Как правильно подключить потенциометр

Понятие потенциометра

В статье будем применять такие сокращения:

• ПТ и РС — потенциометр, реостат;
• I — ток;
• U — напряжение;
• R — сопротивление (сопр.).

Другие названия потенциометра:

• резистор: подстроечный или переменный (подстроечник, переменник). Это два разных типа одной и той же рассматриваемой детали, их надо различать, но иногда эти названия применяют как общее наименование. Тут имеются ввиду эти детали в режиме потенциометра, а не реостата. По умолчанию будем подразумевать их в таком варианте включения;
• делитель напряжения. Название наиболее правильно отображает понятие, что такое потенциометр.

Делитель напряжения это тот же резистор, деталь создана по его типу и по аналогичному принципу. Но обычный такой элемент («постоянный» «fixed») обеспечивает фиксированную величину сопротивления, блокирующего ток на цепи, сопротивляющегося ему, тем самым по закону Ома понижая его.

Переменный/настроечный же резистор имеет пластинку (наподобие автомобильного дворника, скребка) или подобный элемент, бегающий с постоянным (скользящим) контактом по резистивной (чувствительной) части. Таким образом осуществляется изменение сопротивления, а главное, деление напряжения, то есть его регулировка, уменьшение/увеличение. Поэтому такие радиодетали называют «делителями напряжения». Ниже на рис. обозначение детали западного стандарта

Название потенциометр постоянного тока — это совокупность словосочетаний «разность потенциалов» и «метр» — измеряю, термин появился на заре развития электроники и подразумевает прибор измерительного характера. При настройке габаритных резистивных катушек с проволочными обмотками свойство детали использовалось для замеров значений разности потенциалов, что относило ее к измерительным типам. Так оно и есть, просто теперь данные качества приспособлены к регулировке напряжения. Этот аспект применения быстро стал главным и 95 % таких элементов, а то и больше, изготовляются именно для управления электропараметрами.

Конструкция потенциометра

Потенциометр чаще всего имеет 3 вывода: два вывода соединены друг с другом путем постоянного сопротивления, третий вывод имеет подвижной контакт, который перемещается по поверхности постоянного сопротивления.

Принцип действия потенциометра

Потенциометр работает как делитель напряжения, с той лишь разницей, что вращение ручки приводит к изменению положения контакта  и тем самым изменяется соотношение сопротивлений резисторов R1 и R2

Потенциометр и его виды

По типу корпуса потенциометра:

• Монтажные. Устанавливаются путем пайки на монтажную плату.

• Стационарные оборотные. Располагаются на корпусе различных устройств. В свою очередь оборотные потенциометры разделяют на несколько видов: — Однооборотные.

Скользящий элемент может поворачиваться на один оборот, а точнее, около 270 градусов. На полный оборот поворот невозможен, так как на остальной части сектора поворота размещены клеммы контактов. Наиболее популярными однооборотные переменные резисторы стали в устройствах, не требующих для регулировки более одного оборота. — Многооборотные.

Подвижный контакт имеет возможность выполнять несколько оборотов для увеличения точности регулирования параметра.

Такие переменные резисторы обычно оснащены винтовым или спиральным резистивным элементом, применяются в устройствах, требующих повышенной точности разрешения и регулировки.

Многооборотные модели чаще всего используют в виде подстроечных сопротивлений на монтажной плате. — Сдвоенные.

Включают в себя два переменных резистора, расположенных на одной оси. Это дает возможность выполнять регулировку параллельно двух сопротивлений.

В таких моделях наиболее популярно использование сопротивлений с логарифмической и линейной зависимостью.

Они применяются в стереорегуляторах усилителей звука, радиоприемниках и других приборов, требующих регулировки одновременно двух отдельных каналов.

• Линейные (ползунковые). Такие модели потенциометров разделяют на виды: — Потенциометр ползунковый.

Одинарный линейный потенциометр служит для устройств аудиоаппаратуры. Такие модели выполняют из токопроводящего пластика для повышения качества изделия, используются для регулировки одного канала. — Линейный двойной.

Такая модель способна регулировать сразу два отдельных канала. Часто применяется для настройки стереофонической аппаратуры в профессиональных аудиоустройствах, требующих управления двумя каналами. — Ползунковый многооборотный.

Его конструкция включает в себя шпиндель, который преобразует вращательное движение в прямолинейное поступательное перемещение ползунка по сопротивлению. Он применяется в местах, где необходимо повышенное разрешение и точность. Такая модель устанавливается для подстройки параметров на монтажной плате.

Также разделяют на:

• Тонкопленочные.
• Проволочные.

По назначению делятся:

Сопротивления проволочных образцов выполняются из константановой или манганиновой проволоки, которая намотана на стержень, изготовленный из керамики. Такие модели резисторов изготавливают на мощность более 5 ватт.

Тонкопленочные резисторы включают в себя сопротивление из пленки, которая нанесена на диэлектрическую пластину, похожую на подкову. По ней передвигается ползунок, который связан с выходным контактом. Эта пленка образована слоем углерода, лака или другого токопроводящего материала.

Подстроечные резисторы предназначены для однократной подстройки значения сопротивления. Например, они используются в обратной связи импульсных блоков питания.

Такие модели имеют компактные размеры, и спроектированы для профилактических или предварительных настроек устройств. После этого их чаще всего не трогают, оставляют с одной настройкой.

Поэтому такие образцы не имеют высокой надежности и прочности, в отличие от переменных резисторов.

Переменные резисторы способны функционировать длительное время и большое число циклов регулировки.

Такие образцы потенциометров имеют повышенную стойкость к износу, в отличие от подстроечных. Переменные резисторы используются в качестве потенциометров в таких устройствах, где требуется настройка громкости звучания акустической системы, либо точная настройка температуры какого-либо устройства.

Потенциометры марки СП-1 на металлическом корпусе имеют вывод для подключения к общему корпусу устройства для защиты от помех

Резисторы для подстройки марки СПЗ – 28 не имеют металлического корпуса, и его защитой будет корпус прибора, в котором установлен резистор. Внутренняя часть переменных резисторов аналогична, однако внешне они выглядят по-разному. Резисторы переменного типа оснащены надежной металлической или пластмассовой ручкой, которая соединена с ползунком.

Резистор, предназначенный для подстройки, не имеет такой ручки, и регулируется с помощью отвертки. Она вставляется в регулировочный паз механизма, который соединен с ползунком.

На электрических схемах потенциометры чаще всего изображают в виде постоянного резистора, имеющего регулирующий отвод со стрелкой. Она является символом подвижного контакта прибора.

При изображении в схеме реостата применяется изображение в виде прямоугольника, пересеченного наискось стрелкой. Это обозначает, что в работе задействовано два контакта: один – регулирующий, другой – один из двух крайних выводов.

Подстроечный резистор обозначают без стрелки, а контакт регулировки показывают тонкой линией.

Потенциометры с выключателем. Некоторые образцы потенциометров объединяют в одной конструкции две функции: потенциометра и выключателя.

В регуляторе громкости такая конструкция очень удобна, особенно в переносном радиоприемнике. Повернув ручку, подключается питание, далее сразу происходит настройка громкости.

Выключатель не соединен с цепью резистора, и имеет отдельную цепь. Однако он находится в одном корпусе с потенциометром.

Схема потенциометра

Наиболее распространенная схема устройства представляет собой:

• мощный резистор;
• несколько контактов;
• три вывода.

Ключи приборов имеют разную проводимость. Многие устройства оборудованы небольшими диодами. Мощные резисторы необходимо использовать только пассивного типа. Несколько контактов для подсоединения и настройки потенциометра расположены внизу корпуса.

Мастерам на все руки будет интересна статья о том, как сделать схему компаратора с операционным усилителем самостоятельно.

Типы потенциометров и их характеристика

В современной электронике принято использовать такие типы устройств:

• изделия с однополярным питанием;
• изделия двухполярным питанием;
• механические изделия;
• электронные изделия.

Потенциометры с однополярным питанием

Такие изделия оснащены специальными реостатными ключами. Все виды резисторов в этом случае необходимо использовать только пассивного типа. Двигающиеся контакты устройства обладают большой проводимостью электрического тока. Значение полосы пропускания электронного ключа напрямую зависит от частоты среза. Этот параметр обычно не превышает 2100 килогерц. Подобные характеристики потенциометров очень часто применяются для регулировки тембра.

Потенциометры с двухполярным питанием

Изделия с двухполярным питанием применяются только в вычислительных изделиях. Главной особенностью подобных устройств является большой уровень максимального сопротивления. Электронные ключи для такой аппаратуры необходимо использовать лишь реостатного типа. Внизу изделия находится несколько выводов для подсоединения к электрической схеме. Настройка устройства проводится на специальной мостовой аппаратуре. Значение разброса сопротивления не превышает двух процентов. Отрицательное электрическое напряжение устройства имеет значение не более 4 вольт.

Механические потенциометры

Механическим потенциометром называется изделие для регулирования электрического тока, которое оборудовано специальным поворотным контроллером. Внизу устройства находятся несколько выводов. Электронные ключи нужно использовать резистивного типа. А также в таких изделиях предусмотрена функция программной выборки. Максимальное значение сквозного сопротивления не превышает 4 Ом. Такие изделия не оснащены функцией калибровки. Отрицательное электрическое напряжение подобного устройства составляет около 4 вольт, а линейные искажения не превышают 92 децибела.

Мощные резисторы необходимо использовать только открытого типа. Механические потенциометры оптимально подходят для реверсивного управления. Многие изделия не поддерживают реостатный режим. Стоит заметить, что подобные устройства не применяются для регулирования коэффициента усиления. Максимальное положительное электрическое напряжение имеет значение около 2,5 вольта. Частота среза очень редко превышает 2500 килогерц. Значение полосы пропускания имеет прямую зависимость от характеристик электронного ключа. Такие изделия не принято использовать в вычислительных приборах.

Электронные потенциометры

Электронным потенциометром называется изделие, необходимое для регулирования электрического тока. Многие модели оборудованы несколькими электронными ключами. Мощные резисторы стоит применять лишь резистивного типа. Чтобы реверсивно управлять аппаратурой, можно использовать практически любую модель изделия. Эти устройства могут выдержать до 12 непрерывных циклов управления. Практически все модели обладают функцией программной выборки. Стоит заметить, что электронные изделия можно использовать для регулирования громкости. Значение линейных искажений подобных устройств не превышает 85 децибел.

Электронные изделия довольно часто применяются в вычислительной аппаратуре, потому что частота среза у них не более 3100 килогерц. Значение полосы пропускания электронного ключа составляет около 4 мк, но он во многом зависит от изготовителя. Многие модели таких потенциометров используются для качественной настройки различных фильтров. Стоит отметить, что это устройство не может осуществлять регулировку коэффициента усиления.

Цифровые и механические потенциометры: отличия

«Эволюция» резисторов не стоит на месте. Поэтому все реже в различных видах аппаратуры, начиная от любительского радио и заканчивая устройствами с ЖК-дисплеями, можно встретить механические варианты радиоэлементов. Им на смену пришли цифровые потенциометры.

Хотя пользователи отмечают, что функционал обычных резисторов и ЦП сопоставим, по техническим параметрам и надежности у последних потенциал намного выше.

ЦП и ПР — взаимозаменяемые резисторы с широкими разбегом сопротивления. Но есть у них и отличия:

• Механические потенциометры могут выдерживать большие нагрузки напряжения и успешно рассеивать мощность. Но со временем они изнашиваются, при этом их технические показатели ухудшаются. Связаны подобные изменения с особенностью конструкции ПР. Цифровым аналогам это не грозит, так как у них отсутствуют механические части, которые первыми подвергаются износу, разбалтываются или меняют форму.
• Механические резисторы очень чувствительны к встряскам и ударам, а их подвижный элемент со временем может окислиться, что также сказывается на сроке эксплуатации. ЦП состоит из нескольких микросхемных переключателей (КМОП), что делает его устойчивым к различным воздействиям — ударам, изменениям в окружающей среде, износу и другому.

Таким образом, вполне логично, что во все виды современных электронных устройств встраиваются цифровые потенциометры.

Потенциометр как делитель напряжения

Когда сопротивление потенциометра уменьшается (стеклоочиститель движется вниз), выходное напряжение с контакта 2 уменьшается, создавая меньшее падение напряжения на R 2 . Аналогично, когда сопротивление потенциометра увеличивается, выходное напряжение с контакта 2 увеличивается, вызывая большее падение напряжения. Тогда напряжение на выходном выводе зависит от положения контакта, при этом значение падения напряжения вычитается из напряжения питания.

Характеристики цифрового потенциометра

• Питание схемы 5 В постоянного тока
• Выходное сопротивление потенциометра 10 кОм
• Резистор R5 программирует ширину импульса выхода (от 0,2 до 150 мкс)
• Стабилизация выходного уровня широтно-импульсной схемы
• TTL совместимые входы/выходы

Эту схему можно устанавливать в усилители и другую аудио аппаратуру высокого качества, а также прецизионные измерительные приборы высокой точности. Более подробная инструкция и рисунки печатной платы блока смотрите в архиве

Специальные потенциометры и подстроечные

Для целей дистанционной регулировки выпускаются резисторы, управляемые не механическим действием, а электронным способом. Их называют цифровыми потенциометрами. Более современными типами являются интегральные схемы, объединяющие до 100 соединенных последовательно постоянных резисторов, переключаемых полевыми транзисторами.

Угол поворота оси потенциометра обычно находится в пределах 270 или 320 градусов. Элементы с малым углом поворота используются в джойстиках.

Особым типом являются многооборотные или спиральные потенциометры, в которых проводящий элемент имеет вид спирали на изоляционном корпусе. Эти резисторы применяются для подстройки частоты в приемниках или передатчиках. Настройка осуществляется при повороте ручки на 5, 10 или даже 40 оборотов.

Существуют еще подстроечные переменные резисторы (триммеры), впаиваемые в печатную плату. Как правило, приборы, снабженные таким переменным сопротивлением, настраиваются под требуемые характеристики на заводе-изготовителе. Триммеры обычно выпускаются типа А, снабжены шлицом и регулируются посредством отвертки, после чего положение фиксируется лаком.

Как выбрать потенциометр

Задающее устройство выбирают исходя:

• Из номинального сопротивления. Величина указана в паспорте частотника, она составляет 1-10 кОм. Главное условие при выборе номинала потенциометра – чтобы ток на аналоговом входе частотника не превысил допустимого значения.
• Из формы характеристик. Для регулировки угловой скорости вала лучше выбрать реостат с максимально приближенной к линейной зависимости угла поворота от напряжения. При помощи устройств с логарифмической, обратнологарифмической, синусоидальной, косинусоидальной характеристиками сложно управлять скоростью вручную. Такие потенциометры используют для настройки регулятора, их характеристики выбирают исходя из параметров датчика, который предполагается использовать.
• Из исполнения. Выносной потенциометр часто размещают непосредственно на станках или другом оборудовании. Пылевлагозащита корпуса устройства должна отвечать условиям эксплуатации.

При выборе также учитывают конструкцию реостата, производители преобразователей частоты рекомендуют долговечные проволочные резисторы.

Что нужно учесть при выборе ЦП

При необходимости купить цифровой потенциометр следует знать, на какие его параметры обращать внимание. Среди них:

• Уровень входного сигнала (напряжение).
• Максимальный показатель мощности и тока.
• Импеданс (показатель полного сопротивления).
• Уровень разрешения.
• Количество каналов.
• Линейность сопротивления.
• Положение при включении.
• Наличие или отсутствие энергозависимой памяти.
• Интерфейс резистора.
• Размер устройства.

Отдавать предпочтение нужно тому ЦП, параметры которого больше всего подходят под конкретную задачу. Например, последний показатель крайне важен для приложений и схем, критически ограниченных по размеру. Хотя некоторые пользователи отмечают, что можно сделать подобный потенциометр своими руками, такая работа не стоит затраченного времени и сил. В продаже настолько большой выбор ЦП, да еще по доступной цене, что можно подобрать для любых целей и устройств.

Плюсы цифровых потенциометров

Если сравнивать механические или другие виды резисторов с цифровыми их аналогами, то у последних есть ряд преимуществ. Среди них:

• Цифровые потенциометры не содержат подвижные механические элементы, которые требуют специальной настройки и теряют точность при ударах.
• ЦП отличаются высокой надежностью. Им не страшна вибрация или шумовые волны.
• Цифровые резисторы успешно работают в условиях малого тока.
• Электронный потенциометр не имеет специальных отверстий для регулировки настроек, которые в обычных устройствах нужно открывать отверткой.
• ЦП быстро настраиваются.
• Отличаются точностью регулировки.
• При включении питания первоначально заданное положение ЦП может быть загружено из энергозависимой памяти.
• Можно использовать сразу несколько цифровых потенциометров, встроенных в один корпус. При этом относительное отклонение в показателях будет составлять не более 1 %.
• Габариты корпусов цифровых резисторов очень малы, что позволяет их применять в картах памяти для компьютеров, ноутбуков, телевизоров и другой аппаратуры, например, PCMCIA или аналогичных им. Чаще всего это тонкие малогабаритные корпуса (TSSOP) или SOT-23.
• Цена ЦП ниже лучших версий переменных резисторов.

Все эти параметры определяют выбор потребителей и производителей электронной техники в пользу цифровых потенциометров.

Сферы применения ЦП

Область использования цифровых потенциометров весьма широка и с каждым годом становится все больше, ведь появляются новые, более «продвинутые» резисторы. Ниже представлены самые распространенные сферы применения ЦП:

• В цифровых (электронных) усилителях. Эти приборы применяются для усиления электрической мощности.
• В источниках опорного напряжения. ИОНы устанавливаются во все измерительные приборы и являются их основным узлом. Цифровой потенциометр в их схеме обеспечивает точность настроек.
• В системах регулировки громкости в любых акустических устройствах.
• В операционных усилителях (ОУ) для смещения напряжения к нулю.
• В стабилизаторах напряжения для его регулировки.
• В устройствах или схемах для измерения уровня сопротивления электротока для настройки мостов.
• Для настройки частоты, регулировки усиления или ослабления звука в полосовых фильтрах. ЦП необходим для калибровки системы колебаний.
• В измерительных приборах с датчиками усиления сигнала для регулирования полной шкалы и ее смещения.
• В генераторах импульсов с несимметричным типом сигнала для регулирования их частоты.
• В широкополосных регулируемых ВЧ аттенюаторах для регулирования Pin-диодов. Последние отвечают за защиту радиоаппаратуры от нежелательных СВЧ-импульсов.
• В ЖК-индикаторах для регулирования контрастности.

Чаще всего ЦП применяют в качестве настройщиков громкости в смартфонах, в multimedia, в небольшого размера переносной аппаратуре. Для использования в высококачественных регуляторах есть специализированные ЦП, например, CS3310 от Crystal или AD7111 от Analog Devices.

Примеры использования

Ниже приведен пример использования и управления 6-канальным ЦП AD5206 при помощи платы Arduino. Устройство предназначено для регулирования яркостью диодов. При этом используется связь SPI. Для настройки резисторов нужны:

• Плата Arduino.
• ЦП AD5206.
• Светодиоды (6 шт.).
• Перемычки и макетная плата.

Данный цифровой потенциометр оснащен 6-ю переменными резисторами, для каждого из которых в корпусе отведено по 3 вывода. У отдельных потенциометров выводы обозначены A1, B1 и W1.

В данном примере все 6 потенциометров используются в роли делителя напряжения. Для чего 1 крайний вывод (А) подключается к питанию, а второй (В) — к шине земли. Wiper (или средний) берет изменяющееся напряжение.

При таком подключении AD5206 создает сопротивление в 10 кОм, которое изменяется в 255 шагов.

ЦП для программирования в схемах

Если цифровые потенциометры используются для программирования различных уровней в схемах или для калибровки в устройствах датчиков, то именно их состояние определяет скорость и точность регулировки при подключении к питанию.

В продаже есть много разных видов ЦП, отличающихся возможностями пользовательской настройки состояния при включении, но основных категорий лишь две:

1. Энергонезависимые кристаллические резисторы, у которых есть элемент памяти. Именно последний фиксирует положение движка при подключении устройства.
2. Энергозависимые. Эти виды ЦП не обладают памятью, поэтому в них движок занимает положение нулевое, среднее или верхнее при подключении к питанию в зависимости от их конструкции. Чтобы установить его правильно, следует изучить инструкцию с техническими параметрами.

Первые варианты ЦП можно разделить на 3 вида по используемому в них типу памяти:

• Электрически стираемые или перепрограммируемые (EEPROM). В них данные могут стираться и заново записываться неограниченное количество раз.
• С однократной программой.
• Многократно программируемые.

Подобное разделение помогает подобрать оптимальный вид потенциометра под конкретную схему или систему. Так, в аппаратуре, где необходима постоянная (частая) настройка, например, звука в аудиосистеме, можно установить энергозависимый вариант.

Если в устройстве нужно настроить один раз параметры для его использования, например, заводские настройки, то подойдет тип с ОРТ. Он остается неизменным на все время его эксплуатации.

Цифровой потенциометр способен принять только ту амплитуду сигнала, которая заложена в рамках его верхнего и нижнего показателя напряжения питания. Если планируется применить его для проведения переменного тока, то лучше воспользоваться резисторами с двухполярным питанием.

Подключение внешнего потенциометра

Устройство подключают по схеме, указанной в инструкции по эксплуатации преобразователя.

Центральные контакты регулируемого реостата подключаются к аналоговым входам преобразователя 10…+10 В или 0-20 мА или 4-20 мА. Другие выводы подключаются к источнику опорного напряжения, связанного с входами для аналогового сигнала.

При наличии источника, встроенного в преобразователь, резистор для задания угловой частоты ротора подключат к соответствующим входам.

Для ручной регулировки скорости вращения двигателя в автоматических системах с датчиками технологических параметров необходим частотник с двумя или тремя аналоговыми входами.

Подключение потенциометра выполняют экранированными контрольными кабелями. При с расстоянии до частотника меньше 1 метра допускается использовать неэкранируемые провода. Для исключения влияния помех на работу привода реостат размещают как можно ближе к преобразователю частоты.

Номинальное сопротивление подбирают по чувствительности аналогового входа преобразователя. Величина управляющего сигнала должна попадать в диапазон. При значительной длине линии целесообразно обратиться в техническую поддержку производителя преобразователя, в ряде случаев нужно уменьшить номинальное сопротивление потенциометра. Для подавления индукционных помех в протяженных линиях используют емкостные фильтры 100-470 мкФ на 16 В, которые подключают между общей клеммой и движком потенциометра.

При подключении необходимо соблюдать правила устройства слаботочных линий: прокладывать кабель вдали от источников электромагнитного излучения, раздельно с силовыми цепями.

Как подключать и использовать потенциометр

Потенциометр или переменный резистор представляет собой устройство, которое изменяет свое сопротивление в зависимости от изменения механического положения его управляющего органа (обычно это вал или плоская площадка с резьбой под отвертку). Это очень полезный и нужный элемент схемотехники. Так, увеличение или уменьшение значения сопротивления контролирует величину тока, протекающего в цепи.

Потенциометры используются в различных электронных и электрических устройствах и приборах, например, в качестве регулятора громкости в музыкальных системах или в качестве регулятора изменения скорости вращения вентилятора. Вообще, существует несколько видов потенциометров

Стандартный потенциометр

Классический потенциометр может иметь относительно большие размеры и длинную рукоятку (вал) для более удобной регулировки сопротивления пальцами. У него (как и у всех потенциометров) имеются три вывода (клеммы): A, B и C. Как они работают? Итак, если мы возьмем клемму B и клемму C и будем вращать ручку по часовой стрелке, сопротивление потенциометра будет увеличивается от 0 до максимального. Когда мы будем крутить ручку в направлении против часовой стрелки, сопротивление будет уменьшаться.

Если мы возьмем клемму A и клемму B и повернем ручку против часовой стрелки, сопротивление потенциометра увеличится от 0 до максимального. Когда мы повернем ручку по часовой стрелке, сопротивление уменьшится.

Потенциометр предварительной настройки

Это более компактные потенциометры (иногда носят названи пресеты), и служат они главным образом для первичной настройки устройства, то есть они не предполагают частое их использование.

Поэтому вместо большого удобного вала для регулировки сопротивления у них имеется небольшая вращающаяся пластина с резьбой под отвертку.

Если мы возьмем клемму A и клемму B и повернем вращающуюся металлическую пластину по часовой стрелке, сопротивление увеличивается от 0 до максимального. Когда мы вращаем ее в направлении против часовой стрелки, сопротивление уменьшается.

Если мы возьмем клемму A и клемму C и повернем пластину в направлении против часовой стрелки, сопротивление пресета увеличится от 0 до максимального. Когда мы вращаем пластину по часовой стрелке, сопротивление уменьшается.

Подстроечный потенциометр

Подстроечный потенциометр (еще его называют триммер) больше похож на потенциометр предварительной настройки, чем на классический потенциометр, поскольку вместо большого вращающегося вала у него имеется маленькая пластиновидная ручка с вырезом под отвертку. Но в отличие от потенциометра предварительной настройки предполагается более частое использование, например, во время плановой калибровки какого-либо оборудования. Если мы возьмем вывод A и вывод B и повернем ручку в направлении по часовой стрелке, сопротивление потенциометра будет увеличиваться от 0 до максимального. Когда мы перемещаем ручку в направлении против часовой стрелки, сопротивление уменьшается.

Если мы возьмем клемму B и клемму C и повернем ручку в направлении против часовой стрелки, сопротивление потенциометра будет увеличиваться от 0 до максимального. Когда мы перемещаем ручку по часовой стрелке, сопротивление уменьшается.

Подключение потенциометра

Показанная далее схема заставляет потенциометр вести себя как переменное сопротивление. Когда вы поворачиваете вал, вы изменяете сопротивление.

Схема, представленная ниже, используется для управления количеством входного сигнала, передаваемого на выход.

Как подключить потенциометр к Ардуино

Для занятия нам понадобятся следующие детали:

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

Конфигурация частного преобразователя

К настройке преобразователя приступают только после монтажа, проверке подключения устройства к двигателю, предварительной настройке устройства. Для задания конфигурации открывают меню преобразователя и вводят:

Время разгона. Характеристика определяет время достижения валом двигателя заданной частоты вращения. Для низкоинерционного оборудования устанавливают быстрый разгон. Чтобы избежать перегрева, превышения тока и связанных с этим отключений привода, для мельниц, дробилок и другого оборудования необходимо длительное время. Характеристика определяется при проектировании привода.

Время торможения. Параметр определяет время снижения угловой частоты вала электропривода с номинала частоты до нуля. При использовании внешнего потенциометра в качестве задающего устройства выставляют значение, рассчитанное на конкретные механизмы. При необходимости быстрой остановки высокоинерционных механизмов применяют тормозные резисторы.

Верхний и нижний предел скорости. Верхний и нижний предел частоты вращения должен соответствовать возможностям преобразователя и оборудования.

После настройки конфигурируют аналоговый выход. Для этого выбирают пункт меню «источник задания». Для регулирования скорости внешним потенциометром выбирают источник задания аналоговый вход или «Analog in». Другие источники задания частоты управления отключают или настраивают для работы с датчиками.

Минимальное значение тока или напряжения входа частотника должно соответствовать предельной величине сопротивления потенциометра. При таком сопротивлении внешнего устройства двигатель должен останавливаться. Верхнее значение должно совпадать с самым низким сопротивлением, при этом скорость вала электропривода достигает предельной частоте вращения.

При линейной зависимости сопоставления потенциометра от угла поворота ручки отрегулировать скорости значения внутри диапазона не составляет труда. Количество оборотов в минуту отображается на индикаторной панели преобразователя. Для нелинейных потенциометров скорость внутри интервала регулирования определяют по графику зависимости напряжения от угла поворота.

При необходимости, возможно настроить совместную работу потенциометра и датчиков технологических параметров. При этом на панели частотника будут отображаться фактические значения расхода, уровня, давления или других характеристик.

На большинство преобразователей частоты можно приобрести и установить выносную панель с потенциометром, некоторые модели уже укомплектованы встроенным резистором.

Выносные потенциометры используют на насосных станциях, технологических линиях, станках, где условия эксплуатации не позволяют осуществлять управление непосредственно с преобразователя, для нескольких приводов под управлением одного частотника.

Выносной потенциометр намного дешевле электроники, специализированных задающих устройств унифицированных аналоговых сигналов. Резисторы с переменным сопротивлением применяют в приводах с несложными алгоритмами управления. Потенциометры также устанавливают в схемах автоматического оборудования для реализации ручного режима регулирования частоты вращения вала двигателя.