Как работает переменный резистор автомагнитолы
Эта неисправность вызывает немалые трудности при использовании автомобильной мультимедийной системы. Необходимо выполнить ремонт магнитолы, если не убавляется звук.
Если не регулируется громкость
На старых магнитолах звук может совсем не регулироваться из-за износа токопроводящего слоя переменного резистора, который играет роль регулятора громкости. В этом случае при вращении ручки в динамиках будет прослушиваться сильный треск либо звук будет пропадать вовсе, если регулятор не работает.
Ты водитель автомобиля?! Тогда ты сможешь пройти этот простейший тест и узнать . Перейти к тесту »
Перед установкой нового регулятора следует очистить плату передней панели.
Новый энкодер припаивается с помощью паяльника, рассчитанного для монтажа многоконтактных деталей.
Перед заменой резистивного регулятора громкости для магнитолы надо определить сопротивление и количество выводов. Новая деталь должна иметь такие же параметры. Если нужный резистор не удается найти, новый нештатный регулятор устанавливается отдельно и подключается экранированным кабелем. Ремонт регулятора громкости автомагнитолы своими руками заключается в натирании токопроводящего слоя карандашом марки Т и подгибе подвижной части резистора для восстановления контакта.
Почему вырубается магнитола при увеличении громкости
Когда напряжение питания становится недостаточным, магнитола выключается. После повторного включения все настройки сохраняются. Есть также и другие причины, по которым магнитола может вырубаться при повышении громкости:
- использование неподходящих динамиков, например с чрезмерно низким сопротивлением;
- неправильное подсоединение громкоговорителей;
- неплотный контакт штырьков коннектора или попадание пыли и грязи;
- чрезмерное перекручивание проводов;
- повреждение акустической проводки или ее замыкание на массу.
В этом случае будет срабатывать встроенная защита от перегрева и перегрузки. Для устранения этой неполадки следует вначале проверить проводку питания головного устройства. При длительной работе магнитолы на повышенной громкости будут нагреваться поврежденные или неплотные участки проводки. Их нужно удалить, а затем заново подключить магнитолу к бортовой сети. Для этого используются цельные куски провода толщиной не менее 1,5 мм. Следует избегать подключения к точкам, к которым подсоединено 2 и более потребителя.
Если установленная магнитола имеет высокую выходную мощность, то питание берется напрямую с клемм аккумулятора, а места соединения плотно скручиваются и тщательно пропаиваются паяльником. Для дополнительной защиты нужно предусмотреть предохранитель, рассчитанный на ток не менее 25 А. Если во время осмотра акустического кабеля обнаружились повреждения, то он подлежит замене. При прокладке любой проводки для автомагнитолы надо избегать чрезмерных изгибов и прохождения рядом с острыми и горячими деталями.
Валкодер на панели управления автомагнитолы
В практике ремонта автомагнитол бывают случаи, когда устранение неисправности решается простой чисткой.
При длительной эксплуатации автомагнитол возникают неполадки, связанные с механическими элементами прибора. Поскольку всё управление автомагнитолой происходит через переднюю съёмную панель, то и поломке подвергаются те элементы, которые на ней установлены. Обычно это всевозможные кнопки, реже миниатюрные лампы подсветки дисплея (у более старых автомагнитол), регуляторы громкости, многоконтактный разъём, соединяющий съёмную панель с основной частью автомагнитолы.
Вы наверняка видели, что у многих автомагнитол роль регулятора громкости выполняет не набор кнопок, а валкодер. В официальной документации валкодер, как отдельную радиодеталь, принято называть энкодером, хотя по сути это одно и то же. Кроме этого данное чудо техники называют шаттлом. Но слово шаттл означает уже встроенный в прибор элемент управления, а не отдельную радиодеталь.
Так выглядит энкодер
Чем удобен валкодер?
Важно понять, что валкодер является частью цифровой электроники и служит он для ввода информации посредством поворота ручки регулятора. Всё управление происходит посредством изменения угла поворота ручки валкодера. Сам валкодер внешне очень похож на обычный переменный резистор, который ранее применялся в полуцифровых и аналоговых автомагнитолах для регулировки громкости.
Но если с помощью переменного резистора выполнялась лишь одна функция – регулировка звука, то с помощью валкодера возможна регулировка громкости звука, установка параметров низких и высоких частот, навигация по меню и многое, многое другое. Естественно, такая широкая функциональность возможна лишь с применением цифровой электроники.
Энкодеры можно встретить в любой технике, где применяется цифровое управление функциями.
Всё бы хорошо, валкодер вне всяких сомнений является очень удобным, компактным и многофункциональным. Но поскольку он имеет механические части конструкции, то рано или поздно он выходит из строя.
Так, при неисправности валкодера, наиболее часто имеет место следующая неисправность у автомагнитол:
При повороте ручки валкодера звук регулируется хаотично. Показания уровня громкости на дисплее также хаотично изменяются. При этом точная установка уровня громкости очень сложна и доставляет массу неудобств.
Что делать в случае, когда неисправен энкодер?
Заменять неисправный энкодер лучше новым, но что делать, если его нет в наличии или его трудно достать? В таком случае можно починить неисправный, правда, для устранения поломки потребуется разборка энкодера.
Устройство энкодера напоминает конструкцию обычного переменного резистора. Как уже говорилось, даже по внешнему виду они очень схожи.
Внешне энкодер очень похож на обычный переменный резистор
Обычно в энкодеры, которые применяются в цифровых автомагнитолах, встраивают микрокнопку, которая служит неким аналогом кнопки ENTER (ввода или подтверждения выбора). Эта кнопка расположена под валом регулятора (см. фото). У валкодера три вывода. Вместе с выводами от микрокнопки – 5. Также для жёсткой установки на плату предусмотрены два широких вывода от верхней планки корпуса. Они запаиваются в плату.
Энкодер в разобранном виде
Перед тем, как приступить к разборке валкодера и его чистке необходимо выпаять его из печатной платы передней панели. На первый взгляд операция простая, но на практике процесс осложняется тем, что рядом с энкодером обычно находятся мелкие SMD элементы и есть вероятность при выпайке валкодера их повредить.
Поэтому для демонтажа энкодера с печатной платы лучше воспользоваться специальным инструментом для выпайки многовыводных деталей. Подробнее об этом читайте здесь.
Разбирать валкодер стоит аккуратно без применения излишней силы. Главная задача – добраться до внутренних контактов и почистить их от грязи и окислов. Можно слегка отогнуть подвижные контакты, чтобы они лучше контактировали с фиксированными контактами при скольжении.
Чистку контактов лучше производить специальными средствами. Для этого можно использовать, например, спрей-очиститель DEGREASER. Он легко наноситься на поверхность, быстро испаряется не оставляя следов, хорошо очищает от застывшей канифоли, окислов, грязи и мелкодисперсной пыли. Спрей лучше нанести на зубную щётку в небольшом количестве и затем аккуратно почистить поверхность внутренних контактов валкодера. После этого проводим сборку валкодера и впаиваем в печатную плату.
Обычно, после проведения такой чистки валкодер работает стабильно и неисправность с хаотичной регулировкой громкости больше не проявляется.
Компоненты электрической цепи
Резистор – элемент электротехнических и электронных устройств. Пассивный компонент электрической цепи оказывает сопротивление проходящему через него электрическому току – по закону Ома на нем происходит падение напряжения.
Существуют два конструктивных типа сопротивлений – постоянные и переменные резисторы.
Что такое переменный резистор рассмотрим подробнее.
Принцип работы переменного резистора
Элемент электрической схемы, сопротивление которого можно изменять от нуля до номинального значения, называется переменным резистором и позволяет вручную плавно регулировать величину сопротивления для обеспечения нормальной работы остальных компонентов электрической схемы.
Устройство
Переменное сопротивление состоит из:
- резистивного элемента, который определяет номинал сопротивления, с припаянными по краям двумя фиксированными выводами для подключения в схему;
- подвижного подпружиненного третьего контакта (ползунка, бегунка), который можно передвигать по металлической или металлизированной дорожке (коллектору), уменьшая или увеличивая сопротивление;
- ручки, которая управляет регулировочным механизмом.
- Поворотный – токопроводящий элемент выполняется в виде кольца (подковы), ползунок перемещается поворотным регулировочным механизмом при помощи специальной ручки. Поворотные резисторы могут быть однооборотные и многооборотные.
- Движковый – величина сопротивления регулируется прямым перемещением ползунка по токопроводящему элементу.
Для чего используется
Регулируемый резистор плавно изменяет параметры электрической цепи непосредственно во время работы.
Применяется во многих электроприборах и бытовых устройствах – в качестве потенциометрических датчиков разного назначения и для регулировки громкости и тембра звука, настройки частоты радиоприема, яркости свечения светодиодов или температуры нагрева простым поворотом ручки-регулятора.
Чем отличается от подстроечного
Справка: Подстроечный резистор один из разновидностей переменного – применяется для точной подстройки отдельных узлов радиоэлектронной аппаратуры и коэффициентов передачи в измерительных устройствах типа преобразователей напряжение-частота.
Подстроечный резистор компактного размера, устанавливается непосредственно на электронной плате и применяется для вывода схемы в нужный режим только на стадии настройки и наладки, после чего фиксируется краской или клеем.
Внимание! Ручка переменного резистора выводится на лицевую панель прибора, подстроечный такой возможности не имеет.
Для регулировки подстроечного сопротивления используется отвертка, которая вставляется в специальный паз регулировочного механизма, связанного с круговым ползунком.
Типы переменных резисторов
Проволочный
Состоит из трубчатого пластмассового или керамического каркаса, на который в виде однослойной обмотки уложена тонкая проволока с высоким сопротивлением (манганиновая или константановая).
По поверхности проволоки скользит металлический ползунок, который при перемещении касается следующего витка обмотки раньше, чем сойдет с предыдущего – этим обеспечивается плавность регулировки.
Для надежности контакта ползунка и токопроводящего слоя поверхность проволоки тщательно полируется.
Тонкопленочный
Состоит из каркаса в виде подковообразной диэлектрической пластины, покрытой тонкой пленкой, изготовленной из углерода, бора, металлизированных или композиционных материалов. По поверхности пленки скользит ползунок, прочно связанный с регулировочным механизмом.
Классификация по количеству контактов
- Одноэлементные – стандартные резистивные элементы с тремя контактами.
- Многоэлементные (сдвоенные, строенные, счетверенные) – количество контактов зависит от количества резистивных элементов, собранных в одном корпусе. В зависимости от вида механической связи ползунков регулирование может быть синхронным или независимым.
- С выключателем – к трем основным контактам добавлены дополнительные выводы для подключения питания, чтобы поворотом ручки можно было включать устройство и регулировать его параметры.
Основные характеристики переменных резисторов
Для стабильной работы в электрической схеме необходимо учитывать технические параметры резистивных элементов.
Номинальное (полное) сопротивление
Постоянная величина сопротивления между неподвижными контактами, ползунок выведен до упора и прижат к одному из неподвижных контактов.
Номинальная мощность
Максимальная мощность, которую резистор может рассеивать в виде тепла при длительной электрической нагрузке без изменения параметров.
Предельное рабочее напряжение
Максимальное рабочее напряжение, которое может быть приложено к выводам резистора без разрушения последнего. Зависит от длины резистивного элемента.
Температурный коэффициент сопротивления
Изменение сопротивления при изменении температуры окружающей среды на один градус.
Допуск или точность
Допустимая величина отклонения от номинального значения сопротивления – от 10 до 30 процентов.
Износоустойчивость
Число циклов передвижения подвижного контакта, при котором параметры переменного резистора остаются в пределах нормы.
Важно! Подстроечные резисторы не отличаются большим количеством циклов работы и не предназначены для частой регулировки сопротивления в отличие от переменных.
Функциональная зависимость
Зависимость изменения сопротивления резистора от угла поворота ручки или передвижения ползунка:
- Линейная – равномерное изменение сопротивления при перемещении подвижного контакта на определенное расстояние.
- Нелинейная (логарифмическая и обратно-логарифмическая) – плавное изменение сопротивления в начале и конце движения ползунка и скачками в середине.
Обозначение функциональных характеристик:
- А – линейная;
- Б – логарифмическая;
- В – обратно-логарифмическая.
Уровень шумов
Электрические помехи, возникающие при работе подвижного контакта, – зависят от состояния (износа) контактирующих поверхностей, степени прижатия ползунка и скорости его движения.
Маркировка переменных резисторов
Российская маркировка переменных сопротивлений до 1980 года – например, СП4-18:
- Тип изделия обозначается СП.
- Первая цифра – разновидность материала и технология изготовления – 4.
- Вторая – регистрационный номер типа резистора –18.
Маркировка группы по технологии изготовления и материалу:
- 1 – непроволочные тонкослойные углеродистые и бороуглеродистые;
- 2 – непроволочные тонкослойные металлопленочные и металлооксидные;
- 3 – непроволочные композиционные пленочные;
- 4 – непроволочные композиционные объемные;
- 5 – проволочные;
- 6 – непроволочные тонкослойные металлизированные.
Сейчас действует новая система маркировки переменных и подстроечных резисторов – например, РП1-46:
- Тип изделия обозначается РП.
- Первая цифра определяет группу по материалу резистивного элемента (1 – непроволочные, 2 – проволочные и металлофольговые).
- Вторая цифра – регистрационный номер разработки конкретного типа сопротивления.
Внимание! Единого стандарта маркировки регулировочных резисторов не существует – маркировка импортных отличается от российской.
Таблица номиналов
Справка: По ГОСТ 103 18-80 номинальные сопротивления должны соответствовать значениям ряда, полученного умножением или делением на 1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8; умноженное на 10 в n-степени, где n – целое положительное число.
| 1 Ом | 10 Ом | 100 Ом | 1 кОм | 10 кОм | 100 кОм | 1 МОм | 10 МОм |
| 1.5 Ом | 15 Ом | 150 Ом | 1.5 кОм | 15 кОм | 150 кОм | 1.5 МОм | 15 МОм |
| 2.2 Ом | 22 Ом | 220 Ом | 2.2 кОм | 22 кОм | 220 кОм | 2.2 МОм | 22 МОм |
| 3.3 Ом | 33 Ом | 330 Ом | 3.3 кОм | 33 кОм | 330 кОм | 3.3 МОм | 33 МОм |
| 4.7 Ом | 47 Ом | 470 Ом | 4.7 кОм | 47 кОм | 470 кОм | 4.7 МОм | 47 МОм |
| 6.8 Ом | 68 Ом | 680 Ом | 6.8 кОм | 68 кОм | 680 кОм | 6.8 МОм | 68 МОм |
Схема подключения переменных резисторов
Работа переменных сопротивлений зависит от схемного соединения.
Справка: Схемное обозначение – прямоугольник со стрелкой вверху, символизирующей подвижный контакт.
Реостат
Реостат представляет собой проволочный резистор большой мощности, включается в цепь последовательно, служит для регулировки силы тока и напряжения.
Внимание! Реостат включается в цепь двумя контактами – любым крайним и подвижным.
Потенциометр
Потенциометры служат делителями напряжения, включаются в схему параллельно и позволяет регулировать напряжение от нуля до напряжения источника путем механического изменения сопротивления цепи.
Важно! При подключении потенциометра задействованы все три контакта.
Как увеличить сопротивление переменного резистора
Для увеличения сопротивления придется немного потрудиться, но можно увеличить сопротивление в два раза:
- разбирают ползунковый резистор, вынимают из него «подкову» с токопроводящим слоем:
- ножом или мелкозернистой наждачной бумагой с внешнего и внутреннего конца дорожки, по которой перемещается ползунок, аккуратно счищают часть графитового слоя.
Уменьшить сопротивление намного легче – нужно параллельно резистору подключить в цепь постоянное сопротивление.
Советы по подбору переменного резистора для регулировки напряжения
- закон Ома для расчета величины переменного резистора I=U/R (ток делим на напряжение, получаем сопротивление);
- формулу для расчета мощности P=UI (напряжение умножаем на ток).
Расчет производим в амперах, вольтах и омах.
Пример: Требуется подобрать потенциометр для регулировки напряжения от 0 до 20 В, сила тока в цепи 50 мА.
- Расчет сопротивления – 20 В /0,05А=400 Ом.
- Расчет мощности – 20Вх0,05 А=1 Вт.
Итог – для регулировки напряжения нам требуется потенциометр 400 ом мощностью 1вт.
Ремонт переменного резистора своими руками
Из-за износа проводящего слоя и ослабления нажима подвижного контакта переменное сопротивление начинает плохо работать, генерируя «шумы», или совсем прийти в негодность.
Способы ремонта сопротивления в разобранном виде:
- С помощью простого карандаша, грифель которого состоит из чистого твердого углерода – слегка отогнуть пружину подвижного контакта, несколько раз провести грифелем по проводящему слою для восстановления последнего. Это метод более эффективен для тонкопленочных сопротивлений.
- Грифель простого карандаша растереть в пыль, смешать с литолом (или аналогичной смазкой), полученной смесью смазать дорожку, по которой движется ползунок.
Внимание! Все манипуляции с подвижным контактом делаем максимально осторожно – тонкая пластина хрупкая, если обломится, заменить невозможно.
Сопротивление в неразборном корпусе починить сложнее, но можно – просверливаем в корпусе отверстие (диаметром около 1мм), заливаем шприцом немного чистого спирта, крутим ручку. После полного испарения спирта работоспособность регулировочного элемента восстанавливается.
Для нормальной работы электрической цепи важно грамотно проанализировать условия работы всех элементов – зная характеристики, назначение, схемы подключения и условия эксплуатации, можно обеспечить надежную и долгую работоспособность регулируемых сопротивлений в бытовых приборах и электронных устройствах.
При возникновении неисправности автомагнитолы, оказывающей влияние на воспроизведение музыки, важно понять, что является источником проблемы. Причин, по которым ремонт магнитолы не убавляет звук, много.
Не регулируется громкость
Управление прибором происходит с помощью передней съемной панели, поэтому чаще ломаются элементы, установленные на ней (или лампы подсветки дисплея, различные рычаги и кнопки).
Для этого надо аккуратно извлечь энкодер из платы на передней панели с помощью инструментов для выпайки многовыводных деталей.
После этого следует разобрать регулятор громкости, чтобы добраться до внутренних контактов и почистить их. Обработка осуществляется с помощью специальных спреев и зубной щетки или другого похожего приспособления. Потом надо собрать энкодер и впаять его в печатную плату.
Если ремонт регулятора громкости автомагнитолы не решил проблему, следует заменить валкодер.
Вырубается или пропадает звук при увеличении громкости
Частой причиной того, что по мере роста громкости пропадает звук, является заводской брак: дефекты внутри микросхем, которые вызывают проблемы в работе прибора.
Если при проверке вольтметром оказалось, что при увеличении громкости на схему магнитолы подается напряжение менее 12В, то звук пропадает из-за того, что устройству не хватает питания. Это может быть вызвано неисправностью аккумулятора или недостаточной мощностью аккумуляторной батареи. Поможет устранить неполадки замена проводки аккумулятора или установка конденсаторов.
Когда они уже установлены, надо проверить конденсаторы в основной цепи питания автомагнитолы и заменить из при обнаружении поломки. Они ставятся, если нет возможности провести питание от аккумуляторной батареи. В таком случае следует проложить провод от аккумулятора и большого сечения.
Внезапные отключения устройства могут быть вызваны неправильным подключением проводов динамиков к разъемам автомагнитолы. Когда владелец автомобиля заводит двигатель, происходит замыкание в проводах с входом в штекер. Чтобы устранить проблему, достаточно проверить уровень контакта и вставить плотнее штекеры динамиков в разъемы автомагнитолы.
Повреждение проводов, соединяющих магнитолу с динамиками, тоже может стать причиной проблем с воспроизведением музыки. Они могут быть передавлены или перекручены. Возможно достаточно будет вернуть провода в правильное положение. Если они сильно повреждены, то лучше будет заменить проводку.
На некоторых магнитолах есть защита от перенапряжения, которая срабатывает при резком повышении мощности. Так как усиление громкости вызывает увеличение потребления энергии из аккумуляторной батареи, звук автоматически отключается. Если убрать эту защиту, магнитола может сгореть. Лучше установить между ней и динамиком усилитель звука. Предохранитель также срабатывает, когда сечение проводов не выдерживает нагрузки. В таком случае замена проводов на более толстые поможет избежать отключения автомагнитолы при увеличении громкости звука.
Моргает дисплей на большой громкости
Дисплей способен моргать в момент включения сильного звука при повреждении проводки или конденсаторов.
Чтобы понять, в чем причина неисправности экрана, надо разобрать магнитолу и проверить амперметром все установленные конденсаторы. Неисправные провода следует заменить.
Если конденсаторы в порядке, надо проверить провода, измерив напряжение на них амперметром (оно должно быть 6В).
Поврежденные провода лучше заменить на новые.
В случае если после принятых мер отсутствует подсветка, надо заменить мигающий диод. Чтобы выпаять штатную подсветку устройства, понадобится паяльник. Из новой лампы достаются 1 резистор и 2 светодиода, подтачиваются при необходимости. После этого следует вставить их в соответствующие входы и соединить диод с резистором.
Есть случаи, когда ни один из этих методов не помог в решении проблемы. Проблему могут устранить в автомастерской. Специалист может посоветовать заменить магнитолу, если это будет целесообразно.
Регулировка громкости звуковой системы, фиксация положения пальца на сенсорном экране и определение появления в автомобиле человека – вот всего лишь несколько примеров использования переменных резисторов в повседневной жизни. Возможность изменять сопротивление – это возможность взаимодействовать, поэтому переменные резисторы можно найти во множестве вещей. (Всё, что необходимо знать о постоянных резисторах, описано в предыдущей статье).
Принципы одинаковы, но способов разделения напряжения существует довольно много. Рассмотрим, что лежит в основе верньеров, реостатов, мембранных потенциометров, резистивных сенсорных экранов, а также датчиков изгиба и растяжения.
Потенциометры, по сути – это делители напряжения. Это метод разделения заданного напряжения на меньшие значения. Согласно схеме, у потенциометра (серый) есть три точки соединения. Средняя – переменная (обозначена стрелкой), и она контактирует с материалом резистора внутри где-то в одной из точек протяжённого резистора.
Напряжение между регулируемой точкой и одной из оставшихся (концов резистора) определяется сопротивлением между ними. Если соединены только две точки, тогда у нас получится переменный резистор, или реостат.
На фото – потенциометр с цилиндрической поворотной ручкой. Круглая пластиковая ручка громкости на вашей звуковой системе прячет один из таких потенциометров. Обратите внимание на три контакта, из которых средний соединён с переменной точкой. На фото изображён новый потенциометр. А вот статья о том, как я использовал такое устройство на усилителе, сделанном из банки из-под арахисового масла.
У потенциометров может быть линейный или логарифмический диапазон сопротивления. Линейный означает, что при повороте ручки сопротивление меняется линейно. Если повернуть её на четверть, сопротивление изменится на четверть.
Но если так будет с ручкой громкости, нашим ушам покажется, что громкость растёт слишком быстро; так происходит из-за особенностей восприятия звуков мозгом. Поэтому для ручки громкости лучше использовать потенциометр, чьё сопротивление меняется логарифмически. На графике показано, как меняется громкость при повороте ручки, как для линейного, так и для логарифмического потенциометра. Некоторые потенциометры обеспечивают лишь псевдо-логарифмический рост, и они дешевле тех, что дают настоящий логарифм. Они состоят из двух линейных частей, встречающихся на 50% поворота. Их работа также отражена на графике.
Логарифмическое поведение достигается изменением формы резистивного элемента – его ширина меняется по всей длине. Поэтому потенциометры часто делят на линейно сужающиеся и логарифмически сужающиеся.
Ещё одна разновидность потенциометра – подстроечное сопротивление, или триммер. Они меньше размером, и используются на электронных платах. Подстраиваются одни обычно один раз, или очень редко – только для калибровки схемы.
Триммеры
Эквалайзер
Не все потенциометры работают с вращением. Они могут быть сделаны и в форме ползунов, как на фото с эквалайзером. Такие ползуны подвержены попаданию грязи, нарушающей их работу – именно такая проблема появилась у клавиатуры на фото (это моя клавиатура, и её ползуны действительно трудно передвигать).
Как я уже упомянул, при подсоединении только двух контактов потенциометр часто называют реостатом. Реостаты обычно используются для больших токов, и, конечно же, не только для регулировки громкости.
Чтобы работать с большими токами, они обычно делаются при помощи провода, намотанного на изолированный сердечник, по которому ходит скользящий контакт. Вспомним символ потенциометра, у которого использовано три контакта. Поскольку здесь мы подключаем два контакта, мы используем другой символ; сопротивление со стрелочкой (не подсоединённой) поперёк. На изображении ниже вы можете видеть два варианта этого символа – по стандартам IEEE и IEC.
Мембранный потенциометр состоит из гибкой диэлектрической, часто прозрачной мембраны с присоединённой снизу полоской сопротивления.
Ниже её находится основание, на поверхности которого нанесена токопроводящая дорожка. Когда палец, или другой объект прикасается к мембране, полоска устанавливает контакт с дорожкой. В результате на контактах полоски появляется напряжение. Оно зависит от того, в каком месте полоска соприкоснулась с дорожкой. Схема тут та же, что и самая первая схема на странице для потенциометра.
Сопротивление мембранного потенциометра SoftPot с сайта Sparkfun меняется линейно от 100 Ом до 10 кОм с номинальной мощностью в 1 Вт.
В случае, когда контакт не постоянен (например, он возникает только при нажатии пальцем), в схеме необходим подтягивающий резистор (к примеру, 100 кОм). Но у некоторых мембранных потенциометров есть магнит или скользящий контакт, всегда давящий на мембрану и поддерживающий постоянный контакт.
Резистивный сенсорный экран похож на мембранный потенциометр, только резистивный материал есть на обоих его слоях, причём материал прозрачный. Передняя мембрана гибкая и также прозрачная, так что палец или стилус может надавить на неё и создать контакт. Технология использовалась в некоторых дешёвых карманных компьютерах или детских игрушках. Она всё ещё применяется, но революция смартфонов произошла благодаря ёмкостным экранам, не требующим гибкой мембраны.
Для 4-проводного резистивного сенсорного экрана напряжение подаётся на верхний слой, а результат считывается с нижнего, и таким образом считывается координата X. Затем всё происходит наоборот и получается координата Y. Всё это происходит за миллисекунды, и опрос экрана проводится непрерывно.
Все подсчёты ведутся вспомогательным контроллером. Резистивные экраны не такие отзывчивые, как ёмкостные, и для высокой точности обычно требуется стилус. Используются в очень дешёвых смартфонах.
Датчики давления состоят из токопроводящего полимера, в котором есть проводящие и непроводящие частицы. Он расположен между двумя проводниками, переплетёнными, но не соединёнными. Прижимание полимера к проводникам создаёт контакт. Увеличение силы или площади нажатия увеличивает проводимость и уменьшает сопротивление. Без нажатия сопротивление конструкции может быть более 1 МОм, а точность обычно составляет около 10%. Этого достаточно для использования в музыкальных инструментах, протезах, датчиках наличия человека в машине и портативной электроники.
Гибкий датчик – это резистивный материал, например, углерод, нанесённый на гибкую мембрану. При изгибании датчика материал растягивается и сопротивление увеличивается пропорционально радиусу изгиба. Судя по одной из спецификаций, сопротивление плоского датчика в 10 кОм может удваиваться при сгибании его на 180 градусов, когда оба конца соединяются. Распространённый пример – пальцы в игровых перчатках, такие, как в контроллере Nintendo Power Glove (в одном из проектов его хакнули для управления квадрокоптером). Сгибание пальцев приводит к изменению сопротивления, показывающему степень сгиба.
Датчик растяжения работает по тому же принципу, только его сопротивление увеличивается при растяжении. Резиновый шнур с углеродом выглядит, как шнур для банджи. Судя по одному примеру с Adafruit, 6-дюймовый шнурок сопротивлением 2,1 кОм при растяжении до 10" меняет сопротивление до 3,5 кОм. Ещё один пример – проводящая нить из стальных волокон, смешанных с полиэстером, а ещё бывают датчики в виде резинок или ремней.
Читайте также: