Цифровой потенциометр своими руками

ЭЛЕКТРОНИКА Электронный переменный резистор (электронный потенциометр)

Kahatu

Иногда аналоговый потенциометр в виде крутилки не совсем то, что хотелось бы видеть в своем проекте. А прибор с кнопками на лицевой панели гораздо компактнее, чем с обыкновенными ручками-крутилками. При этом, если использовать сенсорные кнопки и SMD компоненты, то такой потенциометр можно интегрировать в какой-нибудь плоский корпус. Мне, например, необходимо было изменять яркость свечения самодельного светильника для аквариума из светодиодной тенты.

Схема имеет малые габариты, выполняет функцию обыкновенного переменного резистора.
Основу схемы составляет полевой транзистор КП 501 (или любой другой его аналог).

Я выбрал в SMD корпусе D-PAK

ПРИНЦИП РАБОТЫ:
Нажимая кнопку SB1, мы накапливаем заряд на электролитическом конденсаторе С1, что позволяет приоткрыть транзистор и повлиять на сопротивление на выходных клеммах схемы. Нажимая кнопку SB2, мы разряжаем конденсатор С1, что приводит к постепенному закрыванию транзистора. При постоянном зажатии, какой либо из кнопок, изменения сопротивления производиться плавно.

Плавность регулировки такого электронного переменного резистора зависит от емкости конденсатора С1 и номинала резистора R1. Максимальное сопротивление, которое способна имитировать схема зависит от подстроечного резистора R2. Схема начинает работать сразу и дополнительной настройки не требует, кроме как подстройки максимального сопротивления резистором R2.

После отключения питания схемы, такой электронный переменный резистор не сбрасывает настройки сразу, а сопротивление схемы увеличивается постепенно, что связанно с саморазрядом конденсатора С1. При использовании нового и качественного конденсатора С1 настройки схемы могут продержаться около суток.

РАЗВЕДЕННАЯ ПЛАТА:

ГОТОВАЯ ПЛАТА:


Для тех, кто захочет повторить, я прикрепил архив с шаблонами дорожек, маски и шелкографии для технологии травления плат с фоторезистом и по технологии ЛУТ

Вложения

БаРМаЛеЙ

Kahatu

Kahatu

ПРИНЦИП РАБОТЫ:
Нажимая кнопку SB1, мы накапливаем заряд на электролитическом конденсаторе С1, что позволяет приоткрыть транзистор и повлиять на сопротивление на выходных клеммах схемы. Нажимая кнопку SB2, мы разряжаем конденсатор С1, что приводит к постепенному закрыванию транзистора. При постоянном зажатии, какой либо из кнопок, изменения сопротивления производиться плавно.

Плавность регулировки такого электронного переменного резистора зависит от емкости конденсатора С1 и номинала резистора R1. Максимальное сопротивление, которое способна имитировать схема зависит от подстроечного резистора R2. Схема начинает работать сразу и дополнительной настройки не требует, кроме как подстройки максимального сопротивления резистором R2.

После отключения питания схемы, такой электронный переменный резистор не сбрасывает настройки сразу, а сопротивление схемы увеличивается постепенно, что связанно с саморазрядом конденсатора С1. При использовании нового и качественного конденсатора С1 настройки схемы могут продержаться около суток.

Но я больше склоняюсь к тому, что это магия!

БаРМаЛеЙ

ПРИНЦИП РАБОТЫ:
Нажимая кнопку SB1, мы накапливаем заряд на электролитическом конденсаторе С1, что позволяет приоткрыть транзистор и повлиять на сопротивление на выходных клеммах схемы. Нажимая кнопку SB2, мы разряжаем конденсатор С1, что приводит к постепенному закрыванию транзистора. При постоянном зажатии, какой либо из кнопок, изменения сопротивления производиться плавно.

Плавность регулировки такого электронного переменного резистора зависит от емкости конденсатора С1 и номинала резистора R1. Максимальное сопротивление, которое способна имитировать схема зависит от подстроечного резистора R2. Схема начинает работать сразу и дополнительной настройки не требует, кроме как подстройки максимального сопротивления резистором R2.

После отключения питания схемы, такой электронный переменный резистор не сбрасывает настройки сразу, а сопротивление схемы увеличивается постепенно, что связанно с саморазрядом конденсатора С1. При использовании нового и качественного конденсатора С1 настройки схемы могут продержаться около суток.

Но я больше склоняюсь к тому, что это магия!

Лифтоман

EricD

Присоединяюсь к благодарности за предложение сего, достаточно простого принципа замены “переменного резистора”, но есть несколько но.
– Насколько мне известно, буржуи уже достаточно давно выпускают сборки “цифровых резисторов” типа AD5291 (хотя при реализации простого и стесненного габаритами устройства обвязка этих штук создает определенные проблемы. То есть при проектировании нового устройства приходится сразу задумываться о рациональности применения вышеуказанных сборок и далее развивать проект с учетом “цифровых/программных” потребностей такой реализации резистора).
– Чем обусловлен выбор именно КП 501 ?
Его максимальные характеристики по току и напряжению космический завышены относительно опорного напряжения работы системы (3,3/5/9/12/24/36 V и 1 А !?).
– Насколько мне известно, и как показывает практика полевые транзисторы достаточно чувствительны по току/напряжению открытия затвора, поэтому для корректной работы даже в режимах ключа/ШИМ используют так называемые драйверы полевых триодов – “Логические разрядники”. Вопрос тут заключается в опыте интеграции, так как есть сомнения по поводу корректной работы в условиях наводок НЧ и ВЧ составляющих по дорожкам/емкости монтажа на затвор полевого.
– Считаю что применение данного принципа установки выходного напряжения (отклонения от опорного) на длительнм временном промежутке будет рационально применять в схемах с периодичным отслеживанием состояния “резистора”* и корректировкой показаний (гистерезисом), так как непонятны характеристики термостабилизации и стабильности значения в условиях наводок.

* прошу прощения за свою безграмотность в области программирования МК, но насколько я понимаю, периодическое отслеживание состояния в данном случае подразумевает использование аппаратного прерывания МК, что на платформе, например arduino, влечет за собой определенные проблемы, так как на самых распространенных и компактных платах разработки на вышеуказанной платформе, ввиду определенных программно-аппаратных особенностей, количество аппаратных прерываний = 2.

То есть, нужны результаты тестов/интеграции в готовые устройства, я так думаю.

Kahatu

VIt Andreev

Kahatu

Arhat109

Проходящий мимо

Старое решение, но все равно спасибо, ибо “новое – это забытое старое”, ну или “всё украдено до вас” (нами, ежели вче)

Я бы поставил последовательно мосфету ещё и резистор, ограничивающий его максимальный ток в режиме “полностью открыт”, ибо их сопротивление в этом случае .. десятки миллиом, то есть токи могут оказаться “ого-го”, в зависимости от места применения.

Заодно, этот же резистор формировал бы некоторое “минимальное” сопротивление схемы в целом, будучи в параллели с подстроечником.

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Цифровой кнопочный потенциометр — регулятор громкости

Схема кнопочного потенциометра (сдвоенного) с цифровым управлением построена на основе специализированной микросхемы DS1267 от компании Dallas. В этом проекте используется версия 100к. Для управления ей служит микроконтроллер ATTiny13, выбранный из-за небольших размеров. Потенциометр позволяет регулировать максимум 256 шагов, однако можно применить ограниченное значение до 128 шагов. Этот показатель свободно устанавливается изменяя исходный код программы. На плате предусмотрен также вывод поляризации системы DS1267, так называемые «VBias», который можно поляризировать отрицательным напряжением, когда требуется перемещение бОльших чем 0,5 В амплитуд сигнала.

Устройство с успехом может заменить классический потенциометр (регулятор громкости), что и было проверено на этом самодельном усилителе.

В схеме регулятора применены в основном SMD элементы, чтобы максимально уменьшить его размеры. Плата с успехом может быть встроенная в любую часть усилителя звука, так как ее высота всего 1 см. Регулировка громкости осуществляется с помощью двух миниатюрных кнопок (микриков), припаянных непосредственно на плату. Светодиод сигнализирует своим миганием о процессе нажатия и регулировании.

Схема электрическая кнопочного регулятора

Основой схемы является микроконтроллер U1 (ATTiny13), работающий на внутреннем источнике синхронизации (внутреннем генераторе). По трех-проводной шине он управляет состоянием U2 (DS1267). Выходами потенциометров будут разъемы P1 и P2. Диод D1 вместе с резистором, ограничивающим его ток, выполняет функцию индикатора работы шины. Короткой вспышкой сообщает о факте отправки данных в м/с U2. Конденсатор C1 (100nF) представляет собой фильтр питания.

Изготовление конструкции

Схема паяется на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Плата не содержит перемычек, а два кажущихся разрыва в цепи массы будут местами пайки корпуса кнопок. Монтаж следует начать с припаивания интегральных микросхем, потому что это делается гораздо удобнее, когда нет выступающих элементов от другой стороны. Порядок пайки остальных элементов произвольный. Схему необходимо питать напряжением 5 В, желательно стабилизированным.

Определенным неудобством является программирование микроконтроллера, так как здесь не предусмотрено разъема программирования. Чтобы запрограммировать МК U1 — подпаяйте аккуратно к его выводам тонкие провода, которые затем будут подключены к программатору. Вывод VB (VBias) соединен с массой схемы, однако, если необходимо подключение этого входа к другой полярности, просто вырежьте фрагмент дорожки между выводами на плате. Когда потенциометр работает для регулировки громкости предусилителя и амплитуда сигнала, что на него подается не превышает 0,5 вольта, то выход VB следует поляризировать относительно отрицательного напряжения -5 В относительно массы. Это обеспечит правильную передачу аналогового сигнала.

кнопочный регулятор — потенциометр

Следует иметь в виду, что потенциометр имеет максимально допустимое напряжение, которое может присутствовать на любом из контактов (относительно GND) от -0.1 до +7 В для Vb = 0 и от -5 до +7 В для Vb = -5 В. При эксплуатации регулятора следует позаботиться о том, чтобы не превышать указанные допустимые границы напряжений. Когда вы питаете схему от отдельного БП, необходимо убедиться, что масса потенциометра (GND) и масса схемы назначения связаны между собой.

Фьюзы биты

На рисунке показаны настройки фузов для микроконтроллера ATTiny13

Управление регулятором

Работа со схемой проста. Изменение громкости осуществляется нажатием кнопок S1 и S2. Удержание нажатой кнопки вызывает плавное перемещение воображаемого ползунка потенциометра в нужном направлении. Светодиод D1 сигнализирует своим миганием факт изменения положения ползунка. Когда он достигнет одной из крайних позиций — индикатор перестанет мигать, хотя вы и продолжите держать нажатой кнопку.

Подключение регулятора

Прошивка и плата

Все необходимые для самостоятельной сборки файлы вы можете скачать по ссылке.

Читайте также:  О зарядном устройстве Mastak

Цифровые потенциометры

Цифровые потенциометры выполняют функцию регулирования, аналогичную той, что выполняет обычный потенциометр с механическим управлением.

Сопротивление электронного регулятора изменяется дискретно (ступенчато) при подаче тактового импульса на счетный вход CLK микросхемы, а увеличение или уменьшение сопротивления определяется уровнем сигнала на входе UP/DOWN.

Помимо электронных аналогов многопозиционных механических переключателей, предназначенных для коммутации ограниченного количества электрических цепей, в последние годы появились и электронные аналоги механически управляемых (переменных) сопротивлений — электронные реостаты и потенциометры. Эти приборы, в отличие от механических аналогов, более компактны, надежны, имеют меньший уровень собственных шумов, допускают возможность одновременного дистанционного управления неограниченного числа регулировочных элементов. Пример использования вы можете видеть на рисунке выше.

В упрощенном виде электронные реостаты и потенциометры содержат набор (линейку) последовательно соединенных резисторов, коммутируемых электронными КМОП-ключами. Ключи эти обычно управляются:

  • либо подаваемым извне цифровым кодом;
  • либо формируемым непосредственно в микросхеме в зависимости от продолжительности подачи управляющего сигнала «вверх» или «вниз» на выводы управления, предназначенные для подключения к кнопкам управления или к источникам внешних управляющих сигналов «цифрового» уровня 1/0.

Примечание

Особенностью цифровых электронных реостатов и потенциометров является то, что изменение их электрического сопротивления осуществляется дискретно с заданным шагом по линейному, логарифмическому или иному, заданному пользователем, закону. Количество таких шагов обычно кратно двум, например, 32, 64, 128, 256 и т. д. При отключении/включении питания установленный до отключения на электронном потенциометре уровень (положение среднего вывода) запоминается.

Электронные потенциометры используют в технике связи, телевидении, персональных компьютерах, производственной и бытовой радиоэлектронной аппаратуре. Такие потенциометры применяют для узлов электронной настройки, многоканальной регулировки громкости/тембра звуковоспроизводящей аппаратуры, в системах автоматической регулировки усиления, перестраиваемых многозвенных фильтрах, схемах управления параметрами дисплеев и т. д.

Примечание.

Применение цифровых электронных потенциометров и реостатов при их работе на переменном токе ограничено областью рабочих частот, в пределах которой сигнал после прохождения через такой регулятор ослабляется не более чем на 3 дБ. Кроме того, поскольку в состав регуляторов входят нелинейные полупроводниковые элементы, повышается уровень нелинейных искажений. Этот уровень заметно возрастает при понижении напряжения питания микросхемы регулятора. Если в составе электронного устройства содержится несколько электронных потенциометров и реостатов, негативные последствия от их совместного использования суммируются.

Цифровые электронные реостаты и потенциометры фирмы Dallas Semiconductor (DS) — Maxim, например, DS1668 выпускаются с интерфейсом ручного управления (в виде кнопки) или в виде традиционной интегральной микросхемы — DS1669.

Рис.1 Расположение выводов микросхемы DS1669:

RH — верхний; RW — средний; RL— нижний вывод потенциометра; +V,-V — питание; UC—вход управления перемещением вверх; DC — вниз

Эти микросхемы однотипны, имеют 64 ступени изменения сопротивления и выпускаются в стандартных номиналах 10, 50 и 100 кОм.

Типовые примеры управления электронными потенциометрами DS1669 при помощи одной или двух кнопок приведены на рис. 2 и рис. 3.

Рис.2. Типовая схема включения цифрового электронного потенциометра DS 1669 с однокнопочным управлением

Рис.3. Типовая схема включения цифрового электронного потенциометра DS1669 с двухкнопочным управлением

Приведу далее сведения по основным разновидностям современных цифровых потенциометров.

DS1267 — двухканальный линейный цифровой потенциометр на номинал 10, 50 или 100 кОм. Имеет 256 позиций положения движка с управлением по последовательному трехпроводному интерфейсу. Напряжение питания 5(±5) В.

DS1666 — цифровой потенциометр, предназначенный для устройств звуковоспроизведения. Он имеет логарифмическую шкалу и 128 точек позиционирования. Напряжение питания 5 В. Значения сопротивлений резистивной матрицы может быть 10, 50, 100 кОм. Затухание сигнала с амплитудой до 5 В на уровне -3 дБ на частотах 1,1; 0,2 и 0,1 МГц, соответственно.

DS1667 — представляет собой сдвоенный цифровой потенциометр. Микросхема содержит также два широкополосных операционных усилителя. Каждый потенциометр формируется из 256 элементов, резисторы могут складываться, что дает возможность получать единственный потенциометр на 512 элементов.

DS1802 — сдвоенные потенциометры, обеспечивают регулирование уровня громкости и/или тембра звукозаписи в проигрывателях компакт-дисков, звуковых платах (картах) и иных электронных устройствах. Эти потенциометры имеют логарифмическую характеристику регулировки сопротивления. Весь диапазон в 45 кОм разбит на 65 позиций с приращением шага в 1 дБ. Для управления потенциометром (потенциометрами) от центрального процессора или иных микросхем используют трехпроводный последовательный интерфейс. Потенциометрами можно управлять и при помощи обычных кнопок.

Помимо перечисленных, известны также микросхемы цифровых потенциометров:

DS1800 — сдвоенный цифровой линейный потенциометр на 128 позиций номиналом 50 кОм с управлением по последовательному трехпроводному интерфейсу. Напряжение питания 3(5) В.

DS1801/DS1802 — сдвоенный цифровой потенциометр на 64 позиции, с логарифмической характеристикой, номиналом 50 кОм с управлением по последовательному трехпроводному интерфейсу. Напряжение питания 3(5) В.

DS1803 — сдвоенный линейный цифровой потенциометр на 256 позиций, номиналом 10, 50 или 100 кОм с управлением по последовательному двухпроводному интерфейсу. Напряжение питания 3(5) В.

DS1804 — энергонезависимый линейный цифровой потенциометр, который имеет 100 позиционных отводов, номиналом 10, 50 или 100 кОм. Напряжение питания 3(5) В.

DS1805 — линейный цифровой потенциометр на 256 позиций номиналом 10, 50 или 100 кОм с управлением по последовательному двухпроводному интерфейсу. Напряжение питания 3(5) В.

DS1806 — линейный шестиканальный цифровой потенциометр на 64 позиции номиналом 10, 50 или 100 кОм с управлением по последовательному трехпроводному интерфейсу. Напряжение питания 2,7—5,5 В.

DS1807 — сдвоенный цифровой потенциометр на 64 позиции каждый, с логарифмической характеристикой изменения сопротивлений для регулирования уровня звуковых сигналов. Работает с двухпроводным последовательным интерфейсом. Программно можно объединить два потенциометра в один. Напряжение питания 3(5) В.

DS1808 — сдвоенный логарифмический цифровой потенциометр на 32 позиции, номинал 45 кОм. Двухпроводное управление. Напряжение питания +4,5; ±13,2 В.

DS1809 — цифровой потенциометр на 64 позиции. Управление кнопками «вверх»/»вниз». Предусмотрена функция (авто)сохранения установленного уровня. Значения сопротивлений резистивной матрицы может быть 10, 50, 100 кОм. Затухание сигнала с амплитудой до 5 В на уровне —3 дБ на частотах 1,0; 0,2 и 0,1 МГц, соответственно. Напряжение питания +4,5—5,5 В.

DS1844 — счетверенный линейный потенциометр на 64 позиции с двухпроводным интерфейсом номиналом 10, 50 или 100 кОм с двухпроводным интерфейсом. Напряжение питания 2,7—5,5 В.

DS1845 — сдвоенный линейный потенциометр на 256 позиций с двухпроводным интерфейсом. Напряжение питания 3(5) В.

DS1847 и DS1848 — температурно-компенсированные двойные линейные цифровые потенциометры на 256 позиций номиналом 10 или 50 кОм. Напряжение питания +3,0—5,5 В.

Помимо перечисленных, известны также цифровые потенциометры DS1854—DS1859y DS1866—DS1870, DS2890, DS3902, DS3903—DS3905, DS3930, DS4301 и др., сведения о которых можно почерпнуть из справочной литературы или на сайтах фирм-производителей. Отметим также в порядке сопоставления некоторые цифровые потенциометры иных фирм [24.2—24.4].

MAX5160/MAX5161 — линейный цифровой потенциометр фирмы MAXIM-DALLAS на 32 позиции, номиналы 50,100,200 кОм. Напряжение питания от 2,7 до 5,5 В. Трехпроводный интерфейс.

МАХ5400—МАХ5405 — линейные цифровые потенциометры на 256 позиции. Напряжение питания от 2,7 до 5,5 В.

MAX5407 — цифровой потенциометр на 32 позиции с логарифмической шкалой, номинал 20 кОм. Область рабочих частот до 500 кГц. Напряжение питания от 2,7 до 5,5 В.

MAX5408—MAX5411 — сдвоенные цифровые потенциометры на 32 позиции с логарифмической шкалой, номинал 10 кОм. Напряжение питания 6т 2,7 до 3,6 В для MAX5408, MAX5409 и от 4,5 до 5,5 В для MAX5410, MAX5411.

MAX5413—MAX5415 — сдвоенные линейные цифровые потенциометры на 256 позиций, номинал, соответственно, 10, 50 и 100 кОм. Напряжение питания от 2,7 до 5,5 В.

Кроме перечисленных в линейке подобных изделий этой фирмы можно назвать микросхемы MAX5417—MAX5439, MAX5450—MAX5457, MAX5460—MAX5468, MAX5471—MAX5472, MAX5474—MAX5475, MAX5477—MAX5479, MAX5481—MAX5484, MAX5487— MAX5492 и др., каждая, из которых имеет индивидуальные отличия и развивает области применения цифровых потенциометров и способов их управления.

MAX5471, MAX5472, MAXS474, MAX5475 — энергонезависимые 32-х позиционные линейные цифровые потенциометры с последовательным трехпроводным интерфейсом. MAX5471/MAX5474 имеют сопротивление 50 кОм, a MAX5472/MAX5475 — 100 кОм. Напряжение питания от 2,7 до 5,25 В.

Упомянем также для сравнения некоторые цифровые потенциометры фирмы Analog Device [24.3].

AD5200/AD5201 — цифровые потенциометры номиналами 10,50 кОм на 256 и 33 позиции, соответственно.

AD5231/AD5235 — цифровые потенциометры на 1024 позиции.

AD5232 — цифровой двухканальный потенциометр на 256 позиций.

AD5234 — цифровой четырехканальный потенциометр на 64 позиции.

AD5291/AD5292 — цифровые потенциометры на 256/1024 позиции на номинал 20,50,100 кОм.

AD7376 — цифровой потенциометр на 128 позиций на номинал 10, 50, 100,1000 кОм.

AD8400/AD8402/AD8403 — 1, 2 или 4-х канальные цифровые потенциометры на 1,10,50 или 100 кОм, 256 позиций, с трехпроводным интерфейсом.

Цифровые программируемые потенциометры фирмы ON Semiconductor САТ5270 и САТ5271 — двухканальные цифровые потенциометры на 50 и 100 кОм для точной настройки с 256 ступенями регулирования и интерфейсом 12С.

Цифровые программируемые потенциометры фирмы Catalyst Semiconductor САТ5111 и САТ5113 [24.4] на 100 позиций при напряжении питания 2,5—6,0 В потребляют ток 0,1 мА.

Рис.4. Эквивалентная схема электронного аттенюатора МС3340

Несколько иной принцип работы у другого управляемого извне прибора — электронного аттенюатора. Пример практической реализации одного из них — МС3340 фирмы Motorola приведен на рис. 4. Аттенюатор позволяет осуществлять дистанционное или непосредственное управление коэффициентом передачи (ослабления) сигнала до 80 дБ в полосе частот до 1 МГц. Напряжение питания аттенюатора — 9—18(20) В. Максимальное напряжение входного сигнала — до 0,5 В.

Типовая схема использования электронного аттенюатора МС3340 приведена на рис.5.

Рис.5. Типовая схема включения электронного аттенюатора МС3340

Читайте также:  Подводный металлоискатель своими руками – схема, видео

Примечание.

Особое положение в ряду электрически регулируемых пассивных элементов занимает специализированная микросхема МАХ1474с электрически переключаемыми конденсаторами— аналог миниатюрного конденсатора переменной емкости, рис. 6.

Применение такой микросхемы вместо традиционных варикапов или конденсаторов переменной емкости предпочтительнее ввиду идентичности емкостных параметров микросхемы, синхронности изменения емкости при одновременном использовании нескольких аналогов управляемых конденсаторов, лучшей температурной стабильности.

Примечание.

Возможная область применения микросхем с электрически переключаемыми конденсаторами— синхронная настройка колебательных контуров входных цепей радиоприемных устройств, фильтров промежуточной и иной частоты.

Управление батареей конденсаторов от встроенной схемы управления позволяет ступенчато с минимальным шагом в 0,22 пФ менять в 32 ступени ее емкость в пределах от 6,4 до 13,3 пФ на выводе СР относительно общего провода при заземленном выводе СМ.

Возможна эксплуатация конденсаторной батареи при подключении ее через выводы СР и СМ с изменением емкости в пределах от 0,42 до 10,9 пФ с шагом 0,34 пФ. Температурный коэффициент емкости управляемого конденсатора равен 3,3*10 -5 1/град.

Напряжение питания микросхемы 2,7—5,5 В при потребляемом токе 10 мкА. Микросхему можно применять до частот в несколько сотен мегагерц. Так, эквивалентная добротность контура порядка 100 на частотах ниже 20 МГц падает с ростом частоты до 359 МГц в 10 раз.

Микросхемы МАХ1474 можно применять в узлах электронной настройки, в емкостных аттенюаторах, в генераторах и других радиоэлектронных устройствах.

Цифровой потенциометр AD5220

AD5220 – переменный резистор с цифровым управлением. Это устройство выполняет ту же электронную функцию регулирования, что и механический потенциометр или переменный резистор. Сопротивление измененяется дискретно при подаче тактового импульса на счетный вход CLK, направление счета (увеличение или уменьшение сопротивления) определяется уровнем сигнала на входе UP/DOWN.

Доступны 128 дискретных значений сопротивления, номинальный ряд потенциометров 10, 50 и 100 кОм.

На рис.1 показана функциональная схема цифрового потенциометра. При его номинале 10 кОм сопротивление между выводами А и В постоянно и составляет 10 кОм, а шаг приращения сопротивления будет равен:

RSTEP – 10 кОм / 128 – 78 Ом.

Типовое напряжение питания 5 В, потребляемый ток не более 40 мкА.

Назначение выводов показано на рис.2.

На рис.3 показана типовая схема включения цифрового потенциометра AD5220.

Рис. 4. Схема сопряжения с круговым датчиком

На рис.4 показано использование цифрового потенциометра AD5220 в схеме сопряжения с круговым датчиком положения вала двигателя RE11CTV1Y12-EF2CS. Схему разработал П. Кайроломук (Калифорния, США) [1]. Круговой датчик преобразовывает угловое положение вала в код, который поступает на квадратурный декодер (LS7084 – декодер фазового сдвига на 90°). Декодер вырабатывает сигналы управления CLK и U/D для цифрового потенциометра.

Сигналы А и В (рис.5) кругового датчика проходят через квадратурный декодер, который преобразовывает разность фаз между сигналами А и В в управляющие сигналы CLK и U/D для AD5220. Когда сигнал В опережает сигнал А (вал двигателя вращается по часовой стрелке), на цифровой потенциометр поступает высокий уровень U/D. Когда сигнал А опережает сигнал В (вал двигателя вращается против часовой стрелки) на цифровой потенциометр поступает низкий уровень U/D. Квадратурный декодер одновременно вырабатывает синхронный тактовый сигнал для AD5220. Линейное изменение ширины тактового импульса выполняется регулировкой RBIAS.

Кроме декодирования сигналов квадратуры углового положения и выработки тактового сигнала, LS7084 также обеспечивает фильтрацию шумов, колебаний и других переходных эффектов. Эта особенность важна для данного типа устройств. В отличие от оптических кодирующих устройств, RE11CT-V1Y12-EF2CS – дешевый электрический круговой датчик, в котором любой поворот вала может создать сильный удар или шумовые всплески из-за несовершенной природы металлических контактов выключателя. LS7084 препятствует прохождению такого рода помехам на цифровой потенциометр AD5220.

Принцип работы устройства очень прост. Когда вал двигателя вращается по часовой стрелке, сопротивление между выводами В1 и RWB1 увеличивается до тех пор, пока величина переменного сопротивления цифрового потенциометра не достигает максимального значения. Дальнейшее вращение вала в том же направлении не имеет никакого воздействия на выходное сопротивление.
Аналогично, при вращении вала против часовой стрелки, сопротивление между выводами В1 и RWB1 уменьшается, пока сопротивление не достигает нулевого значения, и дальнейшее вращение вала в том же направлении не дает никакого эффекта.

Литература.

1. Peter Khairolomour, Analog Devices, San Jose, CA March 6, 2003

Как подключить цифровой потенциометр X9C102, X9C103, X9C104 к Arduino

Рассмотрим управление цифровым потенциометром X9C (X9C102, X9C103, X9C503, X9C104) с помощью Arduino, а также то, какие области применения могут быть у данного устройства. Воспользуемся готовым модулем, который стоит меньше 1 доллара.

  • Arduino UNO или иная совместимая плата;
  • цифровой потенциометр серии X9C;
  • макетная плата (breadboard);
  • соединительные провода (рекомендую вот такой набор);
  • персональный компьютер со средой разработки Arduino IDE.

1 Описание цифрового потенциометратипа X9C

Потенциометр, или переменный резистор – это электротехническое устройство, которое позволяет изменять сопротивление электрическому току. Классический (механический) потенциометр представляет собой два вывода, между которыми располагается третий – подвижный («скользящий»). Перемещая подвижный вывод, мы меняем сопротивление между ним и каждым из неподвижных вывода.

Принцип работы механического потенциометра

Электронный потенциометр – это аналог механического потенциометра, но с рядом преимуществ: он не имеет механических частей, он может управляться удалённо с помощью, например, микроконтроллера, и он существенно меньше по размеру.

Потенциометры широко применяются в различных электронных устройствах, где необходимо регулировать напряжение в процессе работы. Например, в роли подстроечных резисторов при настройке схем, в роли регуляторов громкости в аудио-устройствах, или регуляторов уровня освещения в осветительных приборах.

Будем использовать готовый модуль с цифровым потенциометром X9C102 (X9C103, X9C104, X9C503). Китайские друзья продают их меньше чем за 100 рублей.

Модуль с цифровым потенциометром X9C102, X9C103, X9C104 Модуль с цифровым потенциометром X9C103S

Цифровой потенциометр типа X9C может быть одного из следующих типов, различающихся максимальными сопротивлениями:

НазваниеМаксимальное сопротивление
X9C1021 кОм
X9C10310 кОм
X9C50350 кОм
X9C104100 кОм

В названии потенциометра X9C три цифры означают: значение и количество нулей, которое нужно приписать к значению, чтобы получить номинал. Например: 102 это 10 и 2 нуля, или 1000 Ом (1 кОм); 503 – это 50 и 3 нуля, или 50000 (50 кОм) т.п.

2 Логика работы и схема подключения цифрового потенциометра X9C103 к Arduino

Между 0 и максимальным значением с шагом 1/100 от максимума можно регулировать сопротивление на третьем «подвижном» выводе.

Управление положением «подвижного» вывода осуществляется с помощью серии отрицательных импульсов. Каждый импульс смещает значение сопротивления на 1 шаг в сторону увеличения или уменьшения.

Потенциометр управляется по трём линиям:

Название выводаНазначениеПримечание
CSВыбор устройстваLOW – устройство активно
INCИзменение сопротивления выходаОтрицательные импульсы
U/ DНаправление измененияU (вверх) – если напряжение на ножке микросхемы HIGH, D (вниз) – LOW

Вот так выглядит временная диаграмма управляющих сигналов:

Временная диаграмма управления потенциометром X9C102, X9C103, X9C104

Здесь VW – напряжение на центральном выводе.

Давайте соберём схему, как показано на рисунке:

Схема подключения цифрового потенциометра X9C102, X9C103, X9C104 к Arduino

Модуль требует питание +5 В.

3 Скетч управления цифровым потенциометром X9C102, X9C103, X9C104

Теперь напишем вот такой скетч:

Данный скетч содержит такой алгоритм: повышаем каждые 100 мс с шагом 10% сопротивление от 0 до 100% от максимума потенциометра.

Загрузим данный скетч в память платы Arduino.

4 Проверка работы цифрового потенциометра X9C102/103/104

С помощью логического анализатора посмотрим, получилось ли соблюсти временную диаграмму управления потенциометром:

Временная диаграмма управления цифровым потенциометром X9C

Видно, что вполне. Опускаем линию CS в LOW, а также U/ D в LOW (уменьшение выходного сопротивления). Когда на INC отсчитали 100 импульсов, поднимаем U/ D в HIGH (изменяем сопротивление в сторону увеличения). С помощью INC относительно выставленного нулевого сопротивления начинаем отсчитывать нужное значение (в данном случае 10 импульсов равны 10% от максимума потенциометра).

Потенциометр X9C102/103/104 имеет 100 градаций сопротивления между минимальным и максимальным. Это позволяет не вводить никаких коэффициентов для пересчёта процентов в импульсы. Например: 10 импульсов INC изменяют текущее значение выходного сопротивления на 10%.

Если теперь с помощью мультиметра проконтролировать сопротивление между центральным и одним из конечных выводов, то мы зафиксируем изменения сопротивления.

Для наглядности я подам напряжение 5 вольт между конечными выводами потенциометра, а к центральному контакту подключу осциллограф DSO138. Фотографии и видео ниже иллюстрируют результат.

Изменение напряжения с помощью цифрового потенциометра Изменение напряжения с помощью цифрового потенциометра

Неплохая достаточно подробная статья про виды и устройство потенциометров тут.

Кстати, для экспресс-тестирования работы с потенциометром X9C103 отлично подходят микросхемы фирмы FTDI (FT2232 или другие) и программа SPI via FTDI. Для этого мы пин “CS” модуля подключаем к CS микросхемы FT2232, пин “U/D” – к пину DO, и записываем в режиме SPI нужное число байтов. Так, чтобы послать 10 импульсов потенциометру, можно послать 10 байтов 0x01 или 5 байтов 0x0A (в двоичном виде это 0101), и т.д.

Управление цифровым потенциометром X9C103 с помощью микросхемы FT2242H


All-Audio.pro

Статьи, Схемы, Справочники

Цифровой потенциометр своими руками

Схема кнопочного потенциометра сдвоенного с цифровым управлением построена на основе специализированной микросхемы DS от компании Dallas. В этом проекте используется версия к. Для управления ей служит микроконтроллер ATTiny13, выбранный из-за небольших размеров. Потенциометр позволяет регулировать максимум шагов, однако можно применить ограниченное значение до шагов.

Поиск данных по Вашему запросу:

Цифровой потенциометр своими руками

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Перейти к результатам поиска >>>

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Самодельный проволочный потенциометр

Читайте также:  Обзор ночника проектора звездного неба Star Master

Please turn JavaScript on and reload the page.

В иллюстрированной статье описаны основные конструкции переменных резисторов и даны рекомендации по их замене. Видео прилагается. В прошлом, буквально в любой радиоэлектронной аппаратуре, в качестве всевозможных регуляторов, использовались потенциометры. Благодаря удобству и простоте использования, переменные сопротивления применяются и в современных электронных приборах.

И уж совсем они незаменимы в аудиотехнике Hi-End класса. Но, ассортимент применяемых потенциометров так велик, что, в большинстве случаев, проще отремонтировать потенциометр, чем найти ему замену. К сожалению, часто, не только радиолюбители, но и радиотелемастера некорректно производят ремонт потенциометров, так как используют неоправданно-растиражированную технологию.

Какой-то радиолюбитель предложил восстанавливать работоспособность потенциометров, проделывая отверстие в крышке и заливая туда машинное масло. После этого события прошло полвека.

За это время человек побывал на Луне, а у каждого в кармане появился компьютер. Но, эта доморощенная технология продолжает передаваться из поколения в поколение. На беду ремонтников, она укоренилась и у некоторых маЙстеров. Мало того, что в потенциометры продолжают заливать масло, так теперь это стали делать с помощью аэрозольных маслёнок.

Никогда не используйте эту технологию, если ремонтируете технику для себя! Она не имеет никакого отношения к официальным тех. Существует много разных конструкций переменных резисторов, но их все можно разделить на две основные группы, которые отличаются траекторией движения скользящего контакта. Траектория же эта определяется формой резистивного элемента.

Есть, правда, ещё потенциометры с винтовой представлен на фотографии и даже спиральной траекторией движения бегунка, но они в бытовой аппаратуре не применяются. Сдвоенные, счетверённые и т. Соосные потенциометры применяются для управления разными функциями, например, громкостью и балансом в автомобильной и переносной радиоаппаратуре. Потенциометры, с фиксацией среднего положения, используются для регулировки стероебаланса, тембра и других подобных функций с одновременным получением тактильных ощущений в нейтральном положении.

Переменные резисторы могут отличаться размером и иметь разный диаметр вала, что позволяет, при проектировании радиоаппаратуры, выбирать потенциометры исходя и из размеров корпуса устройства.

Существуют так же потенциометры специального назначения. Например, в переменных резисторах типа СП и СП, вал можно повернуть более чем на один оборот, за счёт применения специальной фрикционной муфты. Последняя позволяет с помощью всего одной ручки управлять сразу двумя независимыми скользящими контактами.

Подстроечные потенциометры выпускаются в широком ассортименте размеров и мощностей рассеивания и используются для заводской регулировки Радио-Аппаратуры РА.

Иногда, валы подстроечных резисторов выводятся и на внешние панели РА под шлиц для регулировки с помощью отвёртки. При обслуживании РА, подстроечные резисторы обычно не ремонтируют, а заменяют исправными. Хотя, некоторые типы подстроечных резисторов проще отремонтировать, чем подыскать замену. К ним относятся высоковольтные подстроечные резисторы и специализированные. Мощные переменные резисторы используются, когда требуется управлять большими токами и при этом рассеивать большую мощность.

Как правило, корпуса таких потенциометров изготавливают из керамики, а резистивный элемент из проволоки с высоким омическим сопротивлением. В любительской практике такие потенциометры обычно используются в качестве универсального эквивалента нагрузки. Неисправности потенциометров и подстроечных резисторов, использующихся в схемах усилителей низкой частоты, могут проявляться в виде шорохов, потрескиваний, повышенного уровня шума и полного пропадания сигнала.

Чаще всего приходится заменять потенциометр из-за нормального износа резистивного элемента. При замене неисправного потенциометра, нужно обратить внимание на несколько его параметров.

У потенциометров, используемых в качестве регуляторов громкости, этот параметр, обычно, находится в диапазоне 10кОм… 1мОм. И действительно, если в одном случае, номинал переменного резистора регулятора громкости влияет на величину входного сопротивления усилителя поз. В зависимости от угла поворота вала или положение движка потенциометра меняется омическое сопротивление между одним из выводов и скользящим контактом потенциометра.

Соотношение этих двух параметров представлены на графике, который отражает функциональные характеристики потенциометров разного типа. Для обозначения функциональных характеристик переменных резисторов отечественного производства приняты следующие символы. Потенциометры с такой функциональной характеристикой широко применяют для регулировки громкости звука, так как человеческое ухо хорошо различает изменение громкости тихих звуков и плохо громких звуков.

Этим параметром пренебрегать не следует. Нужно заметить, что международные символы не соответствуют нашим, но это нетрудно запомнить, так как буквы, обозначающие линейную и логарифмическую зависимость, у них используются строго наоборот.

Если есть сомнения по поводу кодовой маркировки и характеристики потенциометра, то их легко рассеять с помощью тестера или мультиметра. Для определения характеристики потенциометра, устанавливаем его движок в среднее положение и делаем два замера омметром.

Если получаем близкие результаты, то это потенциометр с линейной зависимостью. Если не удаётся найти резистор переменного сопротивления с нужной длиной вала, то можно позаимствовать вал у оригинального потенциометра.

Часто в усилителях низкой частоты используется режим тонкоррекции, позволяющий компенсировать ухудшение восприятия низких частот, при снижении уровня громкости сигнала. Для этих целей применяют специальные потенциометры с дополнительными выводами. Если найти замену для такого потенциометра не удаётся, то дополнительные выводы можно добавить самостоятельно. Имя обязательно. E-mail не предаётся огласке обязательно. Вебсайт не обязательно. Оповещать о новых комментариях по почте. Права на все материалы, размещённые в блоге, принадлежат Юрию Шалаеву.

Копирование запрещено! Сделай сам своими руками О бюджетном решении технических, и не только, задач. Поиск по сайту. Карта сайта Контакты Подписка Links. Какой потенциометр купить для замены неисправного? Это адреса, которые я посещал недавно, чтобы убедиться, что это серьёзные, солидные компании, а не всякий трэш. По привлекательной цене лестницы на второй этаж минск для ваших нужд. Если новости тут закончились, то можете перейти на другую страницу, нет ничего проще!

Нашли ошибку в тексте? Добавить свое объявление Загрузка Популярные статьи Мощный паяльный фен своими руками Паяльник для пайки SMD компонентов из доступных деталей Цифровой осциллограф из компьютера Импульсный блок питания из сгоревшей лампочки Как рассчитать и намотать импульсный трансформатор? Стабильный регулятор мощности Как рассчитать и намотать силовой трансформатор? Сварочный аппарат своими руками. Свежие комментарии admin к записи Укрощение мышки.

Цифровой потенциометр AD5220

Войти Регистрация. Логин: Пароль Забыли? Популярные ICO. Обзор ICO Agrotechfarm: цели, преимущества, токены. Обзор ICO fatcats. Универсальный коммутатор для ноутбуков от Baseus — обзор фото. Обзор быстрой зарядки для мобильных девайсов от Baseus.

Цифровой резистор своими руками

Тема в разделе ” Технологии радиолюбителя “, создана пользователем barns , 11 июл Войти или зарегистрироваться. Искать только в заголовках Сообщения пользователя: Имена участников разделяйте запятой. Новее чем: Искать только в этой теме Искать только в этом разделе Отображать результаты в виде тем. Быстрый поиск. Потенциометр своими руками. Из чего? Возникла необходимость сделать потенциометр самопальный. Ни у кого нет идей из чего её сделать? Пушной звер , 11 июл

Какой потенциометр купить для замены неисправного?

При поддержке РадиоКОТструктор. Цифровая паяльная станция своими руками. Вопросы и замечания по статьям и схемам, представленным на нашем сайте При поддержке РадиоКОТструктор. Re: Цифровая паяльная станция своими руками. Запустил станцию, начал экспериментировать с паяльниками.

Цифровые потенциометры

Резистор — это электрическое устройство, которое сопротивляется потоку электрического тока. Существуют как обычные постоянные резисторы с неизменным сопротивлением, так и переменные, сопротивление которых можно задавать в определенном пределе. Такие резисторы еще называют потенциометрами. Благодаря прогрессу сегодня мы можем использовать не только аналоговые потенциометры, сопротивление которых задается ручкой или ползунком, но и цифровые, в которых сопротивление определяется цифровым кодом. Цифровые потенциометры являются довольно простыми устройствами, которые можно без проблем использовать в проектах с Arduino.

Цифровой потенциометр DS1802

Цифровые потенциометры — альтернатива электромеханическим переменным резисторам. Их применение позволяет придать новые свойства электронным устройствам при одновременном уменьшении массогабаритных показателей и повышении надежности. Практически каждая электронная схема содержит элементы, предназначенные для заводской подстройки характеристик или для оперативного управления ими пользователем аппаратуры. В подавляющем большинстве случаев для этих целей предназначены переменные резисторы, номенклатура которых весьма велика. Заменой электромеханическим резисторам с подвижным контактом, имеющим ограниченный ресурс, относительно большие габариты, требующим ручной установки в необходимое положение, становятся цифровые потенциометры ЦП.

Цифровой потенциометр MCP41010, подключение к Arduino

Цифровой потенциометр своими руками

В иллюстрированной статье описаны основные конструкции переменных резисторов и даны рекомендации по их замене. Видео прилагается. В прошлом, буквально в любой радиоэлектронной аппаратуре, в качестве всевозможных регуляторов, использовались потенциометры. Благодаря удобству и простоте использования, переменные сопротивления применяются и в современных электронных приборах.

Цифровой потенциометр MCP41010, подключение к Arduino

Вход с паролем и Регистрация. Мой регион: Россия. Корзина руб. Статус заказа.

Нужны еще сервисы? Архив Каталог тем Добавить статью. Как покупать? AD – переменный резистор с цифровым управлением. Это устройство выполняет ту же электронную функцию регулирования, что и механический потенциометр или переменный резистор. На рис.

У него может быть 1 или 2 канала и дополнительные входы для сброса, выключения, а также цифровой выход для каскадирования таких устройств в цепочку по данным управления количество каналов и наличие дополнительных выводов зависит от типа корпуса устройства. Примечание: здесь дан перевод даташита [1] с акцентом на программирование и применение. Таблицы с электрическими, предельно допустимыми параметрами и параметрами диаграмм времени см. Функция выключения shutdown , активируемая программно, работает таким образом, что вывод A переменного резистора отключается, и одновременно “движок” W подсоединяется к выводу B.

Ссылка на основную публикацию