Тема: Регулятор громкости

Советские в зависимости от кривой разделялись на группы "А", "Б", "В". Логарифмическая -"В" (если не напутал — давно было, не помню). Как импорт — не знаю.

И еще. Если сопротивление переменника много меньше (раз в 10), чем входное сопротивление усилка, то усилок не влияет на регулятор громкости. Если сопротивления примерно одинаковы, то из-за влияния сопротивления усилка характер кривой регулирования нарушается, но вполне терпимо (т.е. на шкале регулятора дБ уже писать нельзя, но на слух — нормально). Если входное сопротивление усилка заметно меньше, чем переменного резистора — зависимость сопротивления от угла поворота нарушается сильно, и плавность регулирования — хреновая.

Offтопик:
ЗЫ Раздел "Для начинающих" же есть! Там и подскажут быстрее!

• Просмотр профиля
• Сообщения форума
• Домашняя страница
• Созданные темы

Схема делителя напряжения на резисторах

Схема делителя напряжения включает в себя входной источник напряжения и два резистора. Ниже вы можете увидеть несколько схематических вариантов изображения делителя, но все они несут один и тот же функционал.

Обозначим резистор, который находится ближе к плюсу входного напряжения (Uin) как R1, а резистор находящийся ближе к минусу как R2. Падение напряжения (Uout) на резисторе R2 — это пониженное напряжение, полученное в результате применения резисторного делителя напряжения.

Глава 3 — Цепи постоянного тока

ЧАСТИ И МАТЕРИАЛЫ

• 6-вольтовая батарея
• Потенциометр, однократный поворот, 5 кОм, линейный конус (Каталог Radio Shack № 271-1714)
• Маленький «хобби» мотор, постоянный магнит (каталог Radio Shack № 273-223 или эквивалент)

Для этого эксперимента вам понадобится относительно низкоценный потенциометр, конечно, не более 5 кОм.

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ

Уроки в электрических цепях, том 1, глава 2: «Закон Ома»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

• Использование реостата
• Подключение потенциометра в качестве реостата
• Простое управление скоростью двигателя
• Использование вольтметра над амперметром для проверки непрерывной цепи

СХЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА

ИЛЛЮСТРАЦИИ

ИНСТРУКЦИИ ПО ПОДКЛЮЧЕНИЮ ПОТЕНЦИОМЕТРОВ

Потенциометры находят свое самое сложное применение в качестве делителей напряжения, где положение вала определяет удельное отношение деления напряжения. Однако есть приложения, в которых нам не обязательно нужен переменный делитель напряжения, а просто переменный резистор: двухконтактное устройство. Технически переменный резистор известен как реостат, но потенциометры могут быть созданы для того, чтобы функционировать как реостаты довольно легко.

В своей простейшей конфигурации потенциометр можно использовать в качестве реостата, просто используя клемму стеклоочистителя и один из других клемм, третий терминал остается несвязанным и неиспользуемым:

Перемещение потенциометра в направлении, при котором стеклоочиститель находится ближе всего к другому используемому терминалу, приводит к более низкому сопротивлению. Направление движения, необходимое для увеличения или уменьшения сопротивления, может быть изменено с использованием другого набора терминалов:

Будьте осторожны, однако, что вы не используете два внешних контакта, так как это не приведет к изменению сопротивления при повороте вала потенциометра. Другими словами, он больше не будет функционировать как переменное сопротивление:

Постройте схему, как показано на схеме и иллюстрации, используя только два контакта на потенциометре и посмотрите, как можно управлять скоростью двигателя, регулируя положение вала. Проведите эксперимент с различными клеммами на потенциометре, отметив изменения в управлении скоростью двигателя. Если ваш потенциометр имеет высокое сопротивление (как измерено между двумя внешними клеммами), двигатель может вообще не двигаться, пока стеклоочиститель не окажется очень близко к подключенному внешнему терминалу.

Как вы можете видеть, скорость двигателя может быть изменена с помощью реостата с последовательным подключением для изменения общего сопротивления цепи и ограничения общего тока. Однако этот простой способ управления скоростью двигателя неэффективен, так как это приводит к тому, что реостат рассеивается (теряется) в значительном количестве энергии. Более эффективное средство управления двигателем полагается на быстрое «импульсное» питание двигателя, используя высокоскоростное коммутационное устройство, такое как транзистор . Подобный метод управления мощностью используется в бытовых ламповых «диммерных» переключателях. К сожалению, эти методы слишком сложны, чтобы исследовать на этом этапе экспериментов.

Когда в качестве реостата используется потенциометр, «неиспользуемый» терминал часто подключается к терминалу стеклоочистителя, например:

Поначалу это кажется бессмысленным, поскольку оно не влияет на контроль сопротивления. Вы можете проверить этот факт самостоятельно, вставив еще один провод в свою схему и сравнив поведение двигателя до и после изменения:

Если потенциометр находится в хорошем рабочем состоянии, этот дополнительный провод не имеет никакого значения. Однако, если стеклоочиститель когда-либо теряет контакт с резистивной полосой внутри потенциометра, это соединение гарантирует, что цепь не будет полностью открыта: что по-прежнему будет резистивный путь тока через двигатель. В некоторых приложениях это может быть важным. Старые потенциометры имеют тенденцию страдать от прерывистых потерь контакта между стеклоочистителем и резистивной полосой, и если схема не может переносить полную потерю непрерывности (бесконечного сопротивления), созданной этим условием, этот «дополнительный» провод обеспечивает меру защиты, поддерживая непрерывность цепи.

Вы можете имитировать такой «отказ» контакта стеклоочистителя, отсоединив среднюю клемму потенциометра от клеммной колодки, измерив напряжение на двигателе, чтобы убедиться, что все еще есть мощность, но небольшая:

Было бы справедливо измерять ток цепи вместо напряжения двигателя, чтобы проверить завершенную схему, но это более безопасный метод, поскольку он не включает разрыв цепи для вставки амперметра в ряд. Всякий раз, когда используется амперметр, существует риск вызвать короткое замыкание, подключив его к существенному источнику напряжения, что может привести к повреждению инструмента или травме. Вольтметрам не хватает этого неотъемлемого риска для безопасности, и поэтому всякий раз, когда измерение напряжения может быть произведено вместо текущего измерения для проверки того же, это более разумный выбор.

Поворотные и линейные потенциометры

Ниже показано внутреннее устройство двух типов потенциометров: поворотного и линейного.

Линейные потенциометры

Рисунок 11 – Конструкция линейного потенциометра

Некоторые линейные потенциометры приводятся в действие прямолинейным движением рычага или ползунковой кнопки. Другие, подобные изображенному на рисунке выше, приводятся в действие поворотным винтом для точной регулировки. Потенциометры последнего типа иногда называют «подстроечниками» потому, что они хорошо работают в приложениях, требующих «подстройки» переменного сопротивления до некоторого точного значения.

Следует отметить, что не все линейные потенциометры имеют такое же назначение выводов, как показано на этом рисунке. У некоторых вывод ползунка находится посередине между двумя крайними выводами.

Поворотный потенциометр

На изображении ниже показана конструкция поворотного потенциометра.

Рисунок 12 – Поворотный потенциометр

На фотографии ниже показан реальный поворотный потенциометр с открытыми для удобства просмотра ползунком и резистивным элементом. Вал, который перемещает ползунок, повернут почти до конца по часовой стрелке, поэтому ползунок почти касается левого конечного вывода резистивного элемента:

Рисунок 13 – Поворотный потенциометр с открытыми ползунком и резистивным элементом

Вот тот же потенциометр с валом ползунка, перемещенным почти до упора против часовой стрелки, поэтому ползунок теперь находится рядом с другим крайним концом хода:

Рисунок 14 – Потенциометр с валом ползунка, повернутым до упора против часовой стрелки

Резистор и сопротивление

Это справедливо и для большего количества соединённых последовательно резисторов:

Цепь из последовательно соединённых резисторов будет всегда иметь сопротивление большее, чем у любого резистора из этой цепи.

При последовательном соединении резисторов изменение сопротивления любого резистора из этой цепи влечёт за собой как изменение сопротивления всей цепи так и изменение силы тока в этой цепи.

Мощность при последовательном соединении

R = 200 + 100 + 51 + 39 = 390 Ом

Учитывая напряжение в цепи, равное 100 В, по закону Ома сила тока будет составлять

I = U/R = 100 В/390 Ом = 0,256 A

На основании полученных данных можно рассчитать мощность резисторов при последовательном соединении по следующей формуле:

P = I 2 x R = 0,256 2 x 390 = 25,55 Вт

Таким же образом можно рассчитать мощность каждого отдельно взятого резистора:

P₁ = I 2 x R₁ = 0,256 2 x 200 = 13,11 Вт;
P₂ = I 2 x R₂ = 0,256 2 x 100 = 6,55 Вт;
P₃ = I 2 x R₃ = 0,256 2 x 51 = 3,34 Вт;
P₄ = I 2 x R₄ = 0,256 2 x 39 = 2,55 Вт.

Если сложить полученные мощности, то общая Р составит:

Р_общ = 13,11 + 6,55 + 3,34 + 2,55 = 25,55 Вт

Параллельное соединение резисторов

Расчет параллельного сопротивления двух параллельно соединённых резисторов R₁ и R₂ производится по следующей формуле:

Параллельное соединение трёх и более резисторов требует более сложной формулы для вычисления общего сопротивления:

Сопротивление параллельно соединённых резисторов будет всегда меньше, чем у любого из этих резисторов.

Параллельное соединение резисторов часто используют в случаях, когда необходимо сопротивление с большей мощностью. Для этого, как правило, используют резисторы с одинаковой мощностью и одинаковым сопротивлением. Общая мощность, в таком случае, вычисляется умножением мощности одного резистора на количество параллельно соединённых резисторов.

Мощность при параллельном соединении

1/R = 1/200 + 1/100 + 1/51 + 1/39 ≈ 0,06024 Ом
R = 1 / 0,06024 ≈ 16,6 Ом

Используя значение напряжения 100 В, по закону Ома рассчитывается сила тока

I = U/R = 100 В x 0,06024 Ом = 6,024 A

Зная силу тока, мощность резисторов, соединенных параллельно, определяется следующим образом

P = I 2 x R = 6,024 2 x 16,6 = 602,3 Вт

Расчет силы тока для каждого резистора выполняется по формулам:

На примере этих сопротивлений прослеживается закономерность, что с уменьшением сопротивления, сила тока увеличивается.

Существует еще одна формула, позволяющая рассчитать мощность при параллельном подключении резисторов:

P₁ = U 2 /R₁ = 100 2 /200 = 50 Вт;
P₂ = U 2 /R₂ = 100 2 /100 = 100 Вт;
P₃ = U 2 2/R₃ = 100 2 /51 = 195,9 Вт;
P₄ = U 2 2/R₄ = 100 2 /39 = 256,4 Вт

Включение переменных резисторов в электрическую цепь

Схема присоединения подобных резистивных элементов зависит от того, в качестве чего они используются. Различают два вида подключения к схемам:

• как реостат – регулируемый резистор для ограничения тока;
• как потенциометр – для деления напряжения (делитель).

В первом случае берут средний и крайний вывод, во втором – средний и оба крайних.

Внимание! При включении реостатом второй свободный вывод припаивают к среднему для обеспечения более надёжного контакта.

Особенности дешёвых ЛЕД

Низкая стоимость сама по себе не является доказательством плохого качества. Расширение масштабов производства и совершенствование технологических процессов снижает издержки. Однако в соответствующем сегменте рынка представлены изделия производителей, которые в действительности не соответствуют заявленным характеристикам.

Для определения возможных проблем обращают внимание на следующие параметры:

• в дешевых моделях основные части конструкции делают из алюминия;
• медные аналоги тяжелее, эффективнее отводят тепло, отличаются стойкостью к механическим воздействиям;
• в качественном изделии размер кристалла соответствует стандарту (0,762 х 0,762 мм или другому);
• о недостатках косвенно свидетельствует искажение пропорций рабочей зоны (прямоугольник вместо квадрата);
• для повышения надежности ответственные производители увеличивают количество проводников, применяют нити из благородных металлов.

Качественные светодиоды создают световой поток 150-220 люмен в расчете на 1 Вт потребления. Подделки – не более 50-70 лм. При возникновении сомнений следует особенно тщательно выбирать компоненты защиты.

Схема проекта

Схема регулятора силы света (диммера) на Arduino и симисторе представлена на следующем рисунке.

Схема соединения симистора и оптопары показана на следующем рисунке.

Эту схему мы собрали на перфорированной плате, у нас получилась конструкция следующего вида:

Оптопару MCT2E и соединения с ней мы также разместили на перфорированной плате и подсоединили ее к понижающему трансформатору.

Конструкция всего проекта в сборе выглядит следующим образом: