★

Uniwersalny

potencjometr

elektroniczny

2 3 9 9

Do czego to służy?

ści, by uzyskać charakterystykę regulacji, po−

innymi zakłóceń, których źródłem jest we−

Oprócz archaicznych potencjometrów

trzebną do regulacji głośności. Nieskompli−

wnętrzna przetwornica kostki U1.

obrotowych i suwakowych, od wielu lat znane

kowany zewnętrzny układ sterujący pozwoli

Ze względu na niewielką pojemność kon−

i stosowane są analogowe, tranzystorowe po−

ustawiać potencjometr za pomocą dwóch

densatora wyjściowego C4, rezystancja ob−

tencjometry, zbudowane na bazie symetrycz−

przycisków, a ustawienia są zapamiętywane.

ciążenia dołączona do punktów B, O1, nie

nych par różnicowych. Poziom sygnału regu−

Po wyłączeniu i włączeniu zasilania suwak

powinna być mniejsza niż 47kΩ. Gdyby by−

lowany jest tam napięciem stałym. Od kilku

powraca do ostatnio zapamiętanej pozycji.

ła mniejsza (10kΩ, 22kΩ), pojemność C4 na−

lat coraz większą popularność zdobywają po−

Schemat ideowy modułu pokazany jest na

leży zwiększyć odpowiednio do 1µF, 470nF.

tencjometry cyfrowe. Zawierają one drabinkę

rysunku 2. Obwód zasilania ze stabilizato−

W żadnym wypadku rezystancja obciążenia

rezystorów, zespół przełączników i układ ste−

rem U3, diodą D3 i kondensatorem C8 umoż−

nie powinna być mniejsza niż 10kΩ.

rujący. Obecnie najbardziej znane są potencjo−

liwia zasilanie modułu dowolnym napięciem

Układ sterujący zbudowany jest w opar−

metry cyfrowe firm Dallas i Xicor. Potencjo−

stałym z zakresu 7...25V lub zmiennym

ciu o układ U2 − CMOS 4093. Gdy wejście

metry pierwszej z nich były już przedstawione

\CS (n. 7) jest w stanie niskim, umożliwiają−

na łamach EdW. Potencjometry drugiej firmy

cym pracę, każde opadające zbocze na wej−

maja tę istotną zaletę, że wszystkie wyposażo−

ściu INC (n. 1) powoduje przesunięcie suwa−

ne są w pamięć nieulotną EEPROM, dzięki

ka w kierunku zależnym od stanu wejścia

czemu potencjometr po wyłączeniu zasilania

U/D (n. 2). Przy stanie wysokim na nóżce 2

nie „zapomina” położenia suwaka.

suwak jest przesuwany w górę, czyli sygnał

Zaprezentowany uniwersalny moduł znaj−

wyjściowy wzrasta.

dzie wiele różnorodnych zastosowań, zarówno

W stanie spoczynku na wejściach bramki

w konstrukcjach projektowanych od podstaw,

U2A występują stany wysokie, a na jej wyj−

jak i przy modernizacji starszego sprzętu.

ściu stan niski. Generator z bramką U2C nie

Model wyposażony w „logarytmiczną”

Rys. 1 Schemat blokowy

pracuje. Na wyjściu bramki U2B panuje stan

kostkę X9314 przeznaczony jest do regulacji

wysoki.

głośności sygnałów audio. Układ z inną kost−

6...18V. Gdy w układzie dostępne jest napię−

Naciśnięcie któregokolwiek z przycisków

ką z tej samej rodziny, może być zastosowa−

cie 5V, można nie montować stabilizatora

S1, S2 powoduje pojawienie się stanu wyso−

ny do liniowej regulacji sygnałów zmiennych

i zasilać układ bezpośrednio przez punkt P1.

kiego na wyjściu bramki U2A. W pierwszej

i stałych. Szczegóły podane są w końcowej

Wejściowy sygnał zmienny podawany

kolejności przez diodę D1 szybko naładuje

części artykułu.

jest przez kondensator C5 na „górną” koń−

się C1, bramka U2B zmieni stan i stan niski

cówkę potencjometru, czyli nóżkę 3 układu.

na wejściu \CS (n.7) zezwoli na pracę kostki

Jak to działa?

Aby uniknąć kłopotów z ewentualnymi na−

U1. Po chwili wyznaczonej przez R4C2 zo−

Rysunek 1 przedstawia uproszczony

pięciami stałymi na wejściu (punkcie A), za−

stanie uruchomiony generator U2C. Już

schemat blokowy wnętrza potencjometru

stosowano kondensator stały. Pojemność 1µF

pierwsze, krótkie naciśnięcie któregoś przy−

X9314 z interfejsem „3 wire”. Potencjometr

z

rezystancją

potencjometru

równą

cisku spowoduje pojawienie się ujemnego

w istocie składa się z zespołu wielu rezysto−

10kΩ tworzy filtr o dolnej częstotliwości

zbocza na wejściu INC (n. 1 U1) i skok su−

rów i przełączników CMOS, sterowanych za

granicznej 16Hz, co całkowicie wystarczy do

waka o jedną pozycję. Gdy przycisk będzie

pomocą licznika z pamięcią nieulotną i deko−

wszelkich zastosowań audio.

naciskany długo, pracujący generator

dera. W potencjometrach liniowych wszyst−

Sygnał z suwaka potencjometru (nóżka 5

U2C będzie przesuwał suwak, aż ten dojdzie

kie rezystory składowe są jednakowe. W po−

U1) jest podany na filtr dolnoprzepustowy

do jednej z pozycji skrajnych i tam się „za−

tencjometrach logarytmicznych rezystory nie

R6C3, który tłumi zakłócenia o częstotliwo−

trzyma”. Szybkość przesuwu suwaka przy

są jednakowe, tylko mają tak dobrane warto−

ściach powyżej 20kHz. Dotyczy to między

ciągłym naciskaniu można dobrać dowolnie,

74

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

zmieniając

wartość

R5

w

zakresie

wartość R5.

10kΩ...2,2MΩ.

Testy modelu wykazały, że na wyjściu nie

Po zwolnieniu przycisku na wyjściu

pojawiają się zauważalne zakłócenia, związa−

bramki U2A pojawi się stan niski. Kondensa−

ne z pracą wewnętrznej przetwornicy, ale na

tor C2 szybko rozładuje się przez diodę

wszelki wypadek warto pozostawić R6, C3.

i unieruchomi generator U2C, wymuszając

Moduł w wersji podstawowej może być

na jego wyjściu i nóżce1 U1 stan wysoki. Po

dowolnie wykorzystany jako cyfrowy poten−

krótkim czasie opóźnienia, wyznaczonym

cjometr dla wszelkich sygnałów audio. Kto

przez R3C1, wyjście bramki powróci do sta−

chciałby wykorzystać go do regulacji napięć

nu wysokiego. Wydawać by się mogło, że

stałych lub zawierających składową stałą, mo−

obwód z bramką U2B nie jest potrzebny,

że zewrzeć kondensatory C5, C4. W wersji

a wejście \CS (n. 7 U1) mogłoby być na sta−

podstawowej „dolny” koniec potencjometru

Rys. 3 Schemat montażowy

łe dołączone do masy. W rzeczywistości ob−

(nóżka 6 U1) jest dołączony do masy. W razie

wód z bramką U2B jest wręcz niezbędny.

potrzeby można go dołączyć do dowolnego

sterowania analogowym procesorem audio,

Zmiana stanu na \CS z L na H w chwili, gdy

innego punktu układu, byle tylko napięcie na

np. LM1036 czy TDA1524, który jest zasi−

wejście INC jest w stanie H powoduje zapa−

wszystkich wyprowadzeniach potencjometru

lany pojedynczym napięciem +12V, powi−

miętanie położenia suwaka w wewnętrznej,

(nóżki 3, 5, 6) zawierało się w zakresie ±5V.

nien wykorzystać liniowy potencjometr

nieulotnej pamięci EEPROM. Oznacza to, że

Należy pamiętać, że w opisywanym ukła−

X9312, który przy zasilaniu pojedynczym

w tym prostym systemie zapis do pamięci

dzie zastosowano kostkę X9314 z potencjo−

napięciem +5V ma dopuszczany zakres na−

wykonywany jest po każdym naciśnięciu

metrem o charakterystyce logarytmicznej,

pięć na końcówkach 3, 5, 6 równy 0....+15V,

i zwolnieniu przycisku sterującego.

odpowiedniej do regulacji głośności. W opi−

a nie ±5V, jak wszystkie wcześniej wymie−

nione. Wtedy na nóżkę 3 cyfrowego poten−

cjometru, zamiast sygnału audio trzeba po−

dać stałe napięcie zasilające procesor

dźwięku. Napięcie stałe z suwaka (nóżka 5)

będzie podane na jedno z czterech wejść ste−

rujących procesora dźwięku.

Opisany moduł po adaptacji może też

służyć do wielu innych celów. Więcej infor−

macji na temat potencjometrów Xicor i spo−

sobów ich sterowania będzie można znaleźć

w jednym z następnych numerów EdW

w dziale Najsłynniejsze aplikacje.

Piotr Górecki

Zbigniew Orłowski

Wykaz elementów

R1,R2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..10kΩ

R3,R4 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..27kΩ

R5 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..220kΩ

R6 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3,3kΩ

C1−C

C3 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1nF

C4 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..220nF

C5 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1µF stały C7 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..470nF

Rys. 2 Schemat elektryczny

sanym uniwersalnym module można zastoso−

C6 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..100nF cceramiczny wać podobne układy z tej rodziny. Zresztą

C8 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..220µF/25V

obecnie układ X9314 nie jest już produkowa−

Montaż i uruchomienie

C9 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 100µF/16V

ny, bo został zastąpiony układem X9C303.

Układ można zmontować na płytce poka−

Ulepszony układ X9C303 ma identyczny

D1−D

D3 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1N4148

zanej na rysunku 3. Montaż nie sprawi trud−

układ wyprowadzeń i funkcje, różni się tylko

U1 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..X9314 llub X

X9C303

ności. Pod układy scalone U1, U2 można dać

ilością kroków (100 zamiast 32) oraz rezy−

U2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4093

podstawki i włożyć je na samym końcu.

stancją (30kΩ zamiast 10kΩ).

U3 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..78L05

Układ zmontowany ze sprawnych ele−

Do innych zastosowań bardziej odpowie−

S1,S2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..mikroswitch mentów nie wymaga uruchomiania i od ra−

dni będzie potencjometr o charakterystyce li−

zu będzie pracował poprawnie. Zamiast

niowej, czyli kostka X9313 (32 stopnie) lub

podstawki

przycisków na płytce, można zastosować

nowsze 100−stopniowe X9C102, 103, 104,

dowolne inne, dołączone (niezbyt długimi)

503 (odpowiednio 1kΩ, 10kΩ, 100kΩ,

przewodami.

50kΩ).

Komplet podzespołów z płytką jest

Jeśli ktoś chce, może jedynie dostosować

Gdyby jednak ktoś chciał wykorzystać

dostępny w sieci handlowej AVT jako

szybkość przesuwania suwaka, zmieniając

układ, a właściwie cztery takie układy do

kit szkolny AVT−2399

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

75