Anvendelser
Spændingsdelere har masser af applikationer, de er blandt de mest almindelige af kredsløb, som elektriske ingeniører bruger. Her er blot nogle få af de mange steder, du finder spændingsdelere.
Potentiometre
Et potentiometer er en variabel modstand, som kan bruges til at skabe en justerbar spændingsdeler.
Internt i potten er en enkelt modstand og en visker, der skærer modstanden i to og bevæger sig for at justere forholdet mellem begge halvdele. er normalt tre ben: to ben forbinder til hver ende af modstanden, mens den tredje forbinder til gryderens visker.
Hvis de udvendige stifter tilsluttes en spændingskilde (den ene til jord, den anden til Vin), vil output (Vout på den midterste stift efterligne en spændingsdeler. Drej potten hele vejen i den ene retning, og spændingen kan være nul; drejet til den anden side, når udgangsspændingen til indgangen; en visker i midterposition betyder, at udgangsspændingen vil være halvdelen af indgangen.
Potentiometre findes i en række forskellige pakker og har mange egne applikationer. De kan bruges til at oprette en referencespænding, justere radiostationer, måle position på et joystick eller i tonsvis af andre applikationer, der kræver en variabel indgangsspænding.
Læsning af resistive sensorer
Mange sensorer i den virkelige verden er enkle resistive enheder. En fotocelle er en variabel modstand, der producerer en modstand, der er proportional med den mængde lys, den registrerer. Andre enheder ligesom flex-sensorer, kraftfølsomme modstande og termistorer er også variable modstande.
Det viser sig, at spænding er meget let for mikrokontrollere (dem med i det mindste analoge til digitale konvertere – ADCer) at måle. Modstand? Ikke så meget. Men ved at tilføje en anden modstand til de resistive sensorer kan vi oprette en spændingsdeler. Når output fra spændingsdeleren er kendt, kan vi gå tilbage og beregne sensorens modstand.
For eksempel varierer fotocellens modstand mellem 1kΩ i lyset og ca. 10kΩ i mørket. Hvis vi kombinerer det med en statisk modstand et eller andet sted i midten – sig 5,6 kΩ, kan vi få et bredt interval ud af den spændingsdeler, de opretter.
| Lysniveau | R2 (sensor) | R1 (fast) | Forhold R2 / (R1 + R2) | Vout |
| Lys | 1kΩ | 5.6kΩ | 0.15 | 0.76 V |
| Dim | 7kΩ | 5.6kΩ | 0.56 | 2.78 V |
| Mørk | 10kΩ | 5,6kΩ | 0,67 | 3,21 V |
En svingning på ca. 2,45V fra lys til mørkt. Masser af opløsning til de fleste ADCer!
Niveauforskydning
Mere komplicerede sensorer kan sende deres aflæsninger ved hjælp af tungere serielle grænseflader, som en UART, SPI eller I2C. Mange af disse sensorer fungerer ved en relativt lav spænding for at spare strøm. Desværre er det ikke ualmindeligt, at disse lavspændingssensorer i sidste ende grænseflader til en mikrocontroller, der fungerer ved en højere systemspænding. Dette fører til et problem med niveauforskydning, som har en række løsninger inklusive spændingsopdeling.
F.eks. giver et ADXL345 accelerometer mulighed for en maksimal indgangsspænding på 3,3 V, så hvis du prøver at grænseflade til en Arduino (antag at operere ved 5 V), skal der gøres noget for at nedskære det 5 V signal til 3,3 V Spændingsdeler! Alt, hvad der er brug for, er et par modstande, hvis forhold vil dele et 5V signal til ca. 3,3V. Modstande i området 1kΩ-10kΩ er normalt bedst til en sådan anvendelse; lad “s
Husk, denne løsning fungerer kun i en retning. En spændingsdeler alene vil aldrig være i stand til trin en lavere spænding op til en højere.
Anvendelse Dont s
Så fristende som det kan være at bruge en spændingsdeler til at træde ned, f.eks. en 12V strømforsyning til 5V, spændingsdelere bør ikke bruges til at levere strøm til en belastning.
Enhver strøm, som belastningen kræver, skal også løbe gennem R1. Strømmen og spændingen over R1 producerer strøm, som spredes i form af varme. Hvis denne effekt overstiger resistoren (normalt mellem & frac18; W og 1W), begynder varmen at blive et stort problem, der potentielt smelter den dårlige modstand.
Det nævner ikke engang, hvor ineffektiv en spændingsdeler-strømforsyning ville være. Grundlæggende skal du ikke bruge en spændingsdeler som en spændingsforsyning til alt, hvad der kræver en beskeden mængde strøm. Hvis du har brug for at tabe en spænding for at bruge den som en strømforsyning, skal du undersøge spændingsregulatorer eller skifte forsyninger.