2407 
~3 мин
Всем привет. Если, мы оглянемся назад и подытожим проделанную нами работу, то можем с уверенностью сказать следующее: проработан значительный объём теоретической информации, который подкрепляется выполнением практических (пускай и учебных) задач.
Плату Ардуино можно запрограммировать таким образом, чтобы она считывала значения напряжений из внешней схемы и выполняла, на основании полученных данных, какую-либо работу. Например, включала свет в помещении или измерив температуру/давление вкл/выкл дополнительную аппаратуру.
Сегодняшняя статья будет посвящена закону Ома, который имеет следующий вид:
напряжение (В) = ток (А) * сопротивление (Ом).
Обратим наше внимание на первую схему:
Для того, чтобы используемые в цепи элементы не вышли из строя, нужно ограничивать ток, который будет через них идти.
Схема состоит из источника питания и резистора. Напряжение источника – 5В, величина сопротивления резистора 220 Ом. На основании имеющихся данных, мы может рассчитать ток, который течёт в цепи.
- напряжение (В) = ток (А) * сопротивление (Ом).
- 5 (В) = Х (А) * 220 (Ом).
- Х (А) = 5 (В) / 220 (Ом)
- Х (А) = 0,0227 А = 22,7 мА
Переходим к немного более сложной схеме, которую мы уже использовали в одном из предыдущих уроков, а именно схема со светодиодом.
Но какой же ток будет протекать в такой схеме? На каждом элементе схемы происходит падение напряжения, это связано с тем, что радиоэлементы имеют свои внутренние сопротивления.
Суммарное падение напряжения = напряжение питания.
Особенность диодов кроется в том, что они находятся «как бы в выключенном состоянии», пока напряжение приложенное к выводам меньше определенной величины. Поэтому величина падения напряжения на диоде относительно постоянная.
У красных светодиодов падение напряжение составляет около 2,2В.
- Напряжение питание = Падение напряжение на резисторе + падение напряжение на светодиоде
- 5В = Падение напряжение на резисторе + 2,2 В
- Падение напряжение на резисторе = 2,8 В.
Теперь рассчитываем ток:
- 2,8 = I * R
- I = 2,8 / R => 2,8 / 220 = 0.012 A
Такое значение тока безопасно для светодиода. Как по мне, лучше не доводить значение тока до предельной величины, а оставлять небольшой запас.
Видоизменим схему, заменив пару "резистор-светодиод" на два резистора с номиналами сопротивлений 1к и 9к Ом.
Рассмотрим альтернативную схему, в которой установлен 10к резистор.
Величина тока: 5В/10к = 0,0005 А = 0,5 мА
Такой же ток будет протекать и в схеме с 2 резисторами, суммарное сопротивление которых равно 10к. Для расчёта падения напряжения на резисторах воспользуемся законом Ома:
- для 1к: напряжение = 0,0005А * 1000 Ом = 0,5 В;
- для 9к: напряжение = 0,0005А * 9000 Ом = 4,5В
Рассмотрим ещё один пример схемы с двумя резисторами по 5к каждый. Падение напряжение в данном случае будет составлять 2,5В на каждом резисторе.
Как вы помните, падение напряжения на резисторе с номиналом сопротивления 9к составило 4,5В, а на резисторе 1к = 0,5В…
Такие пары резисторов называются делителями напряжения. Но из-за постоянной величины сопротивления такие делители не универсальны. Более продвинутый вариант – потенциометры, вращая ручки которых пользователь изменяем баланс сопротивлений.
Потенциометр имеет три вывода. Сопротивление между крайними вывода – постоянная величина. Сопротивление же между крайним и центральным выводом задаётся вращением регулятора.
Например: сопротивления потенциометра 10к. Вывернув регулятор в крайнее положение, мы получим сопротивление равное 10к (между центральный и крайним выводом). Повернув регулятор на половину, получим сопротивление в 5к.
Сопротивление общее = сопротивление первого плеча + сопротивление второго плеча.
Что же касается формулы расчета падения напряжения, то она имеет следующий вид:
В_вых = (Ом_2/Ом_1) * В_вх,
где, Ом_2 = сопротивление второго плеча; Ом_1 = сопротивление первого плеча.
Вращая регулятор, мы изменяем величину выходного напряжения.
Используя в своих проектах потенциометры, вы сможете уйти от необходимости задания значений переменных в коде программ и устанавливать их при помощи вращения регулятора потенциометра.
На этом всё, продолжение следует...
