Ajustar el volumen del sistema de sonido, fijar la posición del dedo en la pantalla táctil y determinar la apariencia de una persona en un automóvil son solo algunos ejemplos del uso de resistencias variables en la vida cotidiana. La capacidad de cambiar la resistencia es la capacidad de interactuar, por lo que se pueden encontrar resistencias variables en muchas cosas. (Todo lo que necesita saber sobre resistencias fijas se describe en un artículo anterior ).

Los principios son los mismos, pero hay bastantes formas de separar el voltaje. Considere lo que se encuentra en el núcleo de verniers, reóstatos, potenciómetros de membrana, pantallas táctiles resistivas, así como sensores de flexión y tensión.

Potenciómetro

Los potenciómetros, de hecho, son divisores de voltaje. Este es un método para dividir un voltaje dado en valores más pequeños. Según el diagrama, el potenciómetro (gris) tiene tres puntos de conexión. La del medio es una variable (indicada por una flecha), y hace contacto con el material de la resistencia en algún lugar en uno de los puntos de la resistencia extendida.

El voltaje entre el punto ajustable y uno de los restantes (extremos de la resistencia) está determinado por la resistencia entre ellos. Si solo hay dos puntos conectados, obtenemos una resistencia variable o reóstato.

En la foto, un potenciómetro con un botón giratorio cilíndrico. Una perilla de volumen de plástico redonda en su sistema de sonido oculta uno de estos potenciómetros. Presta atención a tres contactos, de los cuales el medio está conectado a un punto variable. La foto muestra un nuevo potenciómetro. Y aquí hay un artículo sobre cómo usé dicho dispositivo en un amplificador hecho de una lata de mantequilla de maní.

¿Cómo cambia la resistencia del potenciómetro?

Los potenciómetros pueden tener un rango de resistencia lineal o logarítmica. Lineal significa que cuando gira la perilla, la resistencia cambia linealmente. Si lo gira un cuarto, la resistencia cambiará un cuarto.

Pero si esto sucede con la perilla de volumen, nos parecerá a nuestros oídos que el volumen está creciendo demasiado rápido; Esto se debe a las características de la percepción de los sonidos por parte del cerebro. Por lo tanto, es mejor usar un potenciómetro para la perilla de volumen, cuya resistencia cambia logarítmicamente. El gráfico muestra cómo cambia el volumen cuando gira la perilla para los potenciómetros lineales y logarítmicos. Algunos potenciómetros solo proporcionan un crecimiento pseudo-logarítmico, y son más baratos que los que dan un logaritmo real. Consisten en dos partes lineales, que ocurren en un giro del 50%. Su trabajo también se refleja en el calendario.

El comportamiento logarítmico se logra cambiando la forma del elemento resistivo; su ancho cambia a lo largo de toda la longitud. Por lo tanto, los potenciómetros a menudo se dividen en estrechamiento lineal y estrechamiento logarítmico.

Otro tipo de potenciómetro es la resistencia de ajuste, o trimmer. Son de menor tamaño y se utilizan en tableros electrónicos. Uno generalmente se sintoniza una vez, o muy raramente, solo para calibrar el circuito.

Trimmers

Equalizer

No todos los potenciómetros funcionan con rotación. Se pueden hacer en forma de controles deslizantes, como en la foto con un ecualizador. Dichos controles deslizantes son susceptibles a la suciedad que interrumpe su trabajo; este es exactamente el problema que apareció en el teclado en la foto (este es mi teclado, y sus controles deslizantes son realmente difíciles de mover).

Reostato

Como ya mencioné, cuando se conectan solo dos contactos, el potenciómetro a menudo se denomina reóstato. Los reóstatos se usan generalmente para altas corrientes y, por supuesto, no solo para el control de volumen.

Para trabajar con altas corrientes, generalmente se hacen usando un alambre enrollado alrededor de un núcleo aislado, a lo largo del cual camina un contacto deslizante. Recuerde el símbolo del potenciómetro, que utilizó tres contactos. Como aquí conectamos dos contactos, usamos un símbolo diferente; resistencia con una flecha (no conectada) a través. En la imagen a continuación puede ver dos versiones de este símbolo, de acuerdo con los estándares IEEE e IEC.

Potenciómetro de membrana

El potenciómetro de membrana consiste en una membrana dieléctrica flexible, a menudo transparente, con una tira de resistencia unida en la parte inferior.

Debajo hay una base, en cuya superficie se aplica un camino conductor. Cuando un dedo u otro objeto toca la membrana, la tira hace contacto con la pista. Como resultado, aparece voltaje en los contactos de la tira. Depende de dónde tocó la tira la pista. El circuito aquí es el mismo que el primer circuito en la página para el potenciómetro.

La resistencia del potenciómetro de membrana SoftPot del sitio web Sparkfun varía linealmente de 100 ohmios a 10 kOhms con una potencia nominal de 1 W.

En el caso de que el contacto no sea constante (por ejemplo, ocurre solo cuando se presiona con un dedo), se requiere una resistencia pull-up en el circuito (por ejemplo, 100 kOhm). Pero algunos potenciómetros de membrana tienen un imán o un contacto deslizante, que siempre presiona la membrana y mantiene un contacto constante.

Pantalla táctil resistiva

La pantalla táctil resistiva es similar a un potenciómetro de membrana, solo el material resistivo está en ambas capas y el material es transparente. La membrana frontal es flexible y también transparente, de modo que un dedo o lápiz óptico puede presionar sobre ella y crear contacto. La tecnología se utilizó en algunas computadoras de mano baratas o juguetes para niños. Todavía está en uso, pero la revolución de los teléfonos inteligentes se debió a pantallas capacitivas que no requieren una membrana flexible.

Para una pantalla táctil resistiva de 4 hilos, el voltaje se aplica a la capa superior, y el resultado se lee desde la parte inferior, y así se lee la coordenada X. Luego todo sucede al revés y se obtiene la coordenada Y. Todo esto sucede en milisegundos, y la pantalla se sondea continuamente.

Todos los cálculos son realizados por el controlador auxiliar. Las pantallas resistivas no son tan receptivas como las capacitivas, y generalmente se requiere un lápiz para una alta precisión. Utilizado en teléfonos inteligentes muy baratos.

Sensor de presión

Los sensores de presión consisten en un polímero conductor en el que hay partículas conductoras y no conductoras. Está ubicado entre dos conductores entrelazados pero no conectados. Al presionar el polímero contra los conductores se crea un contacto. Aumentar la fuerza o el área de presión aumenta la conductividad y disminuye la resistencia. Sin presionar, la resistencia de diseño puede ser superior a 1 MΩ, y la precisión suele ser de alrededor del 10%. Esto es suficiente para su uso en instrumentos musicales, prótesis, sensores para la presencia de una persona en un automóvil y dispositivos electrónicos portátiles.

Sensores flexibles y extensibles.

Un sensor flexible es un material resistivo, como el carbono, depositado en una membrana flexible. Cuando el sensor se dobla, el material se estira y la resistencia aumenta en proporción al radio de curvatura. A juzgar por una de las especificaciones, la resistencia de un sensor plano de 10 kOhm puede duplicarse cuando se dobla 180 grados, cuando ambos extremos están conectados. Un ejemplo común son los dedos en guantes de juego, como en el controlador de Nintendo Power Glove (en uno de los proyectos fue pirateado para controlar un quadrocopter). Doblar los dedos conduce a un cambio en la resistencia, que muestra el grado de doblado.

El sensor de tracción funciona según el mismo principio, solo su resistencia aumenta con la tensión. El cordón de goma con carbono parece un cordón elástico. A juzgar por un ejemplo con Adafruit, un cable de 6 pulgadas con una resistencia de 2.1 kOhm cuando se estira a 10 "cambia la resistencia a 3.5 kOhm. Otro ejemplo es un hilo conductor de fibras de acero mezcladas con poliéster, y también hay sensores en forma de bandas de goma o cinturones.

Resistencia en movimiento: lo que necesita saber sobre resistencias variables