Управление скоростью вращения двигателя постоянного тока с помощью arduino и потенциометра

Типы переменных резисторов

Проволочный

Состоит из трубчатого пластмассового или керамического каркаса, на который в виде однослойной обмотки уложена тонкая проволока с высоким сопротивлением (манганиновая или константановая).

По поверхности проволоки скользит металлический ползунок, который при перемещении касается следующего витка обмотки раньше, чем сойдет с предыдущего – этим обеспечивается плавность регулировки.

Для надежности контакта ползунка и токопроводящего слоя поверхность проволоки тщательно полируется.

Тонкопленочный

Состоит из каркаса в виде подковообразной диэлектрической пластины, покрытой тонкой пленкой, изготовленной из углерода, бора, металлизированных или композиционных материалов. По поверхности пленки скользит ползунок, прочно связанный с регулировочным механизмом.

Как проверить переменный резистор и потенциометр

Чтобы понять, в чем заключается проверка потенциометра, давайте рассмотрим его структуру. Переменный резистор от потенциометра отличается тем, что первый регулируется отверткой, а второй рукояткой.

Потенциометр – это деталь с тремя ножками. Он состоит из ползунка и резистивного слоя. Ползунок скользит по резистивному слою. Крайние ножки – это концы резистивного слоя, а средняя соединена с ползунком.

Чтобы узнать полное сопротивление потенциометра, нужно замерить сопротивление между крайними ножками. А если проверить сопротивление между одной из крайних ножек и центральной – вы узнаете текущее сопротивление на движке относительно одного из краёв.

Но самая частая неисправность такого резистора — это не отгорание концов, а износ резистивного слоя. Из-за этого сопротивление изменяется неправильно, возможна потеря контакта в определенных участках, тогда сопротивление подскакивает до бесконечности (разрыв цепи). Когда движок занимает то положение, в котором контакт ползунка с покрытием вновь появляется – сопротивление вновь становится «правильным». Эту проблему вы могли замечать, когда регулировали громкость на старых колонках или усилителе. Проявляется проблема в том, что при вращении ручки периодически в колонках раздаются щелчки или громкие стуки.

Вообще проверку плавности хода потенциометра нагляднее проводить аналоговым мультиметром со стрелкой, т.к. на цифровом экране вы просто можете не заметить дефекта.

Потенциометры могут быть сдвоенными, иногда их называют «стерео потенциометры», тогда у них 6 выводов, логика проверки такая же.

На видео ниже наглядно показывается, как проверить потенциометр мультиметром:

Методы проверки резисторов просты, но для получения нормального результата проверки нужен мультиметр или омметр с несколькими пределами измерений. С его помощью вы сможете померить еще и напряжение, ток, емкость, частоту и другие величины в зависимости от модели вашего прибора. Это основной инструмент мастера по ремонту электроники. Сопротивления иногда выходят из строя при внешней целостности, иногда уходят от номинального значения сопротивления. Проверка нужна для определения соответствия деталей номиналам, а также чтобы убедится рабочий или нет элемент. На практике способы проверки могут отличаться от описанных, хотя принцип тот же, всё зависит от ситуации.

Полезное по теме:

Принцип работы переменного резистора

Элемент электрической схемы, сопротивление которого можно изменять от нуля до номинального значения, называется переменным резистором и позволяет вручную плавно регулировать величину сопротивления для обеспечения нормальной работы остальных компонентов электрической схемы.

Устройство

Переменное сопротивление состоит из:

• резистивного элемента, который определяет номинал сопротивления, с припаянными по краям двумя фиксированными выводами для подключения в схему;
• подвижного подпружиненного третьего контакта (ползунка, бегунка), который можно передвигать по металлической или металлизированной дорожке (коллектору), уменьшая или увеличивая сопротивление;
• ручки, которая управляет регулировочным механизмом.

Конструктивное исполнение:

1. Поворотный – токопроводящий элемент выполняется в виде кольца (подковы), ползунок перемещается поворотным регулировочным механизмом при помощи специальной ручки. Поворотные резисторы могут быть однооборотные и многооборотные.
2. Движковый – величина сопротивления регулируется прямым перемещением ползунка по токопроводящему элементу.

Для чего используется

Регулируемый резистор плавно изменяет параметры электрической цепи непосредственно во время работы.

Применяется во многих электроприборах и бытовых устройствах – в качестве потенциометрических датчиков разного назначения и для регулировки громкости и тембра звука, настройки частоты радиоприема, яркости свечения светодиодов или температуры нагрева простым поворотом ручки-регулятора.

Чем отличается от подстроечного

Подстроечный резистор компактного размера, устанавливается непосредственно на электронной плате и применяется для вывода схемы в нужный режим только на стадии настройки и наладки, после чего фиксируется краской или клеем.

Для регулировки подстроечного сопротивления используется отвертка, которая вставляется в специальный паз регулировочного механизма, связанного с круговым ползунком.

Ремонт переменного резистора своими руками

Из-за износа проводящего слоя и ослабления нажима подвижного контакта переменное сопротивление начинает плохо работать, генерируя «шумы», или совсем прийти в негодность.

Способы ремонта сопротивления в разобранном виде:

1. С помощью простого карандаша, грифель которого состоит из чистого твердого углерода – слегка отогнуть пружину подвижного контакта, несколько раз провести грифелем по проводящему слою для восстановления последнего. Это метод более эффективен для тонкопленочных сопротивлений.
2. Грифель простого карандаша растереть в пыль, смешать с литолом (или аналогичной смазкой), полученной смесью смазать дорожку, по которой движется ползунок.

Сопротивление в неразборном корпусе починить сложнее, но можно – просверливаем в корпусе отверстие (диаметром около 1мм), заливаем шприцом немного чистого спирта, крутим ручку. После полного испарения спирта работоспособность регулировочного элемента восстанавливается.

Для нормальной работы электрической цепи важно грамотно проанализировать условия работы всех элементов – зная характеристики, назначение, схемы подключения и условия эксплуатации, можно обеспечить надежную и долгую работоспособность регулируемых сопротивлений в бытовых приборах и электронных устройствах

Управление устройствами с помощью хлопков

В нашем следующем проекте мы будем использовать звуковой датчик в качестве «детектора хлопков», который включает устройства, питающиеся от сети переменного тока, хлопком в ладоши.

В данном проекте для управления питанием устройств используется одноканальный модуль реле, который будет коммутировать переменное напряжение сети 220 В.

Схема соединений

Схема соединений в этом проекте очень проста.

Предупреждение: Данная схема взаимодействует с ВЫСОКИМ переменным напряжением сети 220 В. Неправильное подключение или использование может привести к серьезным травмам или смерти. Поэтому данный проект предназначен для людей, имеющих опыт работы и знающих о мерах техники безопасности при работе с высоким переменным напряжением.

Сначала необходимо подать питание на датчик и модуль реле. Подключите их выводы VCC к выводу 5V на Arduino, и выводы GND к выводу GND на Arduino.

Затем подключите выходной вывод (OUT) звукового датчика к цифровому выводу 7 на Arduino, а управляющий вывод (IN) на модуле реле к цифровому выводу 8 Arduino.

Вам также необходимо поместить модуль реле в линию питания устройства, которым вы хотите управлять. Вам придется разрезать один провод в кабеле питания и подключить один конец отрезанного провода (идущий от вилки) к выводу COM (общий) модуля реле, а другой к выводу NO (нормально разомкнутый).

Схема соединений показана на следующем рисунке.

Рисунок 7 – Схема подключения датчика звука и модуля реле к плате Arduino

Код Arduino

Ниже приведен скетч для управления устройствами с помощью хлопков.

После того, как вы загрузили программу в Arduino, и всё включили, датчик должен включать или выключать управляемое устройство каждый раз, когда вы хлопаете.

Объяснение

Если вы сравните этот скетч с предыдущим, вы заметите много общего, кроме нескольких вещей.

В начале мы объявляем вывод Arduino, к которому подключен вывод управления реле (IN). Мы также определили новую переменную для хранения состояния реле.

В функции мы настраиваем вывод как выходной.

Теперь, когда мы обнаруживаем звук хлопка, вместо того, чтобы печатать сообщение в мониторе последовательного порта, мы просто переключаем состояние реле.

Маркировка переменных резисторов

Российская маркировка переменных сопротивлений до 1980 года – например, СП4-18:

1. Тип изделия обозначается СП.
2. Первая цифра – разновидность материала и технология изготовления – 4.
3. Вторая – регистрационный номер типа резистора –18.

