Potensiometer

Dari Wikipedia, ensiklopedia bebas

Artikel ini adalah tentang komponen listrik. Untuk alat ukur, lihat Potensiometer (alat ukur) .

Potensiometer
Sebuah potensiometer tunggal gilirannya khas
Jenis	Pasif
Simbol Elektronik
(Internasional) (US)

Potensiometer A ( / p ɵ ˌ t ɛ n ʃ saya ɒ m ɨ ər t / ), informal, pot, adalah tiga terminal resistor dengan kontak geser yang diatur membentuk pembagi tegangan ^[1] . Jika hanya dua terminal yang digunakan (satu sisi dan wiper), ia bertindak sebagai resistor variabel atau rheostat. Potensiometer biasanya digunakan untuk mengontrol perangkat listrik seperti kontrol volume pada peralatan audio. Potensiometer dioperasikan oleh suatu mekanisme dapat digunakan sebagai posisi transduser , misalnya, dalam sebuah joystick .
Potensiometer jarang digunakan untuk mengendalikan secara langsung kekuatan yang signifikan (lebih dari watt ), karena daya yang dihamburkan dalam potensiometer akan sebanding dengan daya pada beban dikendalikan (lihat saklar terbatas ). Sebaliknya mereka digunakan untuk menyesuaikan tingkat sinyal analog (misalnya Volume kontrol pada peralatan audio ), dan sebagai masukan kontrol untuk sirkuit elektronik. Misalnya, lampu dimmer menggunakan potensiometer untuk mengontrol switching dari TRIAC dan tidak langsung mengontrol kecerahan lampu.

Isi  [hide]  1 Penemuan 2 Potensiometer konstruksi 2.1 Linear potensiometer lancip Logaritma 2.2 potensiometer 3 Rheostat 4 Digital potensiometer 5 Membran Potensiometer 6 Potensiometer aplikasi 6.1 Audio kontrol 6.2 Televisi 6.3 Transduser 6.4 Perhitungan 7 Teori operasi 8 Awal paten 9 Lihat juga 10 Referensi 11 Pranala luar

[ sunting ] Penemuan

Potensiometer geser-kawat diciptakan oleh Johann Christian Poggendorff pada tahun 1841. ^[2]

[ sunting ] Konstruksi Potensiometer

Konstruksi potensiometer kawat-luka melingkar. Unsur resistif (1) dari perangkat yang ditampilkan adalah trapesium, memberikan hubungan non-linier antara resistensi dan sudut gilirannya. Wiper (3) berputar dengan sumbu (4), memberikan perlawanan berubah antara kontak wiper (6) dan kontak tetap (5) dan (9). Posisi sumbu vertikal adalah tetap dalam tubuh (2) dengan cincin (7) (bawah) dan baut (8) (atas).

Sebuah potensiometer dibangun dengan elemen resistif dibentuk menjadi sebuah busur lingkaran, dan kontak geser (wiper) perjalanan di atas busur itu. Unsur resistif, dengan terminal pada satu atau kedua ujungnya, berbentuk datar atau miring, dan umumnya terbuat dari grafit , meskipun bahan lainnya dapat digunakan. Wiper terhubung melalui kontak geser lain ke terminal lain. Pada panel potensiometer, wiper biasanya terminal pusat tiga. Untuk single-putar potensiometer, wiper ini biasanya perjalanan hanya di bawah satu revolusi di sekitar kontak. "Multiturn" potensiometer juga ada, dimana elemen resistor dapat heliks dan wiper dapat bergerak 10, 20, atau revolusi lebih lengkap, meskipun potentimeters multiturn biasanya terbuat dari unsur resistif konvensional menyeka melalui gigi cacing . Selain grafit, bahan yang digunakan untuk membuat elemen resistif termasuk kawat resistansi, karbon partikel dalam plastik, dan campuran keramik / logam yang disebut keramik logam .
Salah satu bentuk potensiometer putar disebut potensiometer String . Ini adalah potensiometer multi gilirannya dioperasikan oleh sebuah gulungan kawat melekat berbalik melawan pegas. Hal ini digunakan sebagai transduser posisi.
Dalam sebuah potensiometer geser linier, sebuah kontrol sliding disediakan bukan kontrol dial. Unsur resistif adalah strip persegi panjang, tidak setengah lingkaran seperti pada potensiometer putar. Karena slot membuka besar atau wiper, jenis potensiometer memiliki potensi lebih besar untuk mendapatkan terkontaminasi.
Potensiometer dapat diperoleh dengan baik linier atau logaritmik hubungan antara posisi slider dan perlawanan (potensiometer hukum atau " taper "). Sebuah huruf kode ("A" lancip, "B" lancip, dll) dapat digunakan untuk mengidentifikasi lancip yang dimaksudkan, tetapi definisi kode huruf adalah variabel dari waktu ke waktu dan antara produsen.
Produsen potensiometer jalur konduktif menggunakan pasta resistor polimer konduktif yang mengandung resin mengenakan keras dan polimer, pelarut, pelumas dan karbon - konstituen yang memberikan sifat konduktif / resistif. Trek yang dibuat oleh sablon paste ke sebuah substrat fenolik berbasis kertas dan kemudian menyembuhkan dalam oven. Proses curing menghapus semua pelarut dan memungkinkan polimer konduktif untuk polimerisasi dan cross link. Hal ini menghasilkan sebuah lagu tahan lama dengan hambatan listrik stabil sepanjang hidupnya bekerja. ^{[ kutipan diperlukan ]}

PCB me-mount pemangkas potensiometer, atau "trimpots", dimaksudkan untuk penyesuaian jarang.

[ sunting ] Linear potensiometer lancip

Sebuah potensiometer linier lancip memiliki elemen resistif penampang konstan, sehingga perangkat dimana perlawanan antara kontak (wiper) dan satu terminal akhir adalah proporsional dengan jarak antara mereka. Linear lancip menggambarkan karakteristik listrik dari perangkat, tidak geometri dari elemen resistif. Potensiometer lancip linear digunakan ketika hubungan sekitar proporsional diinginkan antara putaran poros dan rasio pembagian dari potensiometer, misalnya, kontrol yang digunakan untuk mengatur pemusatan (analog) osiloskop sinar katoda.

[ sunting ] potensiometer Logaritma

Sebuah potensiometer lancip logaritmik memiliki elemen resistif yang baik 'mengecil' dalam dari satu ujung ke ujung lainnya, atau terbuat dari bahan yang resistivitas bervariasi dari satu ujung ke ujung. Ini hasil dalam perangkat dimana tegangan output adalah fungsi logaritmik dari sudut mekanik potensiometer.
Sebagian besar (lebih murah) "log" potensiometer sebenarnya tidak logaritma, tetapi menggunakan dua wilayah ketahanan yang berbeda (tapi resistivitas konstan) untuk mendekati hukum logaritmik. Sebuah potensiometer logaritmik juga dapat disimulasikan (tidak terlalu akurat) dengan satu linier dan resistor eksternal. Potensiometer logaritmik Benar secara signifikan lebih mahal.
Potensiometer lancip Logaritma sering digunakan sehubungan dengan amplifier audio sebagai persepsi manusia volume audio logaritmik.

Sebuah potensiometer wirewound daya tinggi. Setiap potensiometer dapat dihubungkan sebagai suatu rheostat.

[ sunting ] Rheostat

Lihat juga: rheostat Cair

Cara paling umum untuk memvariasikan perlawanan di sirkuit adalah dengan menggunakan resistor variabel atau rheostat ^[3] rheostat adalah resistor variabel dua terminal. Seringkali ini dirancang untuk menangani tegangan jauh lebih tinggi dan arus. Biasanya ini dibangun sebagai resistif kawat dibungkus untuk membentuk sebuah toroida kumparan dengan wiper bergerak di atas permukaan atas toroida, meluncur dari satu putaran kawat ke depan. Kadang-kadang rheostat dibuat dari kawat luka perlawanan pada silinder panas-menolak dengan slider yang dibuat dari jumlah jari-jari logam yang ringan pegangan ke sebagian kecil dari kawat ternyata perlawanan. The "jari" dapat dipindahkan sepanjang kumparan kawat perlawanan oleh sebuah tombol geser sehingga mengubah "menekan" titik. Mereka biasanya digunakan sebagai variabel resistor pembagi potensial daripada variabel.
Setiap potensiometer tiga terminal dapat digunakan sebagai resistor variabel dua terminal dengan tidak menghubungkan ke terminal ketiga. Ini adalah praktek umum untuk menghubungkan terminal ke ujung wiper yang tidak terpakai dari jalur perlawanan untuk mengurangi jumlah variasi resistensi yang disebabkan oleh kotoran di trek.

[ sunting ] potensiometer digital

Artikel utama: potensiometer digital

Sebuah potensiometer digital adalah suatu komponen elektronik yang meniru fungsi potensiometer analog. Melalui sinyal input digital, perlawanan antara dua terminal dapat disesuaikan, seperti dalam sebuah potensiometer analog.

[ sunting ] Potensiometer Membran

Sebuah potensiometer membran menggunakan membran konduktif yang cacat oleh elemen geser ke kontak resistor pembagi tegangan. Linearitas dapat berkisar dari 0,5% sampai 5% tergantung pada proses bahan, desain dan manufaktur. Keakuratan ulangi biasanya antara 0.1mm dan 1.0mm dengan resolusi yang tak terbatas secara teoritis. Kehidupan pelayanan jenis potensiometer biasanya 1-2000000 siklus tergantung pada bahan yang digunakan selama manufaktur dan metode aktuasi; contact dan contactless (magnetik) metode yang tersedia. Banyak variasi bahan yang berbeda yang tersedia seperti PET (foil) ,, FR4 dan Kapton. Membran manuafacturers potensiometer menawarkan variasi spesifik aplikasi-linier, berputar, dan. Versi linier dapat berkisar dari 9mm ke 1000mm panjang dan berbagai versi putar dari 0 ° sampai 360 ° (multi-turn), dengan masing-masing memiliki ketinggian 0.5mm. Potensiometer membran dapat digunakan untuk penginderaan posisi. ^[4]

[ sunting ] aplikasi Potensiometer

Potensiometer secara luas digunakan sebagai kontrol pengguna, dan dapat mengontrol berbagai fungsi yang sangat luas peralatan. Meluasnya penggunaan potensiometer dalam elektronik konsumen menurun pada 1990-an, dengan kontrol digital sekarang lebih umum. Namun mereka tetap dalam banyak aplikasi, seperti kontrol volume dan sebagai sensor posisi.

[ sunting ] DNS Audio

Potensiometer linear ("fader")

Salah satu penggunaan yang paling umum untuk daya rendah yang modern potensiometer adalah perangkat kendali sebagai audio. Kedua potensiometer linier dan potensiometer putar secara teratur digunakan untuk mengatur kenyaringan, redaman frekuensi dan karakteristik lain dari sinyal audio.
The 'log pot' digunakan sebagai kontrol volume pada audio amplifier , di mana ia juga disebut sebagai "panci lancip audio", karena amplitudo respons dari manusia telinga juga logaritmik. Hal ini memastikan bahwa, pada kontrol volume ditandai 0 sampai 10, misalnya, pengaturan dari 5 suara setengah keras seperti pengaturan 10. Ada juga sebuah panci anti-log atau terbalik lancip audio yang hanya kebalikan dari potensiometer logaritmik. Hal ini hampir selalu digunakan dalam konfigurasi bersekongkol melawan dengan potensiometer logaritmik, misalnya, dalam mengontrol keseimbangan audio.
Potensiometer digunakan dalam kombinasi dengan jaringan filter yang bertindak sebagai kontrol nada atau equalizers .

[ sunting ] Televisi

Potensiometer dulunya digunakan untuk mengontrol kecerahan gambar, kontras, dan respon warna. Potensiometer Sebuah sering digunakan untuk mengatur "terus vertikal", yang mempengaruhi sinkronisasi antara sirkuit menyapu internal penerima (kadang-kadang Multivibrator ) dan sinyal gambar yang diterima, bersama dengan hal-hal lain seperti audio-video operator offset, tuning frekuensi (untuk push tombol set) dan sebagainya.

[ sunting ] Transduser

Potensiometer juga sangat banyak digunakan sebagai bagian dari perpindahan transduser karena kesederhanaan konstruksi dan karena mereka dapat memberikan sinyal keluaran yang besar.

[ sunting ] Perhitungan

Pada komputer analog , potensiometer presisi tinggi yang digunakan untuk skala hasil antara oleh faktor-faktor konstan yang diinginkan, atau untuk mengatur kondisi awal untuk perhitungan. Sebuah potensiometer bermotor dapat digunakan sebagai generator fungsi , menggunakan kartu resistensi non-linear untuk memasok perkiraan fungsi trigonometri. Sebagai contoh, mungkin merupakan poros rotasi sudut, dan rasio pembagian tegangan dapat dibuat sebanding dengan kosinus dari sudut.

[ sunting ] Teori operasi

Sebuah potensiometer dengan beban resistif, menunjukkan resistor tetap setara untuk kejelasan.

Potensiometer dapat digunakan sebagai pembagi tegangan untuk mendapatkan tegangan output secara manual disesuaikan pada slider (wiper) dari tegangan input tetap diterapkan di kedua ujung potensiometer. Ini adalah penggunaan paling umum dari mereka.
Tegangan R _L dapat dihitung dengan:

Jika R _L adalah besar dibandingkan dengan resistensi lain (seperti masukan ke penguat operasional ), tegangan output dapat didekati dengan persamaan sederhana:

(Membagi seluruh oleh R _L dan membatalkan istilah dengan R _L sebagai penyebut)
Sebagai contoh, asumsikan

, , , Dan

Karena resistansi beban besar dibandingkan dengan resistensi lain, tegangan output _L V akan kira-kira:

Karena resistansi beban, bagaimanapun, itu benar-benar akan sedikit lebih rendah: ≈ 6,623 V.
Salah satu keuntungan dari pembagi potensial dibandingkan dengan resistor variabel secara seri dengan sumber adalah bahwa, sementara resistor variabel memiliki ketahanan maksimum di mana beberapa saat ini akan selalu mengalir, pembagi dapat bervariasi tegangan output dari maksimum (V _S) untuk tanah (nol volt) sebagai wiper bergerak dari satu ujung potensiometer yang lain. Ada, bagaimanapun, selalu sejumlah kecil resistansi kontak .
Selain itu, tahanan beban sering tidak diketahui dan karena itu hanya menempatkan resistor variabel secara seri dengan beban bisa memiliki efek yang dapat diabaikan atau efek berlebihan, tergantung pada beban.

[ sunting ] Awal paten

• 131.334 paten AS , Thomas Edison , "melingkar kawat resistansi rheostat", yang diterbitkan 1872/09/17
• Maria Hallock-Greenewalt menciptakan jenis rheostat nonlinier untuk digunakan dalam alat musik visual-nya, Sarabet ( US patent 1.357.773 )