Spenningsdelere

Applikasjoner

Spenningsdelere har mange applikasjoner, de er blant de vanligste kretsene som elektroteknikere bruker. Her er bare noen få av de mange stedene du finner spenningsdelere.

Potensiometre

Et potensiometer er en variabel motstand som kan brukes til å lage en justerbar spenningsdeler.

Internt til potten er en enkelt motstand og en visker, som kutter motstanden i to og beveger seg for å justere forholdet mellom begge halvdeler. er vanligvis tre pinner: to pinner kobles til hver ende av motstanden, mens den tredje kobles til pottens visker.

Hvis de utvendige pinnene kobles til en spenningskilde (den ene til jord, den andre til Vin), vil utgangen (Vout på den midterste pinnen etterligne en spenningsdeler. Drei potten hele veien i en retning, og spenningen kan være null; dreid til den andre siden utgangsspenningen nærmer seg inngangen; en visker i midtposisjon betyr at utgangsspenningen vil være halvparten av inngangen.

Potensiometre kommer i en rekke pakker, og har mange egne applikasjoner. De kan brukes til å lage en referansespenning, justere radiostasjoner, måle posisjon på styrespaken eller i mange andre applikasjoner som krever en variabel inngangsspenning.

Lesemotstandssensorer

Mange sensorer i den virkelige verden er enkle resistive enheter. En fotocelle er en variabel motstand som gir en motstand proporsjonal med mengden lys den registrerer. som flex-sensorer, kraftfølsomme motstander og termistorer, er også variable motstander.

Det viser seg at det er veldig enkelt å måle spenning for mikrokontrollere (de med analoge til digitale omformere – ADC-er). Motstand? Ikke så mye. Men ved å legge til en annen motstand til de resistive sensorene, kan vi lage en spenningsdeler. Når utgangen fra spenningsdeleren er kjent, kan vi gå tilbake og beregne sensorens motstand.

For eksempel varierer fotocellens motstand mellom 1kΩ i lyset og ca. 10kΩ i mørket. Hvis vi kombinerer det med en statisk motstand et sted i midten – si 5,6 kΩ, kan vi få et bredt spekter ut av spenningsdeleren de lager.

En sving på ca. 2,45V fra lys til mørkt. Rikelig med oppløsning for de fleste ADCer!

Nivåforskyvning

Mer kompliserte sensorer kan overføre avlesningene sine ved hjelp av tyngre serielle grensesnitt, som UART, SPI eller I2C. Mange av disse sensorene opererer med relativt lav spenning for å spare strøm. Dessverre er det ikke uvanlig at disse lavspenningssensorene til slutt grensesnittet med en mikrokontroller som fungerer ved en høyere systemspenning. Dette fører til et problem med nivåforskyvning, som har en rekke løsninger inkludert spenningsdeling.

Et ADXL345 akselerometer tillater for eksempel en maksimal inngangsspenning på 3,3V, så hvis du prøver å grensesnitt den med en Arduino (antar at du opererer ved 5V), må noe gjøres for å trappe ned det 5V signalet til 3,3V Spenningsdeler! Alt som trengs er et par motstander hvis forhold vil dele et 5V signal til ca 3,3V. Motstander i området 1kΩ-10kΩ er vanligvis best for en slik applikasjon; la «s

Husk at denne løsningen bare fungerer i en retning. En spenningsdeler alene vil aldri kunne trinn en lavere spenning opp til en høyere.

Søknad Dont s

Så fristende som det kan være å bruke en spenningsdeler til å trappe ned, si en 12V strømforsyning for å 5V, spenningsdelere bør ikke brukes til å levere strøm til en last.

Enhver strøm som lasten krever, må også løpe gjennom R1. Strømmen og spenningen over R1 produserer kraft, som blir spredt i form av varme. Hvis denne effekten overskrider motstanden (vanligvis mellom & frac18; W og 1W), begynner varmen å bli et stort problem, og potensielt smelte den dårlige motstanden.

Det nevner ikke engang hvor ineffektiv en spenningsdeler-strømforsyning ville være. I utgangspunktet, ikke bruk en spenningsdeler som en spenningsforsyning for alt som krever til og med en beskjeden mengde strøm. Hvis du trenger å slippe ned en spenning for å bruke den som strømforsyning, se på spenningsregulatorer eller bytte forsyninger.