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.
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
Отсюда выходное напряжение Vвых=Vout
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.
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.
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
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!
Автор публикации
