Потенциометр RK27 20кОм (переменный резистор) для замены регулятора громкости в HiFi УНЧ PIONEER A777

Потенциометр RK27 20кОм (переменный резистор) для замены регулятора громкости в HiFi УНЧ PIONEER A777

Российская маркировка переменных сопротивлений до 1980 года – например, СП4-18:

1. Тип изделия обозначается СП.
2. Первая цифра – разновидность материала и технология изготовления – 4.
3. Вторая – регистрационный номер типа резистора –18.

Маркировка группы по технологии изготовления и материалу:

• 1 – непроволочные тонкослойные углеродистые и бороуглеродистые;
• 2 – непроволочные тонкослойные металлопленочные и металлооксидные;
• 3 – непроволочные композиционные пленочные;
• 4 – непроволочные композиционные объемные;
• 5 – проволочные;
• 6 – непроволочные тонкослойные металлизированные.

Сейчас действует новая система маркировки переменных и подстроечных резисторов – например, РП1-46:

1. Тип изделия обозначается РП.
2. Первая цифра определяет группу по материалу резистивного элемента (1 – непроволочные, 2 – проволочные и металлофольговые).
3. Вторая цифра – регистрационный номер разработки конкретного типа сопротивления.

Внимание! Единого стандарта маркировки регулировочных резисторов не существует – маркировка импортных отличается от российской.

Таблица номиналов

Справка: По ГОСТ 103 18-80 номинальные сопротивления должны соответствовать значениям ряда, полученного умножением или делением на 1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8; умноженное на 10 в n-степени, где n – целое положительное число.

Советы по подбору переменного резистора для регулировки напряжения

• закон Ома для расчета величины переменного резистора I=U/R (ток делим на напряжение, получаем сопротивление);
• формулу для расчета мощности P=UI (напряжение умножаем на ток).

Расчет производим в амперах, вольтах и омах.

Пример: Требуется подобрать потенциометр для регулировки напряжения от 0 до 20 В, сила тока в цепи 50 мА.

1. Расчет сопротивления – 20 В /0,05А=400 Ом.
2. Расчет мощности – 20Вх0,05 А=1 Вт.

Итог – для регулировки напряжения нам требуется потенциометр 400 ом мощностью 1вт.

Основные характеристики переменных резисторов

Для стабильной работы в электрической схеме необходимо учитывать технические параметры резистивных элементов.

Номинальное (полное) сопротивление

Постоянная величина сопротивления между неподвижными контактами, ползунок выведен до упора и прижат к одному из неподвижных контактов.

Номинальная мощность

Максимальная мощность, которую резистор может рассеивать в виде тепла при длительной электрической нагрузке без изменения параметров.

Предельное рабочее напряжение

Максимальное рабочее напряжение, которое может быть приложено к выводам резистора без разрушения последнего. Зависит от длины резистивного элемента.

Температурный коэффициент сопротивления

Изменение сопротивления при изменении температуры окружающей среды на один градус.

Допуск или точность

Допустимая величина отклонения от номинального значения сопротивления – от 10 до 30 процентов.

Износоустойчивость

Число циклов передвижения подвижного контакта, при котором параметры переменного резистора остаются в пределах нормы.

Важно! Подстроечные резисторы не отличаются большим количеством циклов работы и не предназначены для частой регулировки сопротивления в отличие от переменных.

Функциональная зависимость

Зависимость изменения сопротивления резистора от угла поворота ручки или передвижения ползунка:

1. Линейная – равномерное изменение сопротивления при перемещении подвижного контакта на определенное расстояние.
2. Нелинейная (логарифмическая и обратно-логарифмическая) – плавное изменение сопротивления в начале и конце движения ползунка и скачками в середине.

Обозначение функциональных характеристик:

• А – линейная;
• Б – логарифмическая;
• В – обратно-логарифмическая.

Уровень шумов

Электрические помехи, возникающие при работе подвижного контакта, – зависят от состояния (износа) контактирующих поверхностей, степени прижатия ползунка и скорости его движения.

Принцип работы переменного резистора

Элемент электрической схемы, сопротивление которого можно изменять от нуля до номинального значения, называется переменным резистором и позволяет вручную плавно регулировать величину сопротивления для обеспечения нормальной работы остальных компонентов электрической схемы.

Устройство

Переменное сопротивление состоит из:

• резистивного элемента, который определяет номинал сопротивления, с припаянными по краям двумя фиксированными выводами для подключения в схему;
• подвижного подпружиненного третьего контакта (ползунка, бегунка), который можно передвигать по металлической или металлизированной дорожке (коллектору), уменьшая или увеличивая сопротивление;
• ручки, которая управляет регулировочным механизмом.

1. Поворотный – токопроводящий элемент выполняется в виде кольца (подковы), ползунок перемещается поворотным регулировочным механизмом при помощи специальной ручки. Поворотные резисторы могут быть однооборотные и многооборотные.
2. Движковый – величина сопротивления регулируется прямым перемещением ползунка по токопроводящему элементу.

Для чего используется

Регулируемый резистор плавно изменяет параметры электрической цепи непосредственно во время работы.

Применяется во многих электроприборах и бытовых устройствах – в качестве потенциометрических датчиков разного назначения и для регулировки громкости и тембра звука, настройки частоты радиоприема, яркости свечения светодиодов или температуры нагрева простым поворотом ручки-регулятора.

Чем отличается от подстроечного

Справка: Подстроечный резистор один из разновидностей переменного – применяется для точной подстройки отдельных узлов радиоэлектронной аппаратуры и коэффициентов передачи в измерительных устройствах типа преобразователей напряжение-частота.

Подстроечный резистор компактного размера, устанавливается непосредственно на электронной плате и применяется для вывода схемы в нужный режим только на стадии настройки и наладки, после чего фиксируется краской или клеем.

Внимание! Ручка переменного резистора выводится на лицевую панель прибора, подстроечный такой возможности не имеет.

Для регулировки подстроечного сопротивления используется отвертка, которая вставляется в специальный паз регулировочного механизма, связанного с круговым ползунком.

Схема подключения переменных резисторов

Работа переменных сопротивлений зависит от схемного соединения.

Справка: Схемное обозначение – прямоугольник со стрелкой вверху, символизирующей подвижный контакт.

Реостат

Реостат представляет собой проволочный резистор большой мощности, включается в цепь последовательно, служит для регулировки силы тока и напряжения.

Внимание! Реостат включается в цепь двумя контактами – любым крайним и подвижным.

Потенциометр

Потенциометры служат делителями напряжения, включаются в схему параллельно и позволяет регулировать напряжение от нуля до напряжения источника путем механического изменения сопротивления цепи.

Важно! При подключении потенциометра задействованы все три контакта.

Как увеличить сопротивление переменного резистора

Для увеличения сопротивления придется немного потрудиться, но можно увеличить сопротивление в два раза:

• разбирают ползунковый резистор, вынимают из него «подкову» с токопроводящим слоем:
• ножом или мелкозернистой наждачной бумагой с внешнего и внутреннего конца дорожки, по которой перемещается ползунок, аккуратно счищают часть графитового слоя.

Уменьшить сопротивление намного легче – нужно параллельно резистору подключить в цепь постоянное сопротивление.

Не работает регулятор громкости

Валкодер на панели управления автомагнитолы

В практике ремонта автомагнитол бывают случаи, когда устранение неисправности решается простой чисткой.

При длительной эксплуатации автомагнитол возникают неполадки, связанные с механическими элементами прибора. Поскольку всё управление автомагнитолой происходит через переднюю съёмную панель, то и поломке подвергаются те элементы, которые на ней установлены. Обычно это всевозможные кнопки, реже миниатюрные лампы подсветки дисплея (у более старых автомагнитол), регуляторы громкости, многоконтактный разъём, соединяющий съёмную панель с основной частью автомагнитолы.

Вы наверняка видели, что у многих автомагнитол роль регулятора громкости выполняет не набор кнопок, а валкодер. В официальной документации валкодер, как отдельную радиодеталь, принято называть энкодером, хотя по сути это одно и то же. Кроме этого данное чудо техники называют шаттлом. Но слово шаттл означает уже встроенный в прибор элемент управления, а не отдельную радиодеталь.

Так выглядит энкодер

Чем удобен валкодер?

Важно понять, что валкодер является частью цифровой электроники и служит он для ввода информации посредством поворота ручки регулятора. Всё управление происходит посредством изменения угла поворота ручки валкодера. Сам валкодер внешне очень похож на обычный переменный резистор, который ранее применялся в полуцифровых и аналоговых автомагнитолах для регулировки громкости.

Но если с помощью переменного резистора выполнялась лишь одна функция – регулировка звука, то с помощью валкодера возможна регулировка громкости звука, установка параметров низких и высоких частот, навигация по меню и многое, многое другое. Естественно, такая широкая функциональность возможна лишь с применением цифровой электроники.

Энкодеры можно встретить в любой технике, где применяется цифровое управление функциями.

Всё бы хорошо, валкодер вне всяких сомнений является очень удобным, компактным и многофункциональным. Но поскольку он имеет механические части конструкции, то рано или поздно он выходит из строя.

Так, при неисправности валкодера, наиболее часто имеет место следующая неисправность у автомагнитол:

При повороте ручки валкодера звук регулируется хаотично. Показания уровня громкости на дисплее также хаотично изменяются. При этом точная установка уровня громкости очень сложна и доставляет массу неудобств.

Что делать в случае, когда неисправен энкодер?

Заменять неисправный энкодер лучше новым, но что делать, если его нет в наличии или его трудно достать? В таком случае можно починить неисправный, правда, для устранения поломки потребуется разборка энкодера.

Устройство энкодера напоминает конструкцию обычного переменного резистора. Как уже говорилось, даже по внешнему виду они очень схожи.

Внешне энкодер очень похож на обычный переменный резистор

Обычно в энкодеры, которые применяются в цифровых автомагнитолах, встраивают микрокнопку, которая служит неким аналогом кнопки ENTER (ввода или подтверждения выбора). Эта кнопка расположена под валом регулятора (см. фото). У валкодера три вывода. Вместе с выводами от микрокнопки – 5. Также для жёсткой установки на плату предусмотрены два широких вывода от верхней планки корпуса. Они запаиваются в плату.

Энкодер в разобранном виде

Перед тем, как приступить к разборке валкодера и его чистке необходимо выпаять его из печатной платы передней панели. На первый взгляд операция простая, но на практике процесс осложняется тем, что рядом с энкодером обычно находятся мелкие SMD элементы и есть вероятность при выпайке валкодера их повредить.

Поэтому для демонтажа энкодера с печатной платы лучше воспользоваться специальным инструментом для выпайки многовыводных деталей. Подробнее об этом читайте здесь.

Разбирать валкодер стоит аккуратно без применения излишней силы. Главная задача – добраться до внутренних контактов и почистить их от грязи и окислов. Можно слегка отогнуть подвижные контакты, чтобы они лучше контактировали с фиксированными контактами при скольжении.

Чистку контактов лучше производить специальными средствами. Для этого можно использовать, например, спрей-очиститель DEGREASER. Он легко наноситься на поверхность, быстро испаряется не оставляя следов, хорошо очищает от застывшей канифоли, окислов, грязи и мелкодисперсной пыли. Спрей лучше нанести на зубную щётку в небольшом количестве и затем аккуратно почистить поверхность внутренних контактов валкодера. После этого проводим сборку валкодера и впаиваем в печатную плату.

Обычно, после проведения такой чистки валкодер работает стабильно и неисправность с хаотичной регулировкой громкости больше не проявляется.

Электронный переменный резистор

В своих самодельных поделках радиолюбители практически всегда применяют переменные резисторы для регулировки громкости или напряжения ну и естественно, каких либо других параметров. Но прибор с кнопками на лицевой панели смотрится куда более интересно и современно, чем с обыкновенными ручками-крутилками. Применения микроконтроллерного управления не всегда целесообразно в простеньких поделках, а также тяжело для новичка, а вот повторить описанный ниже электронный переменный резистор сможет, наверное, каждый.

Электронный переменный резистор

Схема имеет настолько малые габариты, что ее можно впихнуть в практически любое самодельное устройство. Она полностью выполняет функцию обыкновенного переменного резистора, не содержит дефицитных и специфических компонентов.

Основу ее составляет полевой транзистор КП 501 (или любой другой его аналог).

Нажимая кнопку SB1, мы накапливаем заряд на электролитическом конденсаторе С 1, что позволяет приоткрыть транзистор и повлиять на сопротивление на выходных клеммах схемы. Нажимая кнопку SB2, мы разряжаем конденсатор С 1, что приводит к постепенному закрыванию транзистора. При постоянном зажатии, какой либо из кнопок, изменения сопротивления производиться плавно.

Плавность регулировки такого электронного переменного резистора зависит от емкости конденсатора С 1 и номинала резистора R 1. Максимальное сопротивление, которое способна имитировать схема зависит от подстроечного резистора R 2. Схема начинает работать сразу и дополнительной настройки не требует, кроме как подстройки максимального сопротивления резистором R 2.

После отключения питания схемы, такой электронный переменный резистор не сбрасывает настройки сразу, а сопротивление схемы увеличивается постепенно, что связанно с саморазрядом конденсатора С 1. При использовании нового и качественного конденсатора С 1 настройки схемы могут продержаться около суток.

Наверное, самым востребованным применением этой схемы станет электронный регулятор громкости. Такая электронная регулировка громкости не лишена своих недостатков, но важнейшим фактором для радиолюбителей наверняка станет простота повторения.

Демонстрацию работы этой схемы смотрим ниже, ставим лайк, а также подписываемся на наши странички в соц. сетях!

Прим. В ролике электронный аналог переменного резистора настроен на 10 кОм. Используемый мультиметр Bside ADM01 имеет автоматическое переключение диапазонов и при их переключении не всегда слету определяет текущее сопротивление схемы.

Переменный резистор для регулировки громкости схема

Табличные вычисления для расчета регулятора громкости

Как уже было отмечено ранее, основное уравнение, используемое в приведенных выше программах расчета параметров регулятора громкости на языке QBASIC, может быть использовано также и для расчета с использованием крупноформатных таблиц (в том числе и в электронном виде). Большим преимуществом крупноформатных таблиц является то, что можно рассчитать точные значения резисторов, а затем рассчитать ошибку, возникающую при замене точных значений рассчитанных сопротивлений на величины, входящие в стандартные ряды номинальных значений.

Как правило, необходимо рассчитать модель, состоящую из идеального логарифмического потенциометра с сопротивлением 100 кОм, приведенного на схеме 8.8а, и нагрузки потенциометра, которую представляет резистор сеточного смещения с сопротивлением 1 МОм. К счастью, выбор таких значений сопротивлений элементов обеспечивает минимальную ошибку (были также рассчитаны 10 других вариантов соотношения сопротивлений, но полученный результат оказался хуже). Дополнительно к этому, оказалось, что небольшое изменение величины сопротивления от очевидного значения 1 кОм до значения 910 Ом дало самый лучший результат.

Стереофонический регулятор громкости данного типа был создан на основе резистора для поверхностного монтажа, имеющего точность ± 1 %, для которого затем определялось отклонение от рассчитанного значения ослабления и отклонение от баланса стереоканалов (табл. 8.3).

Как следует из таблицы, расчетное значение отклонения весьма мало, за исключением двух случаев, в которых отклонение достигло 0,06 дБ. Полученные на практике по результатам измерений значения отклонения оказались больше. Например, для шага 8 дБ на одной пластине наблюдалось отклонение 0,1 дБ от заданного значения ослабления (при этом следует учитывать, что в это значение также входит погрешность измерительного прибора). Хотя ошибка 0,1 дБ для измерительного оборудования считается недопустимой, отклонение 0,1 дБ от идеального логарифмического закона для регулятора громкости нельзя считать чем-то из рада вон выходящим явлением. Более того, максимальное отклонение от идеального согласования составляло всего 0,02 дБ.

Значения в последней строчке табл. 8.3 представляют суммарные значения сопротивлений последовательно включенных резисторов, от верхней точки цепочки до точки соединения с землей, которое для практического случая составляет 3,92 кОм и 18 Ом с допустимым отклонением 0,1 %. Полное значение сопротивления представляет критическую величину, поэтому требование для резистора с максимальным значением сопротивления — иметь допустимое отклонение от номинального значения в пределах 0,1%.

Конструкция регулятора громкости

Очень удобным обстоятельством оказалось то, что расстояния между штыревыми выводами, предназначенными для пайки элементов, у 30-позиционного переключателя «Тип 72» оказались идеально подходящими для использования резисторов с типоразмером 1206, предназначенных для поверхностного монтажа.

Простейший кондуктор, позволяющий впаивать резисторы непосредственно между выводами переключателя, может быть изготовлен без использования сложных приспособлений и инструментов. Основание кондуктора представляет кусок дерева с размерами 305 мм на 76 мм, имеющий штырь для горизонтального закрепления переключателя за поворотную ось. Второй штырь поддерживает горизонтально пинцет с защелками, который удерживает резистор в правильном положении при его пайке (рис. 8.9). При этом не требуется создавать конструкцию, обеспечивающую высокую точность изготовления, так как пинцет должен иметь возможность перемещаться и поворачиваться в нужное положение. Если концы пинцета первоначально окажутся слишком широкими, они могут быть легко подогнаны до нужного размера на наждачной насадке, зажимаемой в патрон электрической дрели (при этом необходимо использовать защитные очки).

У устанавливаемого резистора сразу припаивается только тот вывод, который расположен дальше от места установки следующего резистора (второй его конец остается свободным и припаивается к штырю переключателя одновременно с выводом следующего резистора). После пайки зажим пинцета освобождает припаянный резистор, а корпус переключателя поворачивается до совпадения концов пинцета с очередным местом, куда должен быть установлен очередной резистор. После того, как положение очередного резистора зафиксировано, производится одновременная пайка его вывода и свободного вывода предыдущего резистора. Качество пайки будет выше, если нагрев начинать со штыревого вывода переключателя и нанесения на него капли припоя до того, как для завершения процесса жало паяльника начинает прогрев выводов резисторов. Для пайки элементов, предназначенных для поверхностного монтажа, необходимо использовать припои с серебряными присадками.

Рис. 8.9 Пайка резисторов для поверхностного монтажа с применением кондуктора. Пайка очередного резистора начинается с того штыря переключателя, к которому подходит еще не припаянный конец предыдущего резистора

Данная работа весьма кропотливая и требует около получаса времени на один диск, но все-таки несколько меньше, чем при использовании резисторов с проволоченными выводами. Наиболее вероятной неприятностью в работе может оказаться потеря правильного места в таблице и установка резистора с неправильным значением сопротивления, поэтому рекомендуется не забывать вычеркивать резисторы из таблицы сразу же после установки очередного и дважды проверять номинал резистора перед его установкой.

Свето-чувствительные резисторы (фоторезисторы), изготовленные на основе сульфида серы (CdS), такие, например, как ORP12, могут в порядке дискуссии рассматриваться в качестве возможных элементов для использования в регуляторах громкости. Принцип работы такого регулятора очень прост: фоторезистор освещается лампочкой накаливания, яркость которого меняется при помощи внешней регулировки. Сопротивление фоторезистора изменяется в зависимости от яркости свечения лампочки. При облучении одной лампочкой двух фоторезисторов, можно упростить задачу регулирования громкости в стереофони-ческом усилителе.

В качестве эксперимента автор установил пару резисторов ORP12 в тщательно проточенный на станке алюминиевый цилиндр с диаметром 51 мм, по одному с каждого конца, затем подогнал свето-непроницаемые заглушки на концы цилиндра. Ровно посередине цилиндра, между свето-непроницаемыми заглушками, автор установил лампочку 28 В, 40 мА. Один резистор ORP12 имел темновое сопротивление примерно 5 МОм, а второй порядка 100 кОм. При полной освещенности у одного резистора сопротивление составило 69 Ом, а у второго — 63 Ом. Очевидно, что эти устройства можно было бы использовать в качестве стереофони-ческого регулятора громкости.

После того, как сигнал синусоидальной формы с частотой 1 кГц и относительным уровнем +30 дБ был подан в цепь из последовательно включенного резистора 10 кОм и неосвещенного свето-чувствительного резистора, наблюдаемые искажения составили 1 %, при этом наблюдались искажения только 2-ой гармоники. После того когда уровень сигнала был снижен до +8 дБ (относительно уровня 2 В среднеквадрати-ческого значения, искажения снизились до уровня 0,02%. После освещения резисторов снизились как выходное напряжение, так и искажения. Этот результат легко объясним, поскольку CdS как и любой полупроводниковый материал, обладает крайне нелинейной ВАХ (проявляется на контактах металлполу-проводник) и, дополнительно, сильной температурной зависимостью сопротивления. Результаты приведены в табл. 8.4.

В классических ламповых устройствах сжатия динамического диапазона успешно используются свето-чувствительные резисторы на CdS в качестве устройств управления усилением, так как уровень искажений 0,02%, содержащих только вторую гармонику, является очень неплохим показателем для электронного устройства, управляющего усилением. Но регулятор громкости не нуждается в высоком быстродействии и применении электронных средств управления усилением, поэтому возникает естественный вопрос, а стоит ли использовать относительно плохое слежение даже при уровне искажений 0,02%?