分圧器

アプリケーション

分圧器には数多くのアプリケーションがあり、電気技師が使用する最も一般的な回路の1つです。ここに、分圧器が見つかる多くの場所のほんの一部を示します。

ポテンショメータ

ポテンショメータは、調整可能な分圧器を作成するために使用できる可変抵抗器です。

ポットの内部には、単一の抵抗器とワイパーがあり、抵抗器を2つに切断し、移動して両方の半分の比率を調整します。外部には通常は3つのピンです。2つのピンは抵抗の両端に接続し、3つ目のピンはポットのワイパーに接続します。

外側のピンが電圧源（一方はグランドに、もう一方はVinに）に接続している場合、出力（中央のピンのVoutは分圧器を模倣します。一方向に完全にポットし、電圧をゼロにすることができます。反対側に回すと、出力電圧が入力に近づきます。中央の位置にあるワイパーは、出力電圧が入力の半分になることを意味します。

ポテンショメータはさまざまなパッケージで提供され、独自のアプリケーションが多数あります。これらは、基準電圧の作成、無線局の調整、ジョイスティック上の位置の測定、または可変入力電圧を必要とするその他の多くのアプリケーションで使用できます。

抵抗センサーの読み取り

現実世界の多くのセンサーは単純な抵抗デバイスです。フォトセルは可変抵抗であり、感知する光の量に比例した抵抗を生成します。その他のデバイスフレックスセンサー、力に敏感な抵抗器、サーミスターなども可変抵抗器です。

マイクロコントローラー（少なくともアナログ-デジタルコンバーター-ADC-を備えたもの）が電圧を測定するのは本当に簡単であることがわかりました。抵抗？それほど多くはありません。ただし、抵抗センサーに別の抵抗を追加することで、分圧器を作成できます。分圧器の出力がわかったら、戻ってセンサーの抵抗を計算できます。

たとえば、フォトセルの抵抗は、明るい場所で1kΩから暗い場所で約10kΩの間で変化します。これを中央のどこかの静的抵抗（たとえば5.6kΩ）と組み合わせると、それらが作成する分圧器から広い範囲を得ることができます。

光から約2.45Vの振幅暗くなる。ほとんどのADCには十分な解像度があります！

レベルシフト

より複雑なセンサーは、UART、SPI、I2Cなどのより重いシリアルインターフェースを使用して読み取り値を送信する場合があります。これらのセンサーの多くは、電力を節約するために比較的低い電圧で動作します。残念ながら、これらの低電圧センサーが最終的に、より高いシステム電圧で動作するマイクロコントローラーとインターフェースすることは珍しくありません。これにより、分圧を含む多くの解決策があるレベルシフトの問題が発生します。

たとえば、ADXL345加速度計は3.3Vの最大入力電圧を許容するため、Arduino（5Vで動作していると仮定）とインターフェースしようとすると、その5V信号を3.3Vに降圧するために何かを行う必要があります。 。分圧器！必要なのは、5V信号を約3.3Vに分割する比率の2つの抵抗だけです。通常、このようなアプリケーションには1kΩ〜10kΩの範囲の抵抗が最適です。 let “s

このソリューションは一方向にしか機能しないことに注意してください。分圧器だけでは、決して機能しません。低い電圧を高い電圧にステップアップします。

アプリケーションの禁止事項

分圧器を使用して、たとえば12V電源をステップダウンするのも魅力的です。 5V、分圧器を使用して負荷に電力を供給しないでください。

負荷に必要な電流もR1を流れる必要があります。 R1の両端の電流と電圧が電力を生成し、それが熱の形で放散されます。その電力が抵抗器の定格（通常は& frac18; Wと1Wの間）を超えると、熱が大きな問題になり始め、貧弱な抵抗器が溶ける可能性があります。

それは、分圧器電源がどれほど非効率的であるかについても言及していません。基本的に、適度な量の電力を必要とするものの電圧源として分圧器を使用しないでください。 電源として使用するために電圧を下げる必要がある場合は、電圧レギュレーターまたはスイッチング電源を調べてください。