전위차계는 회로의 원하는 단자 사이의 전위차를 변화시키기 위한 전자 장치입니다. 응용 분야에 따라 다양한 유형의 전위차계 viz, 선형, 회전식, 아날로그 및 디지털 전위차계가 있습니다.
모든 유형의 전위차계
전위차계는 동작방식
전위차의 변화는 움직이는 접점으로 저항을 점진적으로 변화시킴으로써 달성됩니다. 따라서 전위차계는 일부 응용 분야에서 가변 저항으로도 사용됩니다. 전위차계는 시장에서 다양한 유형으로 제공됩니다. 적합한 유형은 회로의 요구 사항에 따라 선택됩니다.
전위차계 유형
이러한 모든 유형에서 균일한 저항 스트립은 전위차계의 핵심입니다. 그리고 모두 비슷한 작동 원리를 따릅니다. 회전식 전위차계는 이들 중에서 가장 널리 사용되며 볼륨 제어 부분에서 오디오 및 스테레오 시스템에 필요한 구성 요소입니다.
선형 전위차계는 일반적으로 배터리 셀의 내부 저항을 측정하는 데 사용됩니다. 디지털 전위차계는 높은 정밀도가 요구되는 상황에서 사용됩니다.
회전식 전위차계란?
회전식 전위차계에는 와이퍼 암의 위치를 제어하는 회전 손잡이가 있습니다. 균일한 저항은 반원형 구조로 되어 있으며 와이퍼는 저항을 변화시키기 위해 원을 그리며 움직입니다. 따라서 이러한 방식으로 이러한 전위차계의 회전 운동은 다양한 저항으로 변환됩니다.
이들은 산업에서 가장 널리 사용되는 전위차계입니다.
회전식 전위차계의 핀
회전식 전위차계의 작동
위의 그림은 원형 구조의 회전식 전위차계와 공급 전압을 제어하는 회전축을 보여줍니다. 이 메커니즘을 통해 회로에서 조정 가능한 공급 전압을 제공할 수 있습니다.
모든 전위차계와 마찬가지로 회전 전위차계에도 3개의 핀이 있으며, 핀 1과 핀 2는 균일한 저항에서 나오고, 핀 2는 회전축에 부착된 균일한 저항을 따라 이동하는 와이퍼에 연결됩니다. 전위차계 출력은 원형 저항의 핀과 와이퍼의 핀 중 하나에서 얻어집니다.
회전식 전위차계 용도
- 부드러운 전압 제어가 필요한 응용 분야에 주로 사용됩니다. 라디오의 볼륨 컨트롤러에서 중요한 역할을 하는 이유입니다.
- 또한 변전소 충전기의 배터리 충전 전압을 조정하는 데 사용됩니다.
회전식 전위차계의 종류
목적과 용도에 따라 6가지 유형의 회전식 전위차계가 있습니다. 각각은 다음과 같습니다.
회전식 전위차계의 종류
단일 회전 전위차계
단일 회전 전위차계는 손잡이에서 한 방향으로 회전할 수 있습니다. 회전은 전체 회전의 3/4인 약 270도에서 가능합니다.
아래 그림은 단일 회전 전위차계를 보여줍니다.
단일 회전 전위차계
단일 회전 전위차계는 다른 모든 전위차계 중에서 가장 일반적으로 사용됩니다. 이들은 일반적으로 단일 회전으로 적절한 제어 분해능을 달성하기에 충분한 경우에 사용됩니다.
다중 회전 전위차계
다중 회전과 단일 회전 전위차계의 주요 차이점은 이 모델(5,10 또는 20)에서 다중 회전이 가능하다는 것입니다. 그 결과 다른 유형에 비해 정밀도가 향상됩니다. 다중 회전 포트는 와이퍼와 나선형 또는 나선 형태를 사용하여 구성됩니다.
다중 회전 전위차계는 웜 기어로 이루어집니다.
다음 그림에서 다중 회전 전위차계의 예를 볼 수 있습니다.
다중 회전 전위차계
응용 프로그램
- 다중 회전 포트는 더 많은 정밀도와 정확도가 필요한 단일 회전 포트보다 선호됩니다.
- 웜기어 멀티 턴 포트는 PCB에서 트림 포트로 사용됩니다.
듀얼 갱 팟전위차계
듀얼 갱 전위차계는 다음 그림과 같이 단일 샤프트에 결합된 두 개의 단일 회전 전위차계로 구성됩니다. 이 포트는 두 개의 병렬 채널을 사용하여 이중 기능을 달성합니다. 두 개 이상의 갱단이 있는 전위차계는 시장에서 구할 수 있지만 그리 일반적이지 않습니다.
듀얼 갱 전위차계
응용 프로그램
이 전위차계는 두 채널에 대해 병렬로 작동할 수 있기 때문에 두 채널 간의 전위차를 병렬로 조정해야 하는 응용 분야에 사용됩니다. 따라서 듀얼 갱 포트는 스테레오 시스템의 오디오 볼륨 제어에 주로 사용됩니다.
동심 전위차계
동심 전위차계는 두 개의 전위차계가 있는 또 다른 유형의 이중 전위차계입니다. 단일 샤프트가 있는 이중 갱 포트와 달리 동심 전위차계의 저항은 두 개의 동심원 샤프트를 사용하여 개별적으로 조정됩니다. 따라서 이 냄비 전위차계에는 단일 장치에 두 개의 컨트롤이 있습니다.
동심 전위차계의 예는 아래 그림과 같습니다.
동심 전위차계
응용 프로그램
- 동심 전위차계는 일반적으로 볼륨과 톤을 단일 장치로 제어해야 하는 오디오 시스템에 사용됩니다.
- 구형 자동차의 라디오에도 사용됩니다.
서보 전위차계
이름에서 알 수 있듯이 서보 전위차계는 서보 모터에 사용됩니다. 이 포트는 서보 모터에 장착하여 공급되는 공급 전압을 자동으로 조정할 수 있습니다. 서보 포트는 아래 그림에 나와 있습니다.
서보 전위차계
응용 프로그램
- 수동 및 자동 조정이 필요한 응용 분야는 서보 포트로 충족됩니다.
- 리모콘으로 음량을 조절하는 오디오 기기는 서보 포트를 사용합니다.
프리셋 및 트리머
이러한 전위차계는 위에서 논의한 회전식 전위차계와 약간 다릅니다. 이 전위차계는 작고 PCB 친화적이며 회로에 고정되어 조정할 수 있습니다. 이 전위차계의 저항 트랙은 시멘트 또는 탄소 성분으로 만들어집니다.
회전식 와이퍼 조정은 작은 날 드라이버로 수행할 수 있습니다. 트리머는 아래 그림에 나와 있습니다.
트리머 전위차계
이 전위차계의 가장 큰 장점은 크기가 작고 저렴한 비용으로 사용할 수 있다는 것입니다. 트리머는 단일 회전 및 다중 회전 유형으로 제공되며 수명은 일반적으로 100에서 200 사이클 사이입니다.
트리머는 회로에서 가변 저항으로 사용될 때 사전 설정이라고 합니다. 이 회전식 전위차계는 일반적으로 정사각형 패키지에 장착되어 사용할 수 있습니다.
응용 프로그램
트리머는 일반적으로 교정 및 튜닝의 경우에 선호됩니다.
선형 전위차계란?
선형 전위차계는 선형 균일 저항을 갖습니다. 따라서 원형 메커니즘 대신 선형 전위차계는 저항을 변화시키기 위한 슬라이딩 접점을 가지고 있습니다. 나머지 작업은 회전식 전위차계와 유사합니다.
아래 그림과 같이 균일한 저항의 두 끝이 소스 전압에 연결됩니다. 그리고 출력은 슬라이더와 균일 저항기의 한쪽 끝에서 수집됩니다.
선형 전위차계 동작
선형 전위차계는 회로에 있는 분기의 출력 전압을 측정할 때 회전식 전위차계보다 선호됩니다. 배터리 셀의 저항을 측정하는 데 사용됩니다. 또한 배터리의 전압을 표준 셀과 비교하는 데에도 사용됩니다.
선형 전위차계의 유형
응용 분야에 따라 선형 전위차계에는 슬라이드, 양면, 다중 회전 슬라이드 및 전동 페이더 전위차계의 네 가지 유형이 있습니다.
일반적으로 사용되는 선형 전위차계의 종류
슬라이드 전위차계
일반적으로 페이더라고 하는 이 전위차계는 전도성 플라스틱으로 만들어진 선형 슬라이더입니다. 그림에서 볼 수 있듯이 이것은 가장 일반적이고 간단한 유형의 선형 전위차계입니다.
슬라이드 전위차계
응용 프로그램
- 슬라이드 포트는 일반적으로 거리 측정에 사용됩니다.
- 단일 채널 제어 애플리케이션은 슬라이드 전위차계를 사용하여 충족됩니다.
듀얼 슬라이드 전위차계
이것은 두 개의 평행한 전위차계가 내장된 슬라이드 포트 유형입니다. 따라서 두 채널을 동시에 제어하는 데 사용됩니다.
아래 그림은 듀얼 슬라이드 포트를 보여줍니다.
듀얼 슬라이드 전위차계
응용 프로그램
듀얼 슬라이드 포트는 스테레오 볼륨 제어에 자주 사용되므로 두 채널을 병렬로 제어할 수 있습니다.
멀티 턴 슬라이드 전위차계
Multi-Turn Slide 전위차계는 다중 회전을 지원하므로 더 정확합니다. 이들은 선형 전위차계 와이퍼를 작동시키는 스핀들로 구성됩니다.
응용 프로그램
다중 회전 슬라이드는 정확한 측정과 우수한 해상도를 제공하기 때문에 일반적으로 PCB에 트림팟으로 사용됩니다.
전동 슬라이드 전위차계
회전식 전위차계의 서보 포트 메커니즘은 선형 전위차계의 전동 페이더와 유사합니다. 두 경우 모두 전위차계에 내장된 서보 모터에 의해 제어가 자동으로 조정됩니다. 전동 페이더의 서보 모터는 아래 그림에서 명확하게 볼 수 있습니다.
전동식 슬라이드 전위차계
응용 프로그램
전동 페이더는 수동 및 자동 조정이 필요한 스튜디오의 오디오 믹서에 자주 있습니다.
아날로그 전위차계의 한계
아날로그 전위차계는 산업 분야에서 널리 사용되지만 몇 가지 제한 사항이 있습니다.
선형 및 회전식 전위차계는 가동 부품의 존재로 인해 마모 및 찢어짐이 심각하게 제한됩니다. 이 외에도 이러한 전위차계의 다른 단점으로는 저항 드리프트, 더 큰 크기, 진동에 대한 민감도, 와이퍼 오염 등이 있습니다. 크기가 크기 때문에 소규모 프로젝트에는 적합하지 않을 수 있습니다.
이로 인해 이러한 장치의 정확도 수준에 변동이 발생할 수 있습니다. 이러한 모든 한계는 디지털 전위차계로 보완됩니다.
디지털 전위차계란?
전위차계의 디지털 버전은 일반적으로 디지털 전위차계로 알려져 있습니다. 디지털 전위차계는 신호와 스위치를 사용하여 전자적으로 작동됩니다. 따라서 움직일 수 있는 부분이 없습니다. 이들은 종종 아래 그림과 같이 저항 브릿지를 사용하여 구성됩니다.
이러한 저항은 I2C 및 SPI와 같은 프로토콜에 의해 제어됩니다. 가상 와이퍼 버전은 모든 저항 소자 뒤에 조립된 스위치를 사용하여 digipot에서 수행됩니다.
디지털 전위차계(Digipot)의 작동
디지털 전위차계 IC
디지털 전위차계의 가장 큰 장점은 가장 정확한 측정을 제공할 수 있다는 것입니다. 다른 장점으로는 낮은 전력 손실, 높은 신뢰성 및 낮은 저항 드리프트가 있습니다.
그러나 디지털 전위차계에는 약간의 단점이 있습니다. digipot의 내부 저항은 온도 변화로 인해 달라질 수 있습니다.
응용 프로그램
- 다른 모든 전위차계와 마찬가지로 digipot은 볼륨 조절에 널리 사용됩니다.
- 회로의 Digipot을 통해 오프셋 전압을 변경할 수 있습니다.
- 시스템 교정에도 사용됩니다.
- digipot의 가변 저항은 필터 튜닝에 효과적입니다.
- 디지털 전위차계는 화면 밝기를 제어하는 데 사용됩니다.
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