Potencjometr cyfrowy.pdf

Potencjometr cyfrowy

2338

Do czego to służy?

Chciałbym zaproponować moim Czy−

telnikom budowę układu wręcz śmie−

sznie prostego, a jednocześnie będącego

ciekawym i niezwykle efektownym do−

datkiem do już zbudowanego sprzętu au−

dio lub elementem aktualnie tworzonej

konstrukcji. Urządzeniem tym jest ... pod−

wójny potencjometr o charakterystyce lo−

garytmicznej. Nie chodzi mi jednak o zna−

ny wszystkim potencjometr obrotowy

lub suwakowy, jaki możemy zakupić za

drobną sumę pieniędzy w każdym skle−

pie z podzespołami elektronicznymi. Pro−

ponowany układ jest potencjometrem

półprzewodnikowym, sterowanym cyfro−

wo lub za pomocą przycisków. Jaką prze−

wagę ma taki układ nad tradycyjnym po−

tencjometrem, stosowanym od dziesią−

tków lat? Podobną, jaką ma każde u−

rządzenie elektroniczne nad swoim odpo−

wiednikiem mechanicznym, taką jaką ma

triak lub tranzystor przełączający nad

przekaźnikiem lub miernik cyfrowy nad a−

nalogowym przyrządem wskazówko−

wym. Zastosowanie proponowanego u−

kładu całkowicie wyklucza powstawania

jakichkolwiek trzasków, zakłóceń lub szu−

mów charakterystycznych dla potencjo−

metrów mechanicznych, szczególnie

tych tanich, o nienajlepszej jakości. Po−

nadto, układ potencjometru cyfrowego

zapewnia idealną powtarzalność usta−

wień, oczywiście za cenę ograniczenia

płynności regulacji do skończonej ilości

kroków.

Układ ma też inną istotną wadę − po

wyłączeniu zasilania zapomina nastawy

potencjometru. Przy następnym włącze−

niu ustawiony jest na zero.

Układ potencjometru cyfrowego może

znaleźć zastosowanie w sprzęcie audio,

takim jak wzmacniacze lub miksery. Jego

wykonanie nie przysporzy trudności na−

wet zupełnie „zielonym“ konstruktorom

a zakup potrzebnych do jego wykonania

części nie zakłóci z pewnością równowa−

gi niczyjego budżetu domowego.

Może być sterowany albo za pośredni−

ctwem 3−przewodowego interfejsu sze−

regowego albo przycisków. Interfejs 3−

przewodowy jest przeznaczony do

współpracy z mikroprocesorem, umożli−

wiając odczyt i zapis pozycji „suwaka“

potencjometru. Układy DS1802 mogą

być łączone łańcuchowo. Rysunek 2

przedstawia schemat blokowy układu

DS1802.

Po włącze−

niu zasilania

port szerego−

wy stabilizuje

się i uaktywnia

w ciągu 10 mi−

krosekund.

Wejścia inter−

fejsu steruj−

ącego stykami

zwiernymi

stają się aktywne po 50 milisekundach. P

włączeniu zasilania suwak znajduje się na

pozycji 63, w dolnym końcu potencjome−

tru. Pozycja 64 jest pozycją wyciszania.

Układ DS1802 może być skonfiguro−

wany do współpracy ze stykami zwierny−

mi − przyciskami. Układ posiada cztery

wyprowadzenia do podłączenia styków

zwiernych. Układ DS1802 umożliwia rea−

lizację dwóch trybów sterowania suwa−

kami: niezależny i stereo. Są one przed−

stawione w tabeli poniżej (funkcje wyko−

rzystywane w naszym układzie są zazna−

czone).

2) Funkcje wejść są określone stanem

wejścia MODE w momencie włączenia

zasilania. W prezentowanym układzie

wykorzystujemy wyłącznie tryb sterowa−

nia stereo.Ten tryb umożliwia jednoczes−

ne przemieszczanie suwaków obydwu

potencjometrów za pośrednictwem poje−

dynczego wejścia sterującego. Układ zo−

staje wprowadzony w tryb sterowania

stereo, jeśli w chwili włączenia zasilania

stan wejścia wyboru trybu MODE jest

niski.

MODE Wejście Opis funkcji

HIGH VU Podwyższenie pozycji suwaka potencjometru 0

HIGH VD Podwyższenie pozycji suwaka potencjometru 1

HIGH B0 Obniżenie pozycji suwaka potencjometru 0

HIGH B1 Obniżenie pozycji suwaka potencjometru 1

LOW VU Zwiiększeniie głłośnościi

LOW VD Zmniiejjszeniie głłośnościi

LOW B0

Ballans w prawo

LOW B1

Ballans w llewo

Zwiększanie i zmniejszanie głośności

umożliwia użytkownikowi jednoczesne

przesuwanie obydwu „suwaków“ bez

zmiany balansu względnego, czyli

„odległości“ pomiędzy suwakami. Na

przykład, jeśli suwak potencjometru 0

jest ustawiony na pozycji 28, a suwak po−

tencjometru 1 na pozycji 20, po zmianie

głośności różnica ośmiu pozycji zostanie

zachowana.

Wejścia sterowania balansem umożli−

wiają użytkownikowi sterowanie od−

stępem (przesunięciem) pomiędzy

„suwakami“ potencjometru 0 i potencjo−

metru 1. Wejścia te powodują obniżenie

pozycji odpowiedniego suwaka. Jeżeli

np. zostanie wykorzystane wejście B0,

Jak to działa?

Schemat ideowy cyfrowego potencjo−

metru został pokazany na rysunku 1. Po−

nieważ jedynym elementem czynnym u−

rządzenia jest układ scalony typu

DS1802 produkcji firmy DALLAS, wyjaś−

nienie zasady działania naszego potencjo−

metru sprowadzimy do omówienia tego

właśnie układu.

Układ DS1802 zawiera w jednej obu−

dowie dwa potencjometry 65−pozycyjne,

każdy o charakterystyce logarytmicznej.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/99

Gdy

wejście to zostanie zwarte

do masy, wyjścia suwaków

obydwu potencjometrów

zostaną połączone z dolny−

mi wyprowadzeniami od−

powiednich potencjome−

trów. Powtórne zwarcie do

masy przywraca pozycję

suwaka do stanu poprze−

dzającego wyciszenie. Przy

pracy z przyciskami wyci−

szanie jest również wy−

łączane, jeśli zostanie ode−

brany impuls wejściowy z

któregokolwiek z wejść

sterujących. Wejście MU−

TE, tak jak wejścia przycis−

ków, jest wewnętrznie za−

bezpieczone przed drgania−

mi styków i nie wymaga

żadnych elementów odkłó−

cających. Po włączeniu za−

silania, pierwsze zadziała−

nie wejścia wyciszania

spowoduje wewnętrzne

zwarcie suwaków z?dolnymi końcami

drabinek rezystorów.

Układ DS1802 posiada jeszcze

wiele innych interesujących funkcji i u−

możliwia sterowanie przez interfejs trój−

przewodowy. Wyczerpujące omówienie

tej interesującej kostki przekracza ramy

tego artykułu i Kolegów zainteresowa−

nych tym tematem odsyłam do lektury

biuletynu USKA 5/96 RTV i AV. Ponieważ

DS1802 jest tylko jednym z członków li−

cznej rodziny potencjometrów cyfrowych

produkowanych przez firmę DALLAS, po−

lecam Wam także płytę CD−EP5, wydaną

przez redakcję Elektroniki Praktycznej.

Rys. 1 Schemat iideowy

to tłumienie potencjometru 0 zmieni się

tylko wtedy, jeżeli jest większe niż tłu−

mienie potencjometru 1. Ruch suwaka

potencjometru 0 będzie odbywał się w

stronę górnego końca drabinki rezysto−

rów. Ruch suwaka 0 zostanie wstrzyma−

ny, gdy tylko jego pozycja zrówna się z

pozycją suwaka 1. Od tego punktu dalsza

aktywność wejścia B0 spowoduje zwię−

kszenie tłumienia potencjometru 1. Nale−

ży pamiętać, że jeśli suwak potencjome−

tru 1 osiągnie dolny kraniec swojej dra−

binki rezystorów, dalsza aktywność wej−

ścia B0 nie spowoduje zmiany położenia

suwaków układu. W tym przypadku, jeśli

suwak potencjometru osiągnie kraniec,

do zmiany balansu będzie konieczna akty−

wność wejścia B1.

W przypadku, gdy obydwa suwaki są

ustawione na pozycji 63, wejścia balansu

nie spowodują żadnej zmiany ich pozycji.

Niezbędne jest zwiększenie głośności dla

poruszenia suwaka z dołu drabinki rezy−

storów.

Jednorazowe naciśnięcie przycisku

spowoduje przemieszczenie suwaka o

jedną pozycję. Zmiana stanu z wysokiego

na niski jest rozumiana jako początek

zwarcia styku. Pojedynczy impuls to im−

puls dłuższy niż 1ms, ale nie dłuższy niż 1

s. Kilkakrotne szybkie zwieranie styków

może być wykorzystane do względnie

szybkiego przejścia do dowolnej pozycji

suwaka. Konieczne jest tu rozdzielenie

impulsów przerwami o czasie minimal−

nym 1ms. Przy krótszych przerwach u−

kład DS1802 zinterpretuje powtarzalne

impulsy jako impuls pojedynczy.

Impuls wejściowy trwający dłużej niż

1 sekundę spowodują ruch suwaka o

jedną pozycję co każde 100ms po po−

czątkowej 1 sekundzie czasu oczekiwa−

nia. Całkowity czas przemieszczenia

wzdłuż całego potencjometru jest okreś−

lony następującym wzorem:

1sek + 63 x 100ms = 7,3sek

Układ DS1802 daje również możli−

wość szybkiego, zarówno programowo

jak i sprzętowo. Sterowanie sprzętowe

wyciszaniem układu odbywa się za poś−

rednictwem wejścia MUTE. Wyprowa−

dzenie to, podobnie jak wszystkie inne

wejścia przycisków, jest wewnętrznie

Rys. 2

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/99

podciągane w górę po−

przez rezystor 50k

Płyta ta, na której zamieszczony został

kompletny katalog firmy DALLAS jest do−

stępna w ofercie handlowej AVT.

możemy po prostu przylutować do płytki.

Obydwie płytki musimy połączyć ze sobą

za pomocą sześciu krótkich przewodów

lub srebrzanki. Połączenie to nie zostało

uwidocznione na schemacie, ponieważ

tylko niepotrzebnie zakłócałoby czytel−

ność rysunku, nie wnosząc niczego do

zasady działania urządzenia. Po przyluto−

waniu przewodów należy jeszcze dodat−

kowo połączyć ze sobą płytki za pomocą

czterech śrubek M3 i tulejek dystanso−

wych. Uzyskamy w ten sposób zwarty

pakiet, którego szczegóły wykonania są

widoczne na fotografii.

Wzmianka o tym, że układ po−

tencjometru nie wymaga jakiejkolwiek

regulacji jest chyba zbędna.

Wykaz ellementów.

Kondensatory

C1 100µF

C4, C2

Montaż i uruchomienie.

Na rysunku 3 została pokazana mozai−

ka ścieżek płytki, a właściwie dwóch ma−

łych płytek obwodów drukowanych oraz

rozmieszczenie na niech elementów. Za−

stosowanie dwóch płytek, umieszczo−

nych jedna nad drugą zostało spowodo−

wane chęcią uzyskania jak najmniejszych

wymiarów urządzenia, tak aby nowy po−

tencjometr cyfrowy mógł zostać wbudo−

wany na miejsce swojego mechaniczne−

go odpowiednika. Montaż układu wyko−

nujemy według ogólnie znanych zasad,

rozpoczynając od elementów o najmniej−

szych gabarytach a kończąc na wlutowa−

niu kondensatora elektrolitycznego, złącz

CINCH i przycisków. Pod układ scalony

warto zastosować podstawkę. Monto−

wanie złącz CINCH jest opcjonalne: jeżeli

nasz układ będzie pracował wewnątrz ja−

kiegoś urządzenia, to przewody doprowa−

dzające sygnał audio do potencjometru

100nF

C3 220µF

Półłprzewodniikii

IC1 DS1802

IC2 78L05

Pozostałłe

CON1, CON2 złącze CINCH lutowane

w płytkę*

CON3

ARK2 (3,5mm)

ny w płytkę

przycisk RESET lutowa−

* − nie wchodzą w skład kitu.

Zbiigniiew Raabe

Kompllet podzespołłów z płłytką

jjest dostępny w siiecii handllowejj

AVT jjako kiit AVT−2338

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/99

S1 ... S5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: