Делитель напряжения


Делитель напряжения на резисторах

Весьма важное и распространенное в практике схемотехническое решение — делитель напряжения.

По сути делитель напряжения представляет собой два последовательно соединенных резистора и ничего более.

Сначала скажем совсем простыми словами: Делитель напряжения разделяет напряжение на две части. Одно попросту сливается на землю через выходной резистор. Второе идет к потребителю из точки соединения 1-го и 2-го резистора.

Смотрим схему ниже. Входное напряжение Vвх подается на 1-й резистор R1, выходное напряжение Vвых (и выходной ток с делителя) снимается в месте соединения двух резисторов, а второй резистор R2 сажается, (обычно, в 99% случаев), на землю.

Делитель напряжения

Делитель напряжения

Подбор/расчет резисторов для делителя напряжения

Поставим себе задачу собрать определенный делитель напряжения. Нам понадобится рассчитать два резистора для делителя напряжения таким образом, чтобы при входном питающем напряжении Vвх = 5 В, выходное напряжение  было равно Vвых=1,9 В.

Итак, с чего начать рассчитывать резисторы делителя напряжения? С закона Ома для участка цепи!

Сила тока, который будет проходить через делитель напряжения при напряжении на входе Vcc=Vвх, равна

$$ I = \frac{ V_{CC} }{R_1 + R_2} $$

Отсюда выходное напряжение Vвых=Vout

$$ V_{out} = U_2 = I \times R_2 = \frac{R_2 \cdot V_{CC}}{R_1 + R_2} $$

Понятно, что чем больше сопротивление резистора R1, тем меньше будет значение выходного напряжения, снимаемого с делителя напряжения на резисторах R1 и R2.

А теперь решим поставленную выше задачу для подбора резисторов делителя напряжения при напряжении на входе делителя = 5В и требуемом выходном напряжении с делителя = 1,9В.

Пример расчета резисторов делителя напряжения

Расчет резисторов делителя напряжения

Итак, собственно, само решение. Подбираем резисторы для делителя напряжения, исходя из вышеупомянутого закона Ома. Отношение выходного напряжения делителя ко входному будет равно 1,9 В / 5 В. Помним, что резистор R2 делителя напряжения подсоединен к земле.

Пример расчета резисторов делителя

Пример расчета резисторов делителя

Итак. Вход = 5 В. Выход = 1,9 В.

Ответ: R1 = 620 Ом. R2 = 380 Ом.

Конечно же, можно подобрать и другие резисторы, например, 62 Ома и 38 Ом или 295,26 Ом и 481,74 Ом. Главное, чтобы отношение (R2/(R1+R2)) было равно 0,38 (или 1,9/5).

Резистивные сенсоры. Считывание с резистивного делителя

В резистивных сенсорах используется все тот же делитель напряжения на резисторах, но в этом случае резистор R2 имеет переменное сопротивление. Увеличение и уменьшение которого будет изменять, соответственно, выходное напряжение Vвых

Резистивный сенсор

Резистивный сенсор

Примеры резистивного сенсора на делителе напряжения:

  • Датчик света на делителе напряжения с фоторезистором  является резистивным сенсором, следящим за освещенностью.  Сопротивление фоторезистора изменяется в зависимости от освещения этого элемента. А при изменении сопротивления R2, будет изменяться и напряжение Vвых.
  • Делитель напряжения с потенциометром. Резистор, отлично подходящий для использования в делителях напряжения. На этом элементе имеется два резистора и механизм (крутилка, ручка), изменяющий сопротивление самого потенциометра. Такой делитель напряжения отлично подойдет для регулировки громкости звуковых колонок, имеющих транзисторный усилитель.
  • Делитель напряжения с Термистором. Термистор изменяет свое напряжения в зависимости от окружающей температуры (Хотя, точнее от температуры собственного корпуса). На таком делителе получится отличный термометр.

Это лишь три примера из множества возможных вариантов применения различных видов резисторов в делителях напряжения. Датчик дыма, освещенности, температуры, скорости, давления, можно продолжать очень долго. Все это Делитель напряжения.

Считывание с резистивного сенсора, как правило, осуществляется с использованием АЦП — устройства, преобразующего аналоговое напряжение, снимаемое с выхода делителя напряжения, в цифровой параллельный код.

Делитель напряжения вместе со своим резистивным элементом реагирует на изменение определенного параметра, изменяя напряжение на выходе. И устройство, вроде микроконтроллера или ПЛИС, считывает уже цифровой код и таким образом понимает, какая температура в месте, где находится этот датчик на резистивном делителе напряжения, или какая там освещенность, или задымленность и так далее.

Считывание с резистивного сенсора — общее понятие, которое подразделяется на несколько простых действий:

1 напряжение с делителя ->

2 преобразование в цифровой код ->

3 считывание кода цифровым устройством.

Для лучшего понимания принципов работы АЦП и ЦАП, прочтите нашу статью. Там все коротко и ясно!)

Остались вопросы? Задайте в комментарии. Мы с радостью ответим и поможем Вам разобраться!

0

Автор публикации

не в сети 5 месяцев

wandrys

877
Комментарии: 1Публикации: 31Регистрация: 17-03-2016

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *