Carsevolution.ru

КАРС Эволюшн
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема включения переменного резистора для регулировки громкости

Цифровой регулятор уровня звука на Arduino и микросхеме PT2258

Потенциометр представляет собой механическое устройство, с помощью которого можно получить необходимое значение сопротивления, что приведет к изменению величины протекающего через него тока. В электронных схемах у потенциометра достаточно много применений, но одно из наиболее частых – это управление уровнем звука в усилителях звуковой частоты.

Потенциометр не усиливает сигнал, он образует делитель напряжения, с помощью которого входной сигнал ослабляется на заданную величину. В этой статье мы рассмотрим цифровой регулятор уровня звука на микросхеме PT2258 и плате Arduino. Также вы можете посмотреть следующие проекты на аналогичную тематику на нашем сайте:

Принцип действия и устройство реостата

Из любого учебника физики за 8 класс нам известно, что принцип действия реостата основан на законе Ома для участка цепи, а именно электрический ток, протекающий через цепь, изменяется в зависимости от уровня сопротивления, с которым он сталкивается при неизменном напряжении источника. Низкое сопротивление означает высокий электрический ток, так как ничто не препятствует току, а высокое сопротивление означает низкий электрический ток. Это свойство электрических цепей может быть использовано для настройки характеристик цепи в соответствии с конкретными требованиями.

При этом, сопротивление материала проводника (скажем, проволоки) зависит линейно от её длины и обратно пропорционально площади поперечного сечения, то есть верна формула: R = (ρ * l) / S, где

  • ρ — удельное сопротивление материала проводника;
  • l — длина проводника;
  • S — площадь поперечного сечения проводника.

Таким образом, если площадь поперечного сечения остается постоянной, увеличение длины увеличивает сопротивление. Как показано на рисунке 1, ползунок реостата перемещается с помощью резистивного элемента. Он перемещается в 2 направлениях (туда/обратно). Соответственно изменяется эффективная длина. По мере продвижения ползунка к выходному выводу эффективная длина уменьшается, вызывая падение сопротивления и увеличение силы тока.

В простейшем типе реостата используется керамический цилиндр с намотанной по всей длине стальной проволокой (или другим материалом/сплавом с большим удельным сопротивлением), причем эта проволока имеет постоянное поперечное сечение по всей длине. Проволока покрыта тонким слоем не проводящей ток окалины, поэтому витки её изолированы друг от друга.

Читайте так же:
Weichai wp6g125e22 регулировка клапанов

Над обмоткой расположен металлический стержень, по которому может перемещаться ползунок (подвижный контакт). Своими контактами он прижат к виткам обмотки.

Слой окалины с проволоки снимается в результате трения контактов ползуна о витки обмотки. Электрический ток от витков проволоки через контакты ползунка течет в стержень.

Из конструктивных особенностей нужно ещё отметить, что внутри реостат всегда полый. Это необходимо, поскольку при протекании электрического тока реостат нагревается, а эта полость обеспечивает быстрое охлаждение.

Ползунок можно перемещать вдоль стержня, чтобы создать бо́льшее или ме́ньшее сопротивление в электрической цепи. При изменении положения ползунка реостата изменяется длина той части обмотки, через которую проходит ток — а вследствие этого изменяется и сопротивление реостата. То есть, увеличение длины проволочного стержня создает бо́льшее сопротивление, что приводит к уменьшению тока, протекающего через цепь, а уменьшение — наоборот, создает ме́ньшее сопротивление, что приводит к увеличению силы тока в цепи.

Общая структура линейного реостата

Рисунок 1. Общая структура простого ползункового реостата

Каждый реостат рассчитан на определённое сопротивление и на наибольшую допустимую силу тока, превышать которую не следует, так как обмотка реостата накаляется и может перегореть. Сопротивление реостата и наибольшее допустимое значение силы тока указаны на реостате.

Кто изобрел реостат?

Разработка реостата иногда приписывается Чарльзу Уитстону, британскому изобретателю XIX века, который, помимо прочего, привнес в науку ряд открытий, связанных с электричеством. Уитстон, безусловно, работал с электрическими цепями и многое узнал о электрическом сопротивлении и о том, как им можно манипулировать в процессе работы. Основные конструкции реостатов, разработанные в то время, используются и сегодня.

Реостат на основе рисунка Чарльза Уитстона

Реостат на основе рисунка Чарльза Уитстона

Подключение потенциометра к платам Ардуино

Схема подключения

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

Arduino переменный резистор

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.

Читайте так же:
Регулировка зазора тормозов на велосипеде

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.

Потенциометр ардуино подключение

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.

Сопротивление используется вместе со многими преобразователями частоты и механизмами тока постоянной величины наружным определителем скорости мотора, регулятором мощности.

Потенциометр оснащен шкалой на 10 делений, с ценой каждого 0,5. Это создает удобство для определения частоты вращения в механизмах в цифровом виде.

Размеры для установки потенциометра дают возможность ставить по отверстиям обычных переключателей с кнопками.

Подключение потенциометра частоты насосной установки делается винтовыми зажимами, без пайки.

Простейший регулятор энергии

Первые разработки устройств, изменяющие подводимую к нагрузке мощность, были основаны на законе Ома: электрическая мощность равняется произведению тока на напряжение или произведению сопротивления на ток в квадрате. На этом принципе и сконструирован прибор, получивший название — реостат. Он располагается как последовательно, так и параллельно подключённой нагрузке. Изменяя его сопротивление, регулируется и мощность.

Ток, поступая на реостат, разделяется между ним и нагрузкой. При последовательном включении контролируются сила тока и напряжение, а при параллельном — только значение разности потенциалов. В зависимости от материала, из которого изготовлено сопротивление, реостаты могут быть:

Хема регулятора мощности на симисторе

  • металлическими;
  • жидкостными;
  • угольными;
  • керамическими.

Согласно закону сохранения энергии, забранная электрическая энергия не может просто исчезнуть, поэтому в резисторах мощность преобразуется в теплоту, и при большом её значении должна от них отводиться. Для обеспечения отвода используется охлаждение, которое выполняется с помощью обдува или погружением реостата в масло.

Читайте так же:
Регулировка тормозов велосипеда стингер

Реостат — довольно универсальное приспособление. Единственный, но существенный его минус — это выделение тепла, что не позволяет выполнить устройство с небольшими размерами при необходимости пропускать через него мощность большой величины. Управляя силой тока и напряжения, реостат часто используется в маломощных линиях бытовых приборов. Например, в аудиоаппаратуре для регулировки громкости. Выполнить такой регулятор тока своими руками совсем несложно, в большей мере это касается проволочного реостата.

Для его изготовления понадобится константовая или нихромовая проволока, которая наматывается на оправку. Регулирование электрической мощности происходит путём изменения длины проволоки.

Как устроен потенциометр и почему происходит шуршание

Потенциометры, которые чаще всего устанавливаются в электрогитары, синтезаторы или микшерные пульты представляют собой ползунковые переменные резисторы. Грубо говоря, этот резистор состоит из двух основных частей: подвижной части – язычка, закрепленного к ручке, который касается второй статичной части – дорожки.

В первом крайнем положении сопротивление полностью отсекает контакт, и функция, которую регулирует потенциометр, не работает. В другом крайнем положении функция, которую он регулирует, работает на 100%, а между двумя этими положениями находятся все средние значения функции.

Схема потенциометра

Потенциометр – штука механическая, и поэтому на её работу могут влиять внешние факторы. Если на дорожку, по которой движется язычок переменного резистора, попадет пыль, грязь, и другие инородные объекты, это вызовет нарушение контакта, что, в свою очередь, станет причиной пресловутого шуршания.

Если проблема заключается в пыли и грязи, то замены компонента не требуется. Нужно всего лишь очистить рабочие поверхности и нанести заново смазку.

Гитарный потенциометр

Однако, иногда проблема становится серьезнее – со временем детали потенциометра изнашиваются, и язычок соскабливает контактный слой дорожки. В таком случае применение очистительных средств ничем не поможет, и резистор придется заменить.

Заранее, без разборки корпуса, невозможно определить причину возникновения шуршания. Придерживаясь «органосохраняющей» политики, то есть не заменяя компонент вслепую, мы рекомендуем вам воспользоваться одним из следующих методов очистки потенциометра.

Читайте так же:
Racer enduro 200 регулировка клапанов

Распайка звукоснимателей (H)

Итак, приходит время, и тебе, мой дорогой друг-гитарист, хочется внести чего-то новое в звучание своего инструмента. И если усилок уже подобран, примочки любимые найдены, на очереди скорей всего будут стоять звукосниматели. А их просто так перетыкиванием не поменяешь, придется паять. В интернете, конечно, есть множество схем распайки для различных гитар, но я все равно решил написать эту небольшую серию статей, в которой расскажу о самых основах пайки гитарной электроники. Поэтому, я надеюсь, после прочтения этих статей, вы не только будете следовать уже готовым схемам, но и сможете разработать и свою схему распайки под свои нужды. В первой части начнем с самого простого — это схема подключения одного хамбакера с ручкой громкости и тона.

Данная схема является достаточно популярной среди гитаристов, потому что многие нековым датчиком не пользуются вообще. Для начала нужно кое-что уяснить. На вход усилителя подается напряжение, которое в дальнейшем усиливается и подается на динамик. В результате чего мы и слышим звук. Напряжение создается между двумя контактами: земля и сигнальный контакт. На гитарном джеке это соответственно круглая часть и наконечник.

Если напряжение между сигнальным контактом и землей будет равно нулю, то динамик не будет издавать ни звука. То есть будет просто тишина.

Разводка хамбакера

Хамбакер — это две катушки из проволоки, которые намотаны в противофазе, то есть, грубо говоря, в разные стороны. Края этих катушек соединяются с проводами. Таким образом имеем по 2 провода с каждой катушки (начало и конец обмотки) и еще один провод — экран или оплетка.

Катушки называют «северной» и «южной» в зависимости от их полярности. Чтобы не путать провода, производители делают их разных цветов. Но к сожалению единого цветового стандарта нет, поэтому один и тот же цвет у разных производителей может обозначать разный провод.

Разводка хамбакера

На рисунке изображена классическая схема распайки хамбакера. Помимо нее существует еще несколько схем. Самая популярная это схема с отсечкой, когда одна из катушек отключается от цепи и хамбакер работает как сингл. Как сделать отсечку читайте в этой статье. Также можно подключать катушки параллельно и в противофазе. В рамках данных статей они рассматриваться не будут.

Читайте так же:
Subaru outback 2007 регулировка фар

Если из хамбакера выходят только два провода, значит производитель уже подсуетился за вас и два других спаял вместе внутри корпуса. Наружу выходят лишь North Start и South Start. Это конечно надежнее, но менее функционально. Например, отсечку сделать уже не получится.

Распайка хамбакера с регулятором громкости

Теперь переходим непосредственно к схеме пайки нашего хамбакера в гитару. Как видим у нас есть 2 провода: сигнальный и земля. По сути их уже можно припаять к джеку и все будет работать. Но, если мы хотим чтоб было все по-человечески, то есть хотя бы с регулятором громкости, то нужно разобраться с потенциометрами. Итак, что он из себя представляет:

Потенциометр

Стандартный потенциометр имеет 3 выхода. Два крайних из них связаны резистивной полосой, а средний по этой полосе движется. Таким образом, если мы подпаяем сигнальный провод к левому контакту, а землю к правому, предварительно припаяв его к корпусу потенциометра, то на средний контакт будет поступать полный выход сигнала. В зависимости от положения ручки он будет либо увеличиваться, либо уменьшаться. Продемонстрируем все вышесказанное на диаграмме ниже.

Распайка с ручкой громкости

Распайка хамбакера с регулятором громкости и регулятором тона

Теперь в нашу нехитрую схему добавим регулятор тона. Лично я им не пользуюсь, но может кому-то он и нужен. Ручка тона работает иначе, чем регулятор громкости. В цепи будем использовать конденсатор.

Чтобы добавить регулятор тона в цепь, соединим вход потенциометра громкости с одним из крайних контактов потенциометра тона. Затем между средним контактом тона и землей впаиваем наш конденсатор. Третий контакт не используется. Таким образом, при кручении ручки тона в ноль, большая часть сигнала начинает проходить через конденсатор, где фильтруются высокие частоты и убираются на землю

Распайка с ручками громкости и тона

Вот, в общем-то и все. Как видите схемы до безобразия простые и, я думаю, общий принцип понятен. В следующей статье попробуем добавить в нашу схему еще звукосниматель и сделаем переключение между ними с помощью трех-позиционного переключателя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector