергонезависимой памяти. А значит, можно записать положение ползунков при выполнении калибровки и запретить запись в память. При работе возможность изменения положения ползунков сохранится, но при каждом включении питания они будут восстанавливать то положение, которое было задано при калибровке.

Если полная блокировка записи в энергонезависимую память является слишком жесткой, то можно использовать WiperLock. Это позволит сохранить возможность использования энергонезависимой памяти, но зафиксирует ползунки.

По шине I2C микросхема принимает уже 4 команды. Чтение, запись, увеличение, уменьшение. То есть, мы можем не просто установить ползунки в определенное положение, но и сделать один шаг.

Поскольку статья не о работе с данной микросхемой, я не буду дальше погружать вас в особенности ее работы.

AD7376

Это был бы совершенно типичный цифровой потенциометр, если бы не две особенности. Первая, здесь есть вход замыкающий движки на общий провод. Вторая, микросхема может работать при питающем напряжении до 30 В при однополярном питании, и до +15 -15 В при двухполярном.

Я остановлюсь лишь на первой особенности

Как видно, сигнал SHDN отключает матрицу резисторов от вывода А и соединяет выводы W и В.

Общие характеристики цифровых потенциометров

Думаю уже видно, что цифровые потенциометры устроены не так и сложно. А собственно потенциометр, без учета логики шины, в микросхемах устроен практически одинаково. А раз так, то и, как минимум, некоторые их характеристики должны быть сходными. С точки зрения сравнения разных микросхем.

Давайте отбросим очевидные, напряжение питания, число каналов, количество положений ползунков, полное сопротивление между выводами 1 и 2 (А и В), наличие энергонезависимой памяти. Посмотрим на те характеристики, которые определяют микросхему именно как потенциометр.

Диапазон напряжений на выводах потенциометра

В типовом случае, напряжение на любом выводе должно лежать в пределах питающих напряжений. То есть, не может быть отрицательным и не может превышать напряжения питания.

Это весьма серьезное ограничение. Так как иногда требуется работать с двухполярным сигналом без постоянной составляющей. Если двойная амплитуда такого сигнала на превышает напряжения питания, то выход существует. Нужно просто добавит к сигналу, на время обработки, постоянную составляющую, что бы избежать отрицательных значений напряжения.

Это можно сделать разными способами. Например, действительно добавить к сигналу постоянную составляющую. При необходимости обеспечив развязку по постоянному току от предыдущих и последующих каскадов.

Или сдвинуть питающее напряжение цифрового потенциометра (скорее всего, не только его) сделав его двухполярным. А среднюю точку питания соединить с сигнальной землей.

Частотные свойства

Вполне естественно, что цифровые потенциометры могу работать с сигналами постоянного тока. Так же очевидно, что верхняя рабочая частота имеет ограничения.

Естественной причиной ограничений являются внутренние емкости микросхемы. Поэтому цифровые потенциометры с большим сопротивлением имеют и большие частотные ограничения.

Для примера, MCP4641, на уровне -3 dB и емкости нагрузки 30 пФ имеют такие предельные рабочие частоты

5 кОм - 2 МГц
10 кОм - 1 МГц
50 кОм - 200 кГц
100 кОм - 100 кГц

Иногда могут приводиться и графики зависимости усиления (ослабления) от частоты

Чтобы понять, что такое подстроечный резистор, и зачем он нужен, предлагаем ознакомиться с подробной статьей. Из нее вы узнаете все об области применения и тонкостях работы с данной деталью. А тех, кто дочитает интересный материал до конца, в конце статьи ждет небольшой бонус – документ с ГОСТ 24237-84 (Общие технические условия по резисторам).

В статье разобраны главные принципы работы подстроечных резисторов, характеристики и различия в этих деталях. В качестве бонуса в статье читатель найдет видео c наглядным разбором устройства. Интересующие подробности можно уточнить в комментариях, эксперты ответят на любые ваши вопросы.

Что это за резистор

Подстроечный резистор — это миниатюрная версия стандартного переменного резистора. Они разработаны для установки непосредственно на печатную плату и регулируются только при настройке схемы. Например, для настройки чувствительности какого-нибудь датчика или установки усиления усилителя мощности.

В литературе зачастую под подстроечными резисторами и переменными понимаются разные элементы цепи, хотя, строго говоря, любой подстроечный резистор также является и переменным в силу того факта, что его сопротивление можно изменить.

Для управления подстроечным резистором нужна маленькая отвертка или что-то другое, похожее на нее. Так же, как и подстроечные конденсаторы, подстроечные резисторы бывают однооборотные и многооборотный, сделанные по принципу червячной передачи.

Но в отличие от них, для работы с подстроечным резистором не нужна специальная настроечная отвертка. Близкое нахождение вблизи резистора руки или стальной отвертки никак не влияет на его сопротивление. Подстроечный резистор регулируется обычной отверткой, которая вставляется в специальный паз регулировочного механизма, связанного с круговым ползунком.

Многооборотные подстроечные резисторы используются в тех участках схемы, где нужна прецизионная точность в установке нужного сопротивления. Однооборотными подстроечными резисторами большой точности настройки добиться невозможно.

Подстроечные резисторы служат для одноразовой настройки сопротивления, например в качестве потенциометров на схемах обратной связи импульсных источников питания всегда можно встретить подстроечные резисторы. Существуют также многооборотные подстроечные резисторы.

Подстроечные резисторы имеют небольшие габаритные размеры, и рассчитаны всего на несколько циклов регулировки с целью предварительной или профилактической настройки оборудования, и больше их, как правило, не трогают.

Поэтому подстроечные резисторы не являются очень стойкими и прочными, по сравнению с переменными резисторами, и рассчитаны максимум на несколько десятков циклов регулировки. Очевидно, что подстроечный резистор никогда не заменит переменный, и если этот принцип нарушить, то можно поплатиться низкой надежностью конструируемого устройства.

Как проверить исправность мультиметром

Для измерения сопротивления понадобится цифровой мультиметр. Для того, чтобы замерять сопротивление, нам нужно повернуть крутилку на “измерение сопротивления”. С помощью палочки мы можем крутить резистор по часовой стрелке, либо против часовой стрелки, тем самым меняя сопротивление между средним контактом и двумя крайними контактами. Правила при измерении сопротивления:

Прижимайте щупы с некоторой силой к выводам резистора. Тем самым вы исключите появление контактного сопротивления, которое при слабом нажатии будет суммироваться с измеряемым сопротивлением.
При измерении сопротивления резистора на печатной плате, еще раз убедитесь, что плата обесточена. Потом отпаяйте один конец резистора и уже тогда замеряйте его сопротивление.
Не касайтесь выводов резистора при измерении его сопротивления! Тело человека в среднем обладает сопротивлением около 1 КилоОма и зависит от многих факторов. Поэтому, касаясь выводов резистора при измерении сопротивления вы вносите погрешность в измерения.
Если вы хотите, как можно точнее измерить сопротивления резистора, зачистите его выводы либо с помощью ножа, либо с помощью самой нежной наждачной бумаги. В этом случае вы уберете слой окисла, который в некоторых случаях вносит ощутимую погрешность в измерение сопротивления.

Не измеряйте сопротивление под напряжением! Тем самым вы можете повредить мультиметр или получить удар электрическим током!

Ставим щупы по крайним контактам. Замеряем полное сопротивление переменного резистора. Для того, чтобы проверить рабочий ли он, крутим ручку переменного резистора до упора против часовой стрелки и замеряем сопротивление между левым и средним контактом. Должно получиться близко к нулю.

Далее крутим ручку по часовой стрелке, но не до конца. Замеряем снова сопротивление между средним и левым контактом, далее между средним и правым. В сумме должен получиться результат сопротивления двух крайних контактов.

Предлагаем также почитать интересный материал про малоизвестные факты о двигателях постоянного тока в другой нашей статье.

Типы и виды устройства

Типов подстроечных резисторов на современном рынке множество. Это и неразборные подстроечные резисторы типа СП4-1, залитые эпоксидным компаундом, и предназначенные для аппаратуры оборонного назначения и подстроечные типа СП3-16б для вертикального монтажа на плату.

При изготовлении бытовой аппаратуры, на платы впаивают маленькие подстроечные резисторы, которые, кстати, могут по мощности достигать 0,5 ватт. В некоторых из них, например в СП3-19а, в качестве резистивного слоя применяется металлокерамика.

Есть и совсем простые подстроечные резисторы на основе лаковой пленки, такие как СП3-38 с открытым корпусом, уязвимые для влаги и пыли, и мощностью не более 0,25 ватт. Такие резисторы регулируются диэлектрической отверткой, дабы избежать случайного короткого замыкания. Такие простые резисторы часто встречаются в бытовой электронике, например в блоках питания мониторов.

Некоторые подстроечные резисторы имеют герметичный корпус, например R-16N2, они регулируются специальной отверткой, и являются более надежными, поскольку на резистивную дорожку не попадает пыль и не конденсируется влага.

Мощные трехваттные резисторы типа СП5-50МА в корпусе имеют отверстия для вентиляции, в них проводник намотан в форме тороида, а контактный ползунок скользит по нему при повороте ручки отверткой.

В некоторых телевизорах с ЭЛТ до сих пор можно встретить высоковольтные подстроечные резисторы, такие как НР1-9А, сопротивлением 68 МОм и номинальной мощностью 4 ватта. По сути, это набор металлокерамических резисторов в одном корпусе, а типичное рабочее напряжение для данного резистора составляет 8,5 кВ, при максимуме в 15 кВ. Сегодня подобные резисторы встроены в ТДКС.

В аналоговой аудиоаппаратуре можно встретить ползунковые или движковые переменные резисторы, типа СП3-23а, которые отвечают за регулировку громкости, тембра, баланса и т. д. Это линейные резисторы, которые бывают и сдвоенными, как например СП3-23б.

Подстроечные многооборотные резисторы часто встречаются в электронной аппаратуре, в измерительных приборах и т. д. Их механизм позволяет точно регулировать сопротивление, и количество оборотов измеряется несколькими десятками.

Червячная передача делает возможным медленный поворот и плавное перемещение скользящего контакта по резистивной дорожке, благодаря чему схемы настраиваются очень и очень точно.

Например, подстроечный многооборотный резистор СП5-2ВБ настраивается именно посредством червячной передачи внутри корпуса, и для полного прохода всей резистивной дорожки нужно совершить 40 оборотов отверткой. Резисторы данного типа в разных модификациях имеют мощность от 0,125 до 1 ватта, и рассчитаны на 100 — 200 циклов регулировки.

Это далеко не полный обзор типов и видов детали. Как мы видим из предыдущего описания, подстроечные резисторы по своей сути близки к переменным, но строго говоря, ими не являются. В данном видеоролике кратко, но доходчиво рассказано о том, как переделать подстроечный резистор в переменный.

Получение значения с устройства при помощи ардуино

То, что ножка резистора подключена к аналоговому пину ардуино, позволяет отловить 1024 положения потенциометра, это даст возможность довольно точно производить подстройку.

Ниже приведен код с подробными комментариями. Чтобы посмотреть значения с подстроечного резистора можно выводить информацию на дисплей или индикатор, но в примере все проще – результат можно посмотреть в мониторе порта.

// пин для получения данных

int pin_rezistor = A0;

// переменная для хранения значения

// порт работает на чтение

// соединение с компьютером для дебага

// получаем значение с пина

У резистора есть три ножки: первая, отставленная отдельно, будет использоваться для считывания значения, а к двум другим будут подключены плюс и минус. Для считывания данных необходимо использовать аналоговый пин arduino, например, pin A0.

Чистка подстроечника обычным спиртом

Резистор в схемах может стать грязным, его ползунковая дорожка со временем покрывается слоем пыли. И чтобы вернуть электрическому сопротивлению прежнюю работоспособность его нужно просто почистить.

Делается чистка подстроечных резисторов достаточно просто и быстро. Лучше всего для этих целей использовать чистый спирт. Различные средства типа для снятия лака, самогон, очистители лучше не применять, так как в них могут содержаться примеси, отрицательно влияющие на чистоту резистора.

Чтобы лучше овладеть материалом, рекомендуем также прочитать следующий материал: все что нужно знать о шаговых электродвигателях.

Итак, разбираем резистор (если на нем имеется защитный кожух), для этого обычно достаточно разогнуть небольшие металлические зажимчики на самом корпусе резистора после чего нужно снять эту крышку. Внутри резистора мы увидим дорожку, по которой двигается ползунок среднего вывода резистора. Именно эту дорожку и нужно почистить спиртом от грязи.

Удобно делать так: взять шприц (допустим на 2 куба), набрать в него спирта, и аккуратно через иголку шприца нанести несколько капель прямо на дорожку резистора. После этого мы начинаем в разные стороны вращать это сопротивление, чтобы спирт разошелся по всей дорожке и тем самым расчистил путь для ползунка.

В принципе и этого достаточно, чтобы после сборки и установки подстроечного резистора на свое рабочее место схемы мы наслаждались нормальной его работой без прежних неполадок. Хотя если позволяет место на самом резисторе, можно еще аккуратно пройтись и ваткой, что полностью уберет всю грязь с ползунковой дорожки.

Ну, а далее нам нужно обратно собрать наш обновленный резистор и поставить его на свое рабочее место. В большинстве случаев после такой чистки электрическое сопротивление полностью восстанавливается, пропадает прерывистость его работы.

Сложные случаи очистки

В очень редких случаях дело не в грязи, а например разрушении этой дорожки в результате чрезмерного перегрева. Это может произойти в случае, когда случайно на этот резистор было подано слишком большое напряжение, а мощность этого сопротивления недостаточно большая, чтобы быстро рассеять выделяемое тепло от большого тока. Вот и происходит сильный нагрев дорожки переменного резистора с последующим ее разрушением. Тут уж чистка спиртом не поможет.

Нужна полная замена этого резистора на новый, заведомо рабочий. И, естественно, перед установкой нового резистора на старую схему проверьте ее, чтобы не повторился процесс разрушения дорожки уже с новым сопротивлением.

К сожалению, не все типы переменных и подстроечных резисторов можно почистить вышеперечисленным способом. Иногда встречаются сопротивления в цельном корпусе, что не дает возможности добраться до ползунковой дорожки.

Можно этот переменный резистор немного подогреть (градусов так до 50), это ускорит испарение спирта. Хотя чистый спирт является диэлектриком, ток он через себя не проводит. Следовательно, и не будет отрицательно влиять на работу переменного резистора, если даже на нем и останется немного спирта, который все равно испарится.

Заключение

Всевозможные переменные резисторы находят широкое применение в роли потенциометров в различных приборах, начиная с бытовых, таких как обогреватели, водонагреватели, акустические системы, заканчивая музыкальными инструментами, такими как электрогитары и синтезаторы.

Подстроечные резисторы можно встретить практически на любых печатных платах, начиная с телевизоров, заканчивая цифровыми осциллографами и техникой оборонного значения. Подробно с устройством данного типа можно ознакомиться, скачав файл с ГОСТ 24237-84. Резисторы переменные непроволочные. Общие технические условия.

Читайте также: