Конструкция декадной коробки сопротивления с электронным переключением

Я хотел бы разработать коробку сопротивления декады, которая использует микроконтроллер для управления сопротивлением.

Можно ли переключаться между резисторами разного номинала с помощью транзисторов? (или другой компонент?)

Ответы (3)

Транзисторы — не лучший выбор; они не могут обрабатывать переменный ток и постоянный ток только в одном направлении. Это не способ эмулировать резистор.

Я бы построил цепочку из 20 резисторов, каждый из которых вдвое больше предыдущего, поэтому 1 Ом , 2 Ом , 4 Ом , 8 Ом и т. д. Выборочно закорачивая резисторы, вы можете создать любое значение между 1 Ом и 1 М Ом только с этими 20 значениями.

Используйте герконовые реле параллельно каждому резистору.

Этому герконовому реле требуется всего 10 мА при 5 В, поэтому оно может управляться непосредственно микроконтроллером. Ник правильно указывает, что вы должны проверить, не превышает ли общий ток возможности контроллера. Но в 20 × 10 мА, мы бы остались намного ниже максимума 300 мА для ATMega8 , например.

Вы можете использовать реле с фиксацией, чтобы можно было использовать резистор без источника питания. Цена выше, чем у герконового реле (3,14 доллара против 1,20 доллара), и вам нужна либо дополнительная логика, либо удвоенное количество входов/выходов для их управления.

отредактируйте , повторите предложение jippie .
jippie предлагает использовать лестницу R-2R, так что необходимы только два разных номинала резисторов. Хотя я сразу почувствовал, что это не сработает, мне потребовалось несколько минут, чтобы понять, почему. Первая интуиция. N-битная лестничная цепь состоит из (N+1) резисторов 2R и (N-1) резисторов R. Без точных расчетов максимальное значение резистора, которое вы можете создать с их помощью, всегда меньше 2N. × R, это когда вы ставите все подряд. Наименьшее значение — когда все они параллельны, и это всегда больше, чем R / (2N). Таким образом, отношение между наибольшим и наименьшим меньше (2N) 2 , что для 20 бит это 1600, а не 2 Н , или 1048 576, как и ожидалось. Почему? Поскольку лестница R-2R является логометрической , т. е. выход зависит от соотношения между значениями двух резисторов, у вас появляется гораздо больше возможностей. Это не то, что у нас здесь; в нашей сети всего два узла, а не три. Так что жаль, но Р-2Р не получится.

Я думал о реле с фиксацией, чтобы десятичная коробка могла сохранять состояние при отключении от сети. Буферизировать микровыходы мосфетом?
@Alex - фиксирующие реле дорогие, вам придется посмотреть, чего они вам стоят. Этому герконовому реле требуется всего 10 мА при 5 В, поэтому оно может управляться непосредственно микроконтроллером и стоит всего 1,20 доллара, цена 20.
Я нашел реле с фиксацией 5 В, которое переключается при 28 мА (и до 60 Вт!) За 2,29 доллара здесь (и самое дешевое герконовое реле, которое я могу найти, стоит 1,30 австралийского доллара). Спасибо за ссылку, 10 мА довольно хорошо - я буду иметь это в виду для будущих проектов.
@Alex - 2,30 доллара - очень приятная цена, лучше, чем та, что я нашел в Digikey. Имейте в виду, что вам понадобится дополнительная логика для их управления, а не только для 28 мА.
Я с нетерпением жду испытания сдвиговых регистров/расширителей i2c/мультиплексоров!
Ток катушки 10 мА неплох для реле, но если вам нужно запитать более 5 реле одновременно, требуемый ток может превысить то, что микро может подавать или потреблять. Транзисторы, полевые МОП-транзисторы и специализированные микросхемы драйверов реле помогают. Реле с фиксацией также могут помочь, потому что их можно переключать по одному.
@Nick - верное замечание, спасибо, что подняли его. Я добавил ATMega8 в качестве примера в свой ответ, и, по крайней мере, для него это не проблема.

Да, в пределах ограничений. Полевые транзисторы с низким Rdson будут работать до тех пор, пока наименьшее сопротивление, которое вы хотите переключить, будет значительно выше, чем у Rdson, если напряжение всегда подается в одну сторону, а напряжение находится в пределах ограничений источника питания. Если вам нужно, чтобы результирующий составной резистор был более произвольным, то вам, вероятно, нужно использовать реле.

Объедините реле Стивена в его ответе с лестничной сетью R-2R . Таким образом, вам понадобятся только два резистора с разными номиналами.

Джиппи, к сожалению, это не сработает. Смотрите редактирование в моем ответе.
Вы меня несколько озадачили, но вы правы. Р-2Р не работает на сопротивление, как я имел в виду. Я сейчас пойду пристыжусь в уголочке.