Маркировка группы по технологии изготовления и материалу:

• 1 – непроволочные тонкослойные углеродистые и бороуглеродистые;
• 2 – непроволочные тонкослойные металлопленочные и металлооксидные;
• 3 – непроволочные композиционные пленочные;
• 4 – непроволочные композиционные объемные;
• 5 – проволочные;
• 6 – непроволочные тонкослойные металлизированные.

Как почистить и проверить форсунки своими руками

Чтобы выполнить чистку форсунки своими руками, необходимо приготовить следующие элементы: специальное средство для очистки форсунок и трубку с внутренним диаметром не более 5 миллиметров, а также два одинаковых провода, автомобильный аккумулятор и любую кнопку, снабженную большими контактами, а лучше реле.

Форсунка демонтируется с рейки и подключается к аккумуляторной батарее. Прежде чем замкнуть все провода, необходимо разорвать плюсовой провод и на этом месте установить кнопку со встроенным реле. После этого внутрь форсунки просовывается мелкая трубочка чистящего средства, усиленная с помощью толстой размером до 5 миллиметров. После этого, кнопкой подается напряжение, форсунка открывается, а внутрь форсунки пускается чистящее средство.

Получается, что во время этого процесса происходит полная имитация работы топливной форсунки. Во-первых, она прогоняется, во-вторых, таким образом можно определить ее пригодность к дальнейшей эксплуатации. Пригодной считается та форсунка, топливо из которой именно распыляется, а не льется. Протекающая форсунка подлежит замене или ремонту.

Прогон жидкости необходимо осуществлять в течение 3 минут. За это время деталь полностью прочистится и будет годна к дальнейшему применению. После прочистки, форсунку устанавливают на рейку и вставляют во впускную систему. Перед монтажом не забудьте проверить надежность уплотнителей. Если визуально они находятся в плохом состоянии, то необходимо их заменить. Старайтесь не обходить проблемы резинок, так как это обернется для вас утечкой топлива, и, как следствие, ускоренное и бесполезное увеличение расхода топлива.

Приобретение новых уплотнителей никогда не откладывайте на завтрашний день. Делать это нужно заранее и в соответствии с маркой и моделью вашего автомобиля. Внешне же ремонтный комплект двух несильно схожих форсунок может заметно различаться.

Мембранные потенциометры

Мембранный потенциометр использует проводящую мембрану, которая деформируется скользящим элементом для контакта с резисторным делителем напряжения. Линейность может составлять от 0,50% до 5% в зависимости от материала, конструкции и производственного процесса. Точность повторения обычно составляет от 0,1 мм до 1,0 мм с теоретически бесконечным разрешением. Срок службы потенциометров этого типа обычно составляет от 1 до 20 миллионов циклов в зависимости от материалов, используемых при производстве, и метода срабатывания; Доступны контактный и бесконтактный (магнитный) методы (для определения положения). Доступно множество различных материалов, таких как PET , FR4 и Kapton. Производители мембранных потенциометров предлагают линейные, поворотные и специальные варианты исполнения. Линейные версии могут иметь длину от 9 мм до 1000 мм, а поворотные версии — от 20 до 450 мм в диаметре, каждая из которых имеет высоту 0,5 мм. Для определения положения можно использовать мембранные потенциометры.

Для устройств с сенсорным экраном, использующих резистивную технологию, двумерный мембранный потенциометр обеспечивает координаты x и y. Верхний слой представляет собой тонкое стекло, расположенное близко к соседнему внутреннему слою. Нижняя сторона верхнего слоя имеет прозрачное токопроводящее покрытие; поверхность нижележащего слоя имеет прозрачное резистивное покрытие. Палец или стилус деформируют стекло, чтобы соприкоснуться с нижележащим слоем. Края резистивного слоя имеют токопроводящие контакты. Определение точки контакта осуществляется путем приложения напряжения к противоположным краям, при этом два других края временно остаются неподключенными. Напряжение верхнего слоя обеспечивает одну координату. Отсоединение этих двух кромок и приложение напряжения к двум другим, ранее не подсоединенным, обеспечивает другую координату. Быстрое чередование пар ребер обеспечивает частое обновление положения. Преобразователь аналого-цифровой обеспечивает выходные данные.

Преимущества таких датчиков состоят в том, что требуется всего пять подключений к датчику, а соответствующая электроника сравнительно проста. Во-вторых, хорошо подойдет любой материал, который вдавливает верхний слой на небольшую площадь. Недостатком является то, что для контакта необходимо приложить достаточное усилие. Во-вторых, датчик требует периодической калибровки, чтобы сопоставить положение касания с нижележащим дисплеем. (Емкостные датчики не требуют калибровки или контактного усилия, только близость пальца или другого проводящего объекта. Однако они значительно сложнее.)

