Ano ang isang Potensyomiter: Konstruksiyon at Paggawa Nito

Ang Potentiometer ay isang instrumentong de kuryente na ginagamit upang sukatin ang EMF (puwersang electromotive) ng isang naibigay na cell, ang panloob na paglaban ng isang cell. At ginagamit din ito upang ihambing ang EMF ng iba't ibang mga cell. Maaari din itong magamit bilang a variable risistor sa karamihan ng mga application. Ang mga potensyal na ito ay ginagamit sa napakaraming dami sa paggawa ng mga kagamitang electronics na nagbibigay ng isang paraan ng pagsasaayos electronic circuit upang ang mga tamang output ay nakuha. Kahit na ang kanilang pinaka-halata na paggamit ay dapat na para sa mga kontrol ng dami sa mga radyo at iba pang elektronikong kagamitan na ginagamit para sa audio.

Potentiometer Pin Out

Ang diagram ng pin ng potenomiter ng Trimpot ay ipinapakita sa ibaba. Ang mga potensyal na ito ay magagamit sa iba't ibang mga hugis at may kasamang tatlong mga lead. Ang mga sangkap na ito ay maaaring mailagay sa isang breadboard nang madali para sa madaling prototype. Ang potentiometer na ito ay may kasamang isang knob sa ibabaw nito at ginagamit ito upang baguhin ang halaga nito sa pamamagitan ng pagbabago nito.

Pin Out ng Potentiometer

Pin1 (Naayos na Dulo): Ang koneksyon ng naayos na end1 na ito ay maaaring gawin sa isang pagtatapos ng resistive path

Pin2 (Variable End): Ang koneksyon ng variable na dulo na ito ay maaaring gawin sa pamamagitan ng pagkonekta nito sa wiper upang magbigay ito ng variable boltahe

Pin3 (Fixed End): Ang koneksyon ng isa pang nakapirming dulo ay maaaring gawin sa pamamagitan ng pagkonekta nito sa iba pang pagtatapos ng resistive path

Paano Pumili ng isang Potensyomiter?

Ang potentiometer ay tinatawag ding POT o variable risistor. Ginagamit ang mga ito upang magbigay ng isang variable na paglaban sa pamamagitan lamang ng pagbabago ng knob sa potentiometer. Ang pag-uuri nito ay maaaring gawin batay sa dalawang mahahalagang parameter tulad ng Paglaban (R-ohms) & Power rating (P-Watts).

Potensyomiter

Ang paglaban ng potensyomiter kung hindi man ang pangunahing halaga nito ay nagpapasya kung magkano ang paglaban na ibinibigay nito sa kasalukuyang daloy. Kapag ang halaga ng risistor ay mataas pagkatapos ay ang mas kaunting halaga ng kasalukuyang daloy. Ang ilan sa mga potentiometers ay 500Ω, 1K ohm, 2K ohm, 5K ohm, 10K ohm, 22K ohm, 47K ohm, 50K ohm, 100K ohm, 220K ohm, 470K ohm, 500K ohm, 1M.

Ang pag-uuri ng mga resistors pangunahin ay nakasalalay sa kung magkano ang kasalukuyang pinapayagan nitong dumaloy dito, na kilala bilang rating ng kuryente. Ang rating ng kuryente ng isang potensyomiter ay 0.3W & samakatuwid maaari itong magamit lamang para sa mga mababang kasalukuyang circuit.

Marami pa ring mga uri ng potentiometers at ang kanilang pagpili higit sa lahat ay nakasalalay sa ilang mga pangangailangan tulad ng sumusunod.

• Ang mga kinakailangan ng Istraktura
• Ang Mga Katangian sa Pagbabago ng Paglaban
• Piliin ang uri ng potentiometer batay sa mga pangangailangan ng Paggamit
• Piliin ang mga parameter batay sa mga kinakailangan ng circuit

Prinsipyo sa Pagtatayo at Paggawa

Ang potentiometer ay binubuo ng isang mahabang resistive wire L na binubuo ng magnum o may Constantan at isang baterya ng kilalang EMF V. Ang boltahe na ito ay tinatawag na boltahe ng cell ng driver . Ikonekta ang dalawang dulo ng resistive wire L sa mga terminal ng baterya tulad ng ipinakita sa ibaba ipaalam sa amin na ito ay isang pangunahing pag-aayos ng circuit.

Ang isang terminal ng isa pang cell (na ang EMF E ay sinusukat) ay nasa isang dulo ng pangunahing circuit at ang isa pang dulo ng terminal ng cell ay konektado sa anumang punto sa resistive wire sa pamamagitan ng isang galvanometer G. Ngayon ipalagay natin na ang pag-aayos na ito ay isang pangalawang circuit. Ang pag-aayos ng potensyomiter tulad ng ipinakita sa ibaba.

Pagtatayo ng Potentiometer

Ang pangunahing prinsipyo ng pagtatrabaho nito ay batay sa ang katunayan na ang pagbagsak ng potensyal sa anumang bahagi ng kawad ay direktang proporsyonal sa haba ng kawad, na ibinigay na kawad ay may isang pare-parehong cross-sectional area at ang pare-parehong kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan nito. 'Kapag walang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng anumang dalawang mga node mayroong daloy ng kuryente'.

Ngayon ang wire ng potentiometer ay talagang isang kawad na may mataas na resistivity (ῥ) na may pare-parehong cross-sectional area A. Sa gayon, sa buong kawad, mayroon itong pare-parehong paglaban. Ngayon ang terminal ng potentiometer na ito na konektado sa cell ng mataas na EMF V (napapabayaan ang panloob na pagtutol) na tinatawag na driver cell o ang pinagmulan ng boltahe. Hayaan ang kasalukuyang sa pamamagitan ng potensyomiter ay I at R ang kabuuang paglaban ng potensyomiter.

Pagkatapos ng batas ng Ohms V = IR

Alam natin na R = ῥL / A

Kaya, V = I ῥL / A

Tulad ng ῥ at A ay palaging pare-pareho at kasalukuyang pinananatili kong pare-pareho ng isang rheostat.

Kaya't L ῥ / A = K (pare-pareho)

Kaya, V = KL. Ngayon ipagpalagay na ang isang cell E ng mas mababang EMF kaysa sa driver cell ay inilalagay sa circuit tulad ng ipinakita sa itaas. Sabihin na mayroon itong EMF E. Ngayon sa potentiometer wire sabihin sa haba x ang potentiometer ay naging E.

E = L ῥx / A = Kx

Kapag ang cell na ito ay inilalagay sa circuit tulad ng ipinakita sa itaas na figure na may isang jokey na konektado sa kaukulang haba (x), walang daloy ng kasalukuyang sa pamamagitan ng galvanometer dahil kapag ang potensyal na pagkakaiba ay katumbas ng zero, walang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan nito .

Kaya't ang galvanometer G ay nagpapakita ng null detection. Pagkatapos ang haba (x) ay tinatawag na haba ng null point. Ngayon sa pamamagitan ng pag-alam sa patuloy na K at sa haba x. Mahahanap natin ang hindi kilalang EMF.

E = L ῥx / A = Kx

Pangalawa, ang EMF ng dalawang mga cell ay maaari ring ihambing, hayaan ang unang cell ng EMF E1 na bigyan ng isang null point sa isang haba = L1 at ang pangalawang cell ng EMF E2 ay nagpapakita ng isang null point sa haba = L2

Pagkatapos,

E1 / E2 = L1 / L2

Bakit ang Potentiometer ay Pinili Ng Higit sa Voltmeter?

Kapag gumagamit kami ng Voltmeter, kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng circuit, at dahil sa panloob na pagtutol ng cell, palaging ang potensyal ng terminal ay mas mababa kaysa sa aktwal na potensyal ng cell. Sa circuit na ito, kapag ang potensyal na pagkakaiba ay balanse (gamit ang isang Galvanometer null detection), walang kasalukuyang daloy sa circuit, kaya ang potensyal ng terminal ay katumbas ng aktwal na potensyal ng cell. Kaya maaari nating maunawaan na ang Voltmeter ay sumusukat sa terminal na potensyal ng isang cell, ngunit sinusukat nito ang aktwal na potensyal ng cell. Ang mga simbolong eskematiko nito ay ipinapakita sa ibaba.

Mga Simbolo ng Potentiometer

Mga uri ng Potentiometers

Ang potensyomiter ay karaniwang kilala rin bilang palayok. Ang mga potensyal na ito ay may tatlong koneksyon sa terminal. Ang isang terminal na konektado sa isang sliding contact na tinatawag na isang wiper at ang dalawa pang mga terminal ay konektado sa isang nakapirming track ng paglaban. Ang wiper ay maaaring ilipat kasama ang resistive track alinman sa pamamagitan ng paggamit ng isang linear sliding control o isang rotary na 'wiper' contact. Ang parehong mga umiikot at linear na kontrol ay may parehong pangunahing operasyon.

Ang pinaka-karaniwang anyo ng potensyomiter ay ang solong pag-ikot ng potensyomiter. Ang ganitong uri ng potensyomiter ay madalas na ginagamit sa control ng dami ng audio (logarithmic taper) pati na rin maraming iba pang mga application. Ang iba't ibang mga materyales ay ginagamit upang makabuo ng mga potentiometers, kabilang ang komposisyon ng carbon, cermet, conductive plastic, at metal film.

Rotary Potentiometers

Ito ang pinakakaraniwang uri ng potentiometers, kung saan gumagalaw ang wiper kasama ang isang pabilog na landas. Ang mga potensyal na ito ay pangunahing ginagamit upang makakuha ng isang nababago na supply ng boltahe sa isang maliit na bahagi ng mga circuit. Ang pinakamahusay na halimbawa ng umiinog na potensyomiter na ito ay isang volume controller ng isang radio transistor kung saan kinokontrol ng rotating knob ang kasalukuyang supply patungo sa amplifier.

Ang ganitong uri ng potensyomiter ay may kasamang dalawang mga contact sa terminal kung saan matatagpuan ang isang pare-pareho na paglaban sa isang semi-pabilog na modelo. At kasama rin dito ang isang terminal sa gitna na kaalyado ng paglaban gamit ang isang sliding contact na konektado sa pamamagitan ng isang rotating knob. Ang sliding contact ay maaaring i-on sa pamamagitan ng pag-on ng knob sa kalahating bilog na paglaban. Ang boltahe ng ito ay maaaring makuha sa dalawang contact ng resistensya at ang pag-slide. Ginagamit ang mga potentiometers na ito saanman kinakailangan ang antas ng boltahe na pagkontrol.

Linear Potentiometers

Sa mga ganitong uri ng Potentiometers, ang wiper ay gumagalaw kasama ang isang linear path. Kilala rin bilang slide pot, slider, o fader. Ang potensyomiter na ito ay katulad ng uri ng pag-ikot ngunit sa potensyomiter na ito, ang pag-slide ng contact ay paikot-ikot lamang sa risistor. Ang koneksyon ng dalawang terminal ng risistor ay konektado sa buong mapagkukunan ng boltahe. Ang isang sliding contact sa risistor ay maaaring ilipat gamit ang isang landas na konektado sa pamamagitan ng risistor.

Ang terminal ng risistor ay konektado patungo sa pag-slide na kung saan ay konektado sa isang tapusin ng output ng circuit at ang isa pang terminal ay konektado sa iba pang mga pagtatapos ng output ng circuit. Ang ganitong uri ng potensyomiter ay kadalasang ginagamit upang makalkula ang boltahe sa isang circuit. Ginagamit ito upang sukatin ang panloob na paglaban ng cell ng baterya at ginagamit din sa mga sistema ng paghahalo ng pangbalanse ng tunog at musika.

Mekanikal na Potensyomiter

Mayroong iba't ibang mga uri ng potentiometers na magagamit sa merkado, na ang mga uri ng mekanikal ay ginagamit para sa pagkontrol nang manu-mano upang mabago ang paglaban pati na rin ang output ng aparato. Gayunpaman, ang isang digital potentiometer ay ginagamit upang baguhin ang paglaban nito awtomatikong batay sa ibinigay na estado. Ang uri ng potensyomiter na ito ay gumagana nang wasto tulad ng isang potentiometer at ang paglaban nito ay maaaring mabago sa pamamagitan ng digital na komunikasyon tulad ng SPI, I2C kaysa sa direktang pag-on ng knob.

Ang mga potensyal na ito ay tinatawag na POT dahil sa hugis na POT na istraktura nito. Nagsasama ito ng tatlong mga terminal tulad ng i / p, o / p, at GND kasama ang isang knob sa tuktok nito. Gumagana ang knob na ito tulad ng kontrol upang makontrol ang paglaban sa pamamagitan ng pag-ikot nito sa dalawang direksyon tulad ng pakaliwa sa kabilang banda anticlockwise.

Ang pangunahing disbentaha ng mga digital potentiometers ay naimpluwensyahan lamang sila ng iba't ibang mga kadahilanan sa kapaligiran tulad ng dumi, alikabok, kahalumigmigan, atbp. Upang mapagtagumpayan ang mga dehadong ito, ipinatupad ang mga digital Potentiometers (digiPOT). Ang mga potensyal na ito ay maaaring gumana sa mga kapaligiran tulad ng alikabok, dumi, kahalumigmigan nang hindi binabago ang operasyon nito.

Potenomiterong Digital

Ang mga potensyal ng digital ay tinatawag ding digiPOTs o variable resistors na ginagamit upang makontrol ang mga analog signal gamit ang mga microcontroller. Ang mga uri ng potentiometers na ito ay nagbibigay ng isang resistensya na o / p na nababago depende sa mga digital na input. Minsan, tinatawag din itong mga RDAC (resistive digital-to-analog converter). Ang pagkontrol ng digipot na ito ay maaaring gawin ng mga digital signal kaysa sa pamamagitan ng paggalaw ng makina.

Ang bawat hakbang sa hagdan ng risistor ay may kasamang isang switch na konektado sa o / p terminal ng digital potentiometer. Ang ratio ng paglaban sa potentiometer ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng napiling hakbang sa hagdan. Pangkalahatan, ang mga hakbang na ito ay ipinahiwatig na may kaunting halaga, halimbawa. Ang 8-bits ay katumbas ng 256 na mga hakbang.

Gumagamit ang potensyomiter na ito ng mga digital na protokol tulad ng I²C kung hindi man SPI Bus (Serial Peripheral Interface) para sa pagsenyas. Karamihan sa mga potensyal na ito ay gumagamit lamang ng pabagu-bago ng memorya upang hindi nila matandaan ang kanilang lugar sa sandaling mapalakas sila at ang kanilang huling lugar ay maaaring maiimbak sa pamamagitan ng FPGA o microcontroller kung saan sila ay konektado.

Mga Katangian

Ang mga katangian ng isang potensyomiter isama ang sumusunod.

• Ito ay lubos na tumpak dahil gumagana ito sa diskarte sa pagsusuri sa halip na ang diskarte ng pagpapalihis upang matukoy ang hindi kilalang mga voltages.
• Tinutukoy nito ang punto ng balanse kung hindi man ay null na hindi nangangailangan ng lakas para sa sukat.
• Ang potentiometer na nagtatrabaho ay libre mula sa paglaban ng mapagkukunan dahil walang daloy ng kasalukuyang sa buong potensyomiter dahil ito ay balanseng.
• Ang mga pangunahing katangian ng potensyomiter na ito ay ang resolusyon, taper, mga marking code at hop on / hop off na resistensya

Sensitivity ng Potentiometer

Ang pagkasensitibo ng potentiometer ay maaaring tukuyin bilang hindi bababa sa potensyal na pagkakaiba-iba na kinakalkula sa tulong ng isang potensyomiter. Higit na nakasalalay ang pagiging sensitibo nito sa potensyal na gradient na halaga (K). Kapag ang potensyal na gradient na halaga ay mababa, ang potensyal na pagkakaiba na maaaring makalkula ng isang potensyomiter ay mas maliit, at pagkatapos ay higit na mas malaki ang potensyomiter

Kaya, para sa isang naibigay na potensyal na hindi pagkakapareho, ang pagkasensitibo ng potensyomiter ay maaaring tumaas sa pamamagitan ng pagtaas ng haba ng potensyomiter. Ang pagkasensitibo ng potentiometer ay maaari ring madagdagan para sa mga sumusunod na kadahilanan.

• Sa pamamagitan ng pagtaas ng haba ng potensyomiter
• Sa pamamagitan ng pagbaba ng daloy ng kasalukuyang sa loob ng circuit sa pamamagitan ng isang rheostat
• Ang parehong mga diskarte ay makakatulong sa pagbabawas ng halaga ng mga potensyal na gradient at pagtaas ng resistivity.

Pagkakaiba sa pagitan ng Potentiometer at Voltmeter

Ang mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng potensyomiter at voltmeter ay tinalakay sa talahanayan ng paghahambing.

Rheostat vs Potentiometer

Ang mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng rheostat at potentiometer ay tinalakay sa talahanayan ng paghahambing.

Pagsukat ng Boltahe ng Potentiometer

Ang pagsukat ng boltahe ay maaaring gawin gamit ang isang potensyomiter sa isang circuit ay isang napaka-simpleng konsepto. Sa circuit, ang rheostat ay dapat na nababagay at ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng risistor ay maaaring iakma upang sa bawat haba ng yunit ng risistor, maaaring bumagsak ang isang eksaktong boltahe.

Ngayon ay kailangan nating ayusin ang isang tapusin ng sangay sa resistor simula samantalang ang kabilang dulo ay maaaring konektado patungo sa sliding contact ng risistor gamit ang isang galvanometer. Kaya, ngayon kailangan nating ilipat ang sliding contact sa ibabaw ng risistor hanggang sa magpakita ang galvanometer ng zero pagpapalihis. Kapag naabot ng galvanometer ang mga zero na estado nito pagkatapos ay dapat nating tandaan ang posisyon na nagbabasa sa sukat ng risistor at batay sa na maaari nating matuklasan ang boltahe sa circuit. Para sa mas mahusay na pag-unawa, maaari nating ayusin ang boltahe para sa bawat haba ng yunit ng risistor.

Mga kalamangan

Ang bentahe ng potensyomiter isama ang sumusunod.

• Walang pagkakataon na makakuha ng mga pagkakamali sapagkat gumagamit ito ng pamamaraang zero pagsasalamin.
• Ang pamantayan ay maaaring gawin sa pamamagitan ng paggamit ng isang normal na cell nang direkta
• Ginagamit ito upang sukatin ang maliliit na emf dahil sa lubos na sensitibo
• Batay sa kinakailangan, ang haba ng potensyomiter ay maaaring dagdagan upang makakuha ng kawastuhan.
• Kapag ginamit ang potensyomiter sa circuit para sa pagsukat kung gayon hindi ito gumuhit ng anumang kasalukuyang.
• Ginagamit ito upang sukatin ang panloob na paglaban ng isang cell pati na rin ihinahambing ang e.m.f. ng dalawang mga cell ngunit sa pamamagitan ng paggamit ng isang voltmeter, hindi posible.

Mga Dehado

Ang mga kawalan ng potensyomiter isama ang sumusunod.

• Ang paggamit ng potensyomiter ay hindi maginhawa
• Ang lugar na cross-seksyon ng potentiometer wire ay dapat na pare-pareho upang hindi posible nang praktikal.
• Habang gumagawa ng isang eksperimento, ang temperatura ng kawad ay dapat na matatag ngunit mahirap ito dahil sa kasalukuyang daloy.
• Ang pangunahing disbentaha nito ay, nangangailangan ito ng malaking puwersa upang ilipat ang kanilang wiper o mga sliding contact. Mayroong pagguho dahil sa paggalaw ng wiper. Kaya't binabawasan nito ang buhay ng transducer
• Limitado ang bandwidth.

Potentiometer Driver Cell

Ginagamit ang potensyomiter upang sukatin ang boltahe sa pamamagitan ng pagsusuri ng boltahe sa pagsukat sa paglaban ng potentiometer na may boltahe. Kaya para sa pagpapatakbo ng potensyomiter, dapat mayroong isang mapagkukunan ng boltahe na kaalyado sa buong circuit ng isang potensyomiter. Ang potensyomiter ay maaaring patakbuhin ng mapagkukunan ng boltahe na kung saan ay ibinibigay ng cell ay kilala bilang driver cell.

Ang cell na ito ay ginagamit upang maihatid ang kasalukuyang sa buong paglaban ng potensyomiter. Ang paglaban at ang kasalukuyang produkto ng potentiometer ay magbibigay ng isang kumpletong boltahe ng aparato. Kaya, ang boltahe na ito ay maaaring iakma upang mabago ang pagkasensitibo ng potentiometer. Karaniwan, magagawa ito sa pamamagitan ng pagsasaayos ng kasalukuyang sa buong paglaban. Ang isang rheostat ay konektado sa driver cell sa serye.

Ang daloy ng kasalukuyang sa buong paglaban ay maaaring makontrol gamit ang isang rheostat na konektado sa driver cell sa serye. Kaya't ang boltahe ng driver cell ay dapat na mas mahusay kumpara sa sinusukat na boltahe.

Mga aplikasyon ng Potentiometers

Ang mga aplikasyon ng potentiometer ay may kasamang sumusunod.

Potensyomiter bilang isang Voltage Divider

Ang potensyomiter ay maaaring magtrabaho bilang isang divider ng boltahe upang makakuha ng isang manu-manong naaayos na boltahe ng output sa slider mula sa isang nakapirming boltahe ng pag-input na inilapat sa dalawang dulo ng potensyomiter. Ngayon ang boltahe ng pag-load sa kabuuan ng RL ay masusukat bilang

Circuit Divider ng Boltahe

VL = R2RL. VS / (R1RL + R2RL + R1R2)

Pagkontrol sa Audio

Ang mga potensyal ng pag-slide, ang isa sa pinakakaraniwang gamit para sa modernong mga potensyal na may mababang lakas ay bilang mga aparato ng kontrol sa audio. Ang parehong mga sliding pot (faders) at rotary potentiometers (knobs) ay regular na ginagamit upang dalhin ang atenuation, ayusin ang lakas, at para sa iba't ibang mga katangian ng audio signal.

Telebisyon

Ginamit ang mga potensyal upang makontrol ang liwanag ng larawan, kaibahan, at tugon ng kulay. Ang isang potentiometer ay madalas na ginamit upang ayusin ang 'patayong paghawak', na nakakaapekto sa pag-synchronize sa pagitan ng natanggap na signal ng larawan at panloob na circuit ng sweep ng tatanggap ( isang multi-vibrator ).

Mga transduser

Ang isa sa mga pinaka-karaniwang application ay ang pagsukat ng pag-aalis. Upang sukatin ang pag-aalis ng katawan, na kung saan ay palipat-lipat, ay konektado sa sliding element na matatagpuan sa potentiometer. Habang gumagalaw ang katawan, ang posisyon ng slider ay nagbabago din nang naaayon kaya ang paglaban sa pagitan ng nakapirming point at ang slider ay nagbabago. Dahil dito ang boltahe sa mga puntong ito ay nagbabago din.

Ang pagbabago sa paglaban o ang boltahe ay proporsyonal sa pagbabago ng pag-aalis ng katawan. Sa gayon ang pagbabago ng boltahe ay nagpapahiwatig ng pag-aalis ng katawan. Maaari itong magamit para sa pagsukat ng translational pati na rin ang pag-ikot ng pag-aalis. Dahil ang mga potentiometers na ito ay gumagana sa prinsipyo ng paglaban, tinatawag din silang resistive potentiometers. Halimbawa, ang pag-ikot ng baras ay maaaring kumatawan sa isang anggulo, at ang ratio ng boltahe na paghahati ay maaaring gawing proporsyonal sa cosine ng anggulo.

Kaya, ito ay tungkol sa lahat isang pangkalahatang ideya ng kung ano ang isang Potentiometer , pinout, ang konstruksyon nito, iba't ibang mga uri, kung paano pumili, mga katangian, pagkakaiba, pakinabang, kawalan, at mga aplikasyon nito. Inaasahan namin na nakakuha ka ng mas mahusay na pag-unawa sa impormasyong ito. Bukod dito, ang anumang mga query patungkol sa konseptong ito o mga proyektong elektrikal at electronics , mangyaring ibigay ang iyong mahahalagang mungkahi sa pamamagitan ng pagbibigay ng puna sa seksyon ng komento sa ibaba. Narito ang isang katanungan para sa iyo, Ano ang pagpapaandar ng isang umiinog na potensyomiter?