Какво представлява потенциометърът?
Потенциометрите са вид електронни компоненти, предназначени за регулиране на оборотите на вентилатори с вградени ЕС мотори. Те са подходящи за управление на ЕС вентилатори, задвижки за клапи, както и други устройства, изискващи използването на аналогов 0-10 VDC, 0-20 мA или 0-100% ШИМ управляващ сигнал.
Регулатори на скоростта на ЕС двигатели
Стандартният ЕС двигател следва да се разглежда като комбинация между АС двигател и вграден регулатор на обороти (за повече информация прочетете статията „Разликата между АС и ЕС вентилатор“). За да работи безупречно този вид контролери изисква използването на информацията за въпросния двигател, чрез който искате да снабдите помещението със свеж въздух. За целта използването на стандартен потенциометър е идеалното решение за управление на стандартен ЕС двигател. В повечето случаи потенциометрите се разглеждат като регулатори на скоростта на ЕС двигатели, като стандартните регулатори на обороти следва да бъдат вградени в ЕС двигатели, докато потенциометърът следва да се използва като устройство за ръчно управление на скоростта на вентилатора. Използването на потенциометър предоставя възможност за безстъпково управление на скоростта на свързания ЕС вентилатор. Но как всъщност работи потенциометърът и как подава нужната информация за промяна на скоростта към ЕС вентилатора? Отговорът е изключително лесен: чрез използването на управляващ сигнал (или технически казано: аналогов сигнал). Чрез този сигнал можете да настроите безстъпково скоростта на вентилатора между минимално и максимално зададената скорост. Най-често срещаният тип настройка на сигнала е от 0 до 10 волта.
С други думи: потенциометърът е устройство, което преобразува позицията на въртящата се кнобка в аналогов сигнал (например 0-10 волта), който следва да се използва за настройка на скоростта на вентилатора или за управление на друго устройство. Броят на примерите е безкраен, но в ОВиК индустрията аналоговите сигнали се използват за управление на EC двигатели, електронни регулатори на обороти, задвижки за клапи, задаване на желаната температура в помещението и т.н. Нека разгледаме примера за управление на ЕС мотор в статията, като в него вентилаторът ще стои неподвижно, ако управляващият сигнал е зададен на 0 волта. Когато управляващият сигнал достигне до 10 волта, вентилаторът ще ускори (безстъпково) до максималната скорост.
Различни видове аналогови сигнали за управление на скоростта на вентилатора
В ОВиК индустрията има най-различни видове аналогови сигнали за управление, като всеки един от тях има своите предимства и недостатъци при използването им. Типа устройство, което ще се управлява от сигнала, определя и типа сигнал, като в някои случаи имаме богат избор.
Някои от най-използваните аналогови сигнали са:
- Напрежение (напр. 0—10 волта) – Този тип аналогови сигнали използват различно напрежение, за да разпределят получената информация към вентилатора. ЕС двигателят следва да разпознае вида напрежение от аналоговия сигнал и да определи желаната скорост спрямо сигнала. Този тип аналогов сигнал е изключително популярен в ОВиК индустрията, защото може да се засече и измери посредством волтметър, което пък от своя страна води до разрешаването на редица проблеми, свързани с подаваното напрежение. Недостатъците при използването на аналоговия сигнал е дължината на кабелите, чрез които следва да свържете устройствата, а те трябва да са къси поради електрическото съпротивление на проводниците (при използването на по-дълги кабели, напрежението намалява). Това мигновено води до понижаване на точността на измерване. Ако вземем примера с ЕС двигателя, в този случай ще е невъзможно за скоростта да достигне минималната точка на въртене на вентилатора, ако кабела, през който преминава сигнала, е много дълъг и по този начин сигналът не може да достигне максималната си стойност от 10 волта.
- Електрическо съпротивление (напр. от 0 до 10 kΩ) – Това е може би най-често срещаният начин за установяване на комуникация между устройствата в света на електрониката. Между другото, потенциометърът също може да се използва и като електрически компонент с променлива стойност на съпротивлението (повече за това ще прочетете по-надолу в статията). ЕС двигателят следва да работи на предварително зададената скорост спрямо стойността на съпротивлението на аналоговия сигнал. И все пак, колкото по-дълъг е кабела между потенциометъра и ЕС моторът, толкова по-неточни ще са стойностите и информацията, подадена към вентилатора, затова винаги използвайте по-къси кабели.
- Сигнали за тока (напр. 4—20 мА) — Това са аналогови сигнали, които преобразуват тока, за да изпращат стойности към вентилатора. ЕС двигателят следва да определи подходящата скорост на вентилатора спрямо тока от аналоговия сигнал. Колкото повече милиампера биват отчетени, толкова по-висока следва да е скоростта. В този случай, максималната скорост на двигателя е 20 мА. Ползата от използването на този вид сигнали е, че дори при наличието на по-дълги кабели, точността на измерване не се нарушава. Повишеното съпротивление на кабелите и зададеният ток не се променят. Откриването на възможни проблеми е по-сложно, защото токът е по-труден за измерване от напрежението, но в случай на прекъсване на кабела, стойността мигновено е 0 мА, тъй като минималната стойност на аналоговия сигнал е 4 мА.
- Честотни управляващи сигнали (напр. широчинно-импулсна модулация или съкратено ШИМ) — Този тип аналогови сигнали се наричат още „импулсна модулация“, т.е. носещият сигнал се излъчва под формата на поредица от импулси и се променят параметрите на тази поредица (амплитуда, честота, фаза, широчина). Електродвигателят получава постоянна серия от електрически импулси, като скоростта на електромотора се определя спрямо честотата и продължителността на импулсите. Този вид аналогов сигнал не може да се промени поради увеличаване на електрическото съпротивление или спад в напрежението поради по-дългите свързващи кабели. Необходима е по-усъвършенствана електроника за правилно интерпретиране на импулсната модулация, а откриването на възможни проблеми също не е толкова лесно.
Като заключение можем да приемем, че всеки аналогов сигнал може да прехвърля информация или определени стойности между свързаните в една верига устройства. Разликата между видовете е, че те прехвърлят отчетените стойности по различен начин. Управляващите сигнали на напрежението и съпротивлението са изключително опростени и подходящи за кратки разстояние между свързаните устройства, докато управляващите сигнали на тока и честотата са по-сложни и подходящи за по-дълги разстояния между свързаните устройства.
Потенциометър – универсален електрически компонент
Потенциометърът представлява електрически компонент с три извода, който служи като резистор или разпределител на напрежението. Състои се от елемент на съпротивлението, плъзгащ или въртящ се контакт и три извода. Два от изводите можете да свържете към края на елемента на съпротивлението, а последния се плъзга или върти около елемента, за да промени съпротивлението и, съответно, стойността на изхода.
Когато прилагате дадено напрежение върху дата фиксирани извода, въртящият се контакт разделя напрежението спрямо позицията си по резистивния елемент. Преместването на контакта променя съпротивлението в един сегмент на веригата, като същевременно променя съпротивлението в другия сегмент. Това регулира напрежението между чистачката и един от фиксираните изводи.
Потенциометърът често се използва в електрическите вериги с цел предоставяне на възможност на потребителите лесно да променят или настроят дадена стойност, напр. задаване на желания звук на радиото.