Исправление проблем

Если датчик звука работает неправильно, попробуйте выполнить следующие действия.

1. Дважды проверьте, что источник питания обеспечивает чистое напряжение питания. Поскольку звуковой датчик – это аналоговая схема, он более чувствителен к шуму, создаваемому блоком питания.
2. Электретный микрофон в звуковом датчике также чувствителен к механическим вибрациям и шуму ветра. Установка с помощью эластичных/упругих материалов может помочь поглотить вибрацию.
3. Диапазон чувствительности этого звукового датчика очень мал, возможно, всего 10 дюймов (примерно 25 см), поэтому, чтобы получить хорошую реакцию, вам нужно создавать шум намного ближе.

Маркировка резисторов

Резисторы могут маркироваться нанесением буквенно-цифровых обозначений, наносимых на корпус резистора.

Обычно указывается номинал резистора и его процентный допуск (±5%, ±10%, ±20%). Процентный допуск указывается чаще всего латинской буквой.

Иногда указывается тип резистора и его мощность рассеяния.

Примеры обозначений:

100kΩJ 2W – 100 килоом, допуск ±5%, мощность рассеяния – 2Вт,

4К3И МЛТ-1 – 4,3 кОм, допуск ±5%, тип – МЛТ, мощность рассеяния – 1 Вт (это старый резистор времен CCCР),

560Ω 5% — 560 Ом, допуск ±5%

Однако на корпус мелких резисторов трудно нанести такие обозначения, поэтому для них применяется маркировка посредством 4-х, 5-ти или 6-ти цветных колец.

Обычно маркировка читается слева направо, при этом первое кольцо шире, или находится ближе к выводу резистора.

Мы не будем здесь приводить полных таблиц с цветовой маркировкой.

Номинал резистора можно узнать в онлайн-калькуляторах. Например, здесь. Это удобно.

Объяснение работы программы

Полный текст программы приведен в конце статьи, в этом разделе объяснено назначение ключевых элементов кода.

В ниже представленных строчках кода мы инициализируем переменные c1 и c2 и назначаем аналоговый контакт A0 выходу потенциометра, а 12-й контакт будем использовать для ШИМ.

Arduino

int pwmPin = 12;
int pot = A0;
int c1 = 0;
int c2 = 0;

1 2 3 4

intpwmPin=12; intpot=A0; intc1=; intc2=;

В следующих строчках кода мы устанавливаем контакт A0 на ввод данных, а контакт 12 (который является контактом ШИМ) на вывод данных.

Arduino

void setup() {
pinMode(pwmPin, OUTPUT); // pin 12 — на вывод данных
pinMode(pot, INPUT); // pin A0 — на ввод данных
}

1 2 3 4

voidsetup(){ pinMode(pwmPin,OUTPUT);// pin 12 — на вывод данных pinMode(pot,INPUT);// pin A0 — на ввод данных }

Теперь, в функции loop (), мы считываем аналоговое значение с контакта A0, используя функцию analogRead(pot), и сохраняем его в переменной c2. Затем мы вычитаем значение c2 из 1024 и сохраняем получившийся результат в c1. Затем подаем на контакт 12 ШИМ высокий уровень (HIGH) и после задержки, определяемой переменной c1, подаем на этот контакт низкий уровень (LOW). После этого выполняем задержку, определяемую переменной LOW, и продолжаем цикл сначала.

Причина, по которой мы вычитаем аналоговое значение из 1024, состоит в следующем. Дело в том, что аналого-цифровой преобразователь (АЦП) Arduino Uno имеет разрешение 10 бит, то есть может принимать целые значения в интервале 0 — 2^10 = 1024. Это означает что он преобразует входное значение напряжения в интервале от 0 до 5 В в целое значение в интервале от 0 до 1024. Таким образом, если мы умножим входное значение напряжения на 5/1024, то мы получим цифровое значение входного напряжения.

Arduino

void loop()
{
c2= analogRead(pot);
c1= 1024-c2;
digitalWrite(pwmPin, HIGH); // подаем напряжение высокого уровня на pin 12
delayMicroseconds(c1); // ждем c1 микросекунд (high time)
digitalWrite(pwmPin, LOW); // подаем напряжение низкого уровня на pin 12
delayMicroseconds(c2); // ждем c2 микросекунд (low time)

1 2 3 4 5 6 7 8

voidloop() { c2=analogRead(pot); c1=1024-c2; digitalWrite(pwmPin,HIGH);// подаем напряжение высокого уровня на pin 12 delayMicroseconds(c1);// ждем c1 микросекунд (high time) digitalWrite(pwmPin,LOW);// подаем напряжение низкого уровня на pin 12 delayMicroseconds(c2);// ждем c2 микросекунд (low time)

Подключение потенциометра к платам Ардуино

Схема подключения

Подключение потенциометра к ардуино выполняется в соответствии со схемой, представленной на рисунке:

Для этого три вывода потенциометра необходимо соединить с указанными выводами платы:

• Черный – GND;
• Красный – питание 5В;
• Средний – от центрального вывода к аналоговому входу А0.

Изменяя положение вала подключенного потенциометра, происходит изменение параметра сопротивления, которое вызывает изменение показателя на нулевом пине платы ардуино. Считывание полученного значения напряжения аналогового импульса происходит в скетче с помощью команды analogRead ().

В плату Ардуино встроен аналого-цифровой преобразователь, способный  считывать напряжение и переводить его в цифровые показатели со значением от нуля до 1023. При повороте указателя до конечного значения в одном из двух возможных направлений, напряжение на пине равно нулю, и, следовательно, напряжение, которое будет генерироваться составляет 0 В. При повороте вала до конца в противоположном направлении на пин поступает напряжение величиной 5В, а значит числовое значение будет составлять 1023.

Пример проекта

Примером реализации схемы подключения потенциометра может стать макетная плата с подключенным переменным резистором и светодиодом. При помощи потенциометра будет выполняться управление уровнем яркости свечения.

Для проведения работ следует подготовить такие детали:

• 1 плату Arduino Uno
• 1 беспаячную макетную плату
• 1 светодиод
• 1 резистор с сопротивлением 220 Ом
• 6 проводов «папа-папа»
• 1 потенциометр.

Для использования меньшего количества проводов от макетной платы к контроллеру следует подключить светодиод и потенциометр проводом земли к длинному рельсу минуса.

Пример скетча

В этом примере важно понимать, что яркость свечения светодиода управляется не напряжением подаваемым с потенциометра, а кодом

Как подключить потенциометр к Ардуино

Для этого занятия нам потребуется:

• плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
• потенциометр (переменный резистор);
• беспаечная макетная плата;
• один светодиод и резистор;
• сервопривод;
• провода «папа-папа», «папа-мама».

Схема подключения потенциометра к Arduino Uno

Потенциометр	Arduino Uno	Arduino Nano	Arduino Mega
—	GND	GND	GND
+	5V	5V	5V
S	A1	A1	A1

Крайние ножки переменного резистора подключаются к портам питания (5V и GND). Средний контакт имеет подвижный контакт, на котором меняется напряжение вследствие изменения сопротивления при вращении ручки. Полярность подключения «+» и «-» роли не играет, при этом будет происходить только инверсия сигнала потенциометра. Соберите следующую схему и загрузите приведенный код в плату.

Скетч. Подключение потенциометра к аналоговому входу

void setup() {
   Serial.begin(9600);     // запускаем монитор порта
   pinMode(A1, INPUT); // к входу A1 подключаем потенциометр
}

void loop() {
   int val = analogRead(A1); // считываем данные с порта A1
   Serial.println(val);             // выводим данные на монитор порта
   delay(500);                       // ставим задержку для удобства
}

Пояснения к коду:

1. при необходимости подключения нескольких потенциометров к Arduino Nano, следует их подключать к другим аналоговым входам;.

Скетч. Подключение потенциометра и светодиода

Для регулировки яркости светодиода с помощью переменного резистора, следует считывать данные с данного радиоэлемента, подключив его к аналоговому входу. В зависимости от поворота ручки потенциометра необходимо в линейной зависимости менять яркость светодиода. Это сделать довольно просто на микроконтроллере, схема подключения переменного резистора с примером кода, размещена далее.

Схема подключения потенциометра и светодиода к Ардуино

void setup() {
   pinMode(10, OUTPUT); // подключаем светодиод к пин 10
   pinMode(A1, INPUT);     // к входу A1 подключаем потенциометр
}

void loop() {
   int val = analogRead(A1); // считываем данные с порта A1
   val = val / 4;                      // делим значения на 4
   analogWrite(10, val);        // меняем яркость светодиода
}

Пояснения к коду:

1. светодиод подключается к аналоговому выходу с ШИМ сигналом;
2. данные с порта A1, которые находятся в диапазоне 0…1023, мы делим на 4 и получаем диапазон от 0 до 255 для изменения яркости светодиода.

Скетч. Подключение потенциометра и сервопривода

Сервомотор подключается к аналоговым выходам Arduino Nano. В скетче использована функция map, которая пропорционально переносит значение переменной из текущего диапазона значений в новый диапазон. Таким образом, значения с потенциометра в диапазоне 0…1023, мы переводим их в новый диапазон от 0 до 180 (угол поворота сервомотора). Соберите схему и загрузите следующий скетч.

Схема подключения потенциометра и сервомотора к Ардуино

#include <Servo.h> // подключаем библиотеку для сервопривода
Servo servo;            // объявляем переменную servo типа "servo"

void setup() {
   servo.attach(10);        // привязываем сервопривод к порту 10
   pinMode(A1, INPUT); // к входу A1 подключаем потенциометр
}

void loop() {
   int val = analogRead(A1);          // считываем данные с порта A1
   val = map(val, 0, 1023, 0, 180); // переводим val в новый диапазон
   servo.write(val);                         // передаем значения для сервопривода
}

Пояснения к коду:

1. функция пропорционально переносит значение переменной из диапазона значений от 0 до 1023 в новый диапазон от 0 до 180;
2. в самых крайних положениях (0 и 180 градусов) сервомотор может «дергаться».

Исходный код программы

Чтобы написать код программы для нашего цифрового термометра, мы должны написать код для Arduino, датчика температуры LM35 и ЖК дисплея 16×2. Сначала подключим библиотеку для ЖК дисплея, а затем определим контакты данных и управления для подключения ЖК дисплея и датчика температуры.

После получения аналогового значения напряжения на аналоговом входе A0 мы считываем это значение и сохраняем его в переменной с помощью команды float analog_value=analogRead(analog_pin). После этого мы преобразуем его в цифровое значение температуры по следующей формуле:

float Temperature=analog_value*factor*100

где factor=5/1023, analog_value – аналоговое значение напряжение с выхода датчика температуры.

То есть получаем код вида:

Символ градуса формируем используя стандартный метод с помощью следующего кода:

Далее представлен полный исходный код программы нашего цифрового термометра.

Arduino

#include<LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(7,6,5,4,3,2);
#define sensor A0
byte degree =
{
0b00011,
0b00011,
0b00000,
0b00000,
0b00000,
0b00000,
0b00000,
0b00000
};
void setup()
{
lcd.begin(16,2);
lcd.createChar(1, degree);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(» Digital «);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(» Thermometer «);
delay(4000);
lcd.clear();
lcd.print(» Circuit Digest «);
delay(4000);
lcd.clear();
}
void loop()
{
/*———Temperature——-*/
float reading=analogRead(sensor);
float temperature=reading*(5.0/1023.0)*100;
delay(10);

/*——Display Result——*/
lcd.clear();
lcd.setCursor(2,0);
lcd.print(«Temperature»);
lcd.setCursor(4,1);
lcd.print(temperature);
lcd.write(1);
lcd.print(«C»);
delay(1000);
}

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

#include<LiquidCrystal.h> LiquidCrystallcd(7,6,5,4,3,2); #define sensor A0 bytedegree8= { 0b00011, 0b00011, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000 }; voidsetup() { lcd.begin(16,2); lcd.createChar(1,degree); lcd.setCursor(,); lcd.print(»    Digital    «); lcd.setCursor(,1); lcd.print(»  Thermometer   «); delay(4000); lcd.clear(); lcd.print(» Circuit Digest  «); delay(4000); lcd.clear(); } voidloop() { /*———Temperature——-*/ floatreading=analogRead(sensor); floattemperature=reading*(5.01023.0)*100; delay(10); /*——Display Result——*/ lcd.clear(); lcd.setCursor(2,); lcd.print(«Temperature»); lcd.setCursor(4,1); lcd.print(temperature); lcd.write(1); lcd.print(«C»); delay(1000); }

Описание и принцип работы

Резисторы обеспечивают фиксированное значение сопротивления, которое блокирует или сопротивляется потоку электрического тока вокруг цепи, а также вызывает падение напряжения в соответствии с законом Ома. Резисторы могут быть изготовлены так, чтобы иметь либо фиксированное значение сопротивления в Омах, либо переменное значение сопротивления, отрегулированное некоторыми внешними средствами.

Потенциометр, который обычно называют как «котел», представляет собой три-терминал с механическим приводом поворотного аналоговое устройство, которое можно найти и использовать в самых разнообразных электрических и электронных схем. Это пассивные устройства, то есть им не требуется источник питания или дополнительная схема для выполнения их основной функции линейного или поворотного положения.

Переменные потенциометры доступны в различных механических вариациях, что позволяет легко регулировать управление напряжением, током или регулированием смещения и усиления схемы для получения нулевого состояния.

Название «потенциометр» представляет собой сочетание слов «разность потенциалов» и «измерение» , появившихся на заре развития электроники. Тогда считалось, что при регулировке больших резистивных катушек с проволочной обмоткой измеряется установленная величина разности потенциалов, что делает его типом прибора для измерения напряжения .

Сегодня потенциометры намного меньше и намного более точны, чем те, которые раньше были большими и громоздкими с переменным сопротивлением, и, как и в случае большинства электронных компонентов, существует множество различных типов и названий, начиная от переменного резистора, пресета, триммера, реостата и, конечно, переменного потенциометра.

Но какими бы ни были их названия, все эти устройства функционируют абсолютно одинаково, так как их значение выходного сопротивления может быть изменено движением механического контакта или контактной щетки, вызванным каким-либо внешним воздействием.

Переменные резисторы в любом формате, как правило, связаны с определенной формой управления, будь то регулировка громкости радиоприемника, скорости транспортного средства, частоты генератора или точная настройка калибровки цепи, однооборотный и многократный потенциометры, триммеры и реостаты могут найти широкое применение в бытовых электротоварах.

Термин « потенциометр» и « переменный резистор» часто используются для описания одного и того же компонента, но важно понимать, что соединения и работа этих двух устройств различны. Однако оба имеют одинаковые физические свойства в том смысле, что два конца внутренней резистивной дорожки выведены на контакты, в дополнение к третьему контакту, соединенному с подвижным контактом, называемым «ползунком» или «контактной щеткой»

Простые схемы использования

Чтобы продемонстрировать работу датчиков звука с Arduino можно собрать простую схему:

Резистор используемый в ней, берется номиналом в 220 Ом. Основная функциональность выражается в зажигании светодиода при обнаружении громких звуков и гашения его в случае тишины. Скетч:
Изменяя время задержки, между включением и гашением светодиода, а также пробным путем выведя значения «тишины» SilenceMax и SilenceMin, можно добиться работы приведенной схемы в роли детектора движения по звуку. Конечно, качество определения у него будет низкое, но вполне позволяющее применять конструкцию в цепях управления освещением темных мест. Достаточно добавить фоторезистор для определения текущего уровня видимости, в роли которого можно использовать специальную плату Arduino или обычный радиоэлектронный компонент, подключаемый через делитель.

Как видно по схеме, в ней используются два резистора – R1 на 10 кОм и R2 220 Ом. Светодиод LED в финальном варианте можно заменить на релейную группу, для подачи питания на «взрослые» лампы 220В. Скетч, управляющий всем перечисленным хозяйством:

Задержка подбирается экспериментально, в зависимости от конкретной чувствительности KY-037 или KY-038, а также их настроек, производимых регулятором на плате устройства.

Виды и особенности применения

Переменных резисторов существует немалое количество, с их помощью регулируют звук, громкость, подстраивают частоту, регулируют яркость света. В общем, практически везде, где происходят изменения настроек при помощи бегунков или вращением рукояток стоят эти элементы. Но для разных задач нужны резисторы с различным характером изменений или с разным числом выводов. Вот о разных видах регулируемых сопротивлений и поговорим.

Переменные резисторы бывают разных видов

Характер изменения сопротивления

Не стоит думать, что при перемещении подвижного контакта сопротивление изменяется линейно. Такие модели есть, но они используются в основном для регулировки или настройки, в делителях частоты. Гораздо чаще требуется нелинейная зависимость. Переменные резисторы с нелинейной характеристикой бывают двух типов:

READ Как подключить слежение за телефоном мегафон

Характер изменения сопротивления в переменных резисторах

В акустике используют нелинейные элементы с сопротивлением, которое имеет потенциальную зависимость, в измерительной аппаратуре — по логарифмическому.

Сдвоенные, тройные, счетверенные

В плеерах, радиоприемниках и некоторых других видах бытовой аппаратуры часто применяются сдвоенные (двойные) переменные резисторы. В корпусе элемента скрыты две резистивные пластины. Внешне от обычных они отличаются наличием двух рядов выводов. Бывают двух типов:

Сдвоенный регулируемый резистор и его обозначение

Обозначаются разные типы сдвоенных переменных резисторов на схемах по-разному. С наличием механической связи бегунков при близком расположении изображений резисторов на схеме, ставят связанные между собой стрелочки (на рисунке выше слева). Принадлежность к одному резистору указывается через нумерацию: две части обозначаются как R1.1 и R 1.2. Если обозначение частей спаренного переменного резистора находятся на схеме далеко друг от друга, связь указывается при помощи пунктирных линий (на рисунке выше справа). Буквенное обозначение такое же.

Так выглядят сдвоенные и тройные переменные сопротивления

Двойной регулируемый резистор без физической связи между бегунками на схемах ничем не отличается от обычного регулируемого. Отличают их по буквенному обозначению с двумя цифрами, разделенными точкой через — как у спаренного — R15.1 и R15.2.

Частный случай сдвоенного переменного резистора — строенный, счетверенный и т.д. Они встречаются не так часто, все больше в акустической аппаратуре.

Дискретный переменный резистор

Чаще всего, изменение сопротивления при повороте ручки или передвижении ползунка происходит плавно. Но для некоторых параметров необходимо ступенчатое изменение параметров. Такие переменные сопротивления называют дискретными. Используют их для ступенчатого изменения частоты, громкости, некоторых других параметров.

Дискретный переменный резистор (со ступенчатой регулировкой) и его обозначение на схеме

Устройство этого типа резисторов отличается. По сути, внутри находится набор из постоянных резисторов, подключенных к каждому из выходов. При переключении подвижный контакт перескакивает с выхода на выход, подключая к цепи нужный в данный момент резистор. Принцип действия можно сравнить с многопозиционным переключателем.

С выключателем

Такие резисторы мы встречаем часто — в радио и других устройствах. Это с их помощью поворотом ручки включается питание, а затем регулируется громкость. Внешне их отличить невозможно, только по описанию.

Переменный резистор с выключателем в одном корпусе: внешний вид и обозначение на схемах

На схемах переменные резисторы с выключателем отображаются рядом с контактной группой, то что это единое устройство, отображается при помощи пунктирной линии, которая соединяет контактную группу с корпусом переменного резистора. С одной стороны — возле изображения сопротивления — пунктир заканчивается точкой. Она показывает, возле какого из выводов происходит разрыв цепи. При повороте руки регулятора в эту сторону питание отключается.

Схемы подключения датчика давления воздуха

Следующая конструкция построена на сенсоре-анероиде BMP180. Экран, в нее входящий, будет отображать текущее давление атмосферного воздуха и температуру окружающей среды. Для изготовления понадобятся:

Элемент	Наименование/характеристика	Количество
Микроконтроллер	Arduino UNO/Nano	1
Датчик	BMP180	1
Экран	HD447080LCD-1602	1
Резистор	100 Ом	1
Регулируемый резистор	До 10 кОм	1

Ну и конечно провода для связки всего названого в единую систему.

Библиотека, управляющая сенсором берется тут: https://github.com/adafruit/Adafruit-BMP085-Library

Принципиальная схема

Фотография итогового устройства:

Плата-шилд самодельная, для желающих повторить, она вблизи:

Датчик питается от 3.3V, соответственно и подключаются его контакты получения энергии (VCC и GND) к плате Arduino. Для передачи данных используются входы A5 (SCL) и A4(SDA). Дисплей с микроконтроллером соединяется согласно следующей таблицы:

Arduino	Экран
D6	E и D4 вместе
D4	D5
D3	D6
D2	D7
GND	GND
D7	RS

Скетч

Приведенная программа — всего лишь базис операций. Ее можно модифицировать по собственному разумению, добавляя функции отслеживания давления или температуры. Можно даже использовать конечное устройство, после необходимой модификации кода, в качестве своеобразного барометра, предупреждающего об идущей буре. Показания давления, в названом случае сильно упадут.