Alkalmazások
A feszültségosztóknak rengeteg alkalmazási lehetőségük van, ezek a villamosmérnökök által használt leggyakoribb áramkörök közé tartoznak. Íme néhány a sok közül, ahol feszültségosztókat talál.
Potenciométerek
A potenciométer egy változó ellenállás, amellyel állítható feszültségosztót lehet létrehozni.
A fazék belsejében egyetlen ellenállás és ablaktörlő található, amelyek kettévágják az ellenállást és elmozdítják a két fél arányának beállítását. általában három csaposak: két csap csatlakozik az ellenállás mindkét végéhez, míg a harmadik az edény törlőjéhez.
Ha a külső csapok feszültségforráshoz csatlakoznak (az egyik a földhöz, a másik a Vin-hez), akkor a kimenet (a középső érintkezőnél lévő Vout utánozza a feszültségosztót. Fordítsa el a a pot teljesen egy irányban van, és a feszültség nulla lehet; a másik oldalra fordítva a kimeneti feszültség megközelíti a bemenetet; a középső helyzetben lévő ablaktörlő azt jelenti, hogy a kimeneti feszültség a bemenet fele lesz.
A potenciométerek különféle csomagokban kerülnek forgalomba, és sok saját alkalmazásuk van. Használhatók referenciafeszültség létrehozására, rádióállomások beállítására, a joystick helyzetének mérésére, vagy rengeteg más alkalmazásban, amelyek változó bemeneti feszültséget igényelnek.
Ellenállási érzékelők leolvasása
A valós világban számos érzékelő egyszerű ellenállású eszköz. A fénysor egy változó ellenállás, amely az érzékelt fény mennyiségével arányos ellenállást produkál. mint a hajlékony érzékelők, az erőérzékeny ellenállások és a termisztorok is változó ellenállások.
Kiderült, hogy a mikrovezérlők (legalábbis azok, amelyek analóg-digitális átalakítóval rendelkeznek – legalábbis az ADC-k) mérik a feszültséget. Ellenállás? Nem túl sok. De ha egy újabb ellenállást adunk az ellenálló érzékelőkhöz, létrehozhatunk egy feszültségosztót. Amint a feszültségosztó kimenete ismert, visszamehetünk és kiszámíthatjuk az érzékelő ellenállását.
Például a fotocella ellenállása a fényben 1kΩ, a sötétben pedig körülbelül 10kΩ között változik. Ha ezt statikus ellenállással kombináljuk valahol a közepén – mondjuk 5.6kΩ, akkor széles tartományt kaphatunk az általuk létrehozott feszültségosztóról.
| Megvilágítási szint | R2 (érzékelő) | R1 (fix) | Arány R2 / (R1 + R2) | Vout |
| Fény | 1kΩ | 5.6kΩ | 0.15 | 0.76 V |
| Dim | 7kΩ | 5.6kΩ | 0.56 | 2.78 V |
| Sötét | 10kΩ | 5,6kΩ | 0,67 | 3,21 V |
Körülbelül 2,45 V lengés a fénytől sötétedésig. Rengeteg felbontás a legtöbb ADC-hez!
Szinteltolás
A bonyolultabb érzékelők nehezebb soros interfészek, például UART, SPI vagy I2C segítségével továbbíthatják az olvasmányukat. Ezen érzékelők közül sok viszonylag alacsony feszültséggel működik az energia-megtakarítás érdekében. Sajnos nem ritka, hogy ezek a kisfeszültségű érzékelők végső soron kölcsönhatásba lépnek egy magasabb rendszerfeszültségen működő mikrovezérlővel. Ez a szinteltolás problémájához vezet, amelynek számos megoldása van, beleértve a feszültségosztást is.
Például egy ADXL345 gyorsulásmérő maximális 3,3 V bemeneti feszültséget tesz lehetővé, így ha megpróbálja összekapcsolni egy Arduino-val (feltételezzük, hogy 5 V-on működik), akkor valamit tennie kell, hogy ezt az 5 V-jelet 3,3 V-ra csökkentse. Feszültségosztó! Csak pár ellenállásra van szükség, amelyek aránya elosztja az 5 V-os jelet körülbelül 3,3 V-ra. Az ilyen alkalmazásokhoz általában az 1kΩ-10kΩ tartományban lévő ellenállások a legjobbak; hadd “s
Ne feledje, hogy ez a megoldás csak egy irányban működik. Egy feszültségosztó önmagában soha nem lesz képes alacsonyabb feszültséget lépjen magasabbra.
Alkalmazás ne
Bármilyen csábító is lehet egy feszültségosztó használata mondjuk egy 12 V-os tápfeszültség leállításához 5 V-os feszültségosztókat nem szabad a terhelés áramellátására használni.
A terheléshez szükséges áramnak az R1-en is át kell futnia. Az R1-en keresztüli áram és feszültség áramot termel, amelyet hő formájában elvezetnek. Ha ez a teljesítmény meghaladja az ellenállás névleges értékét (általában & frac18; W és 1W között), akkor a hő kezd komoly problémává válni, ami megolvasztja a gyenge ellenállást.
Ez még csak azt sem említi, hogy mennyire nem hatékony egy feszültségosztó-tápegység. Alapvetően ne használjon feszültségosztót feszültségellátásként olyan dolgokhoz, amelyek még csak kis mértékű energiát is igényelnek. Ha le kell állítania egy feszültséget az áramellátáshoz, akkor keresse meg a feszültségszabályozókat vagy az áramellátó kapcsolókat.