Pingejagur | libahunt.ee

10/01/2016 - 21:47

Pingejagur (voltage divider) on lihtsamal juhul kompunn, kus kaks takistit on ühendatud jadamisi toitepinge ja groundi vahele. Ning kahe takisti ühenduskohast loetakse (või kasutatakse millekski) pinget. Pinge selles kohas sõltub takistite väärtustest ja toitepingest järgmise valemi järgi:

V_pingejagur = V_toide* R₂/ (R₁+R₂)

Kus R2 on GND poolne takisti.

Päriselu rakendustes ei ole R1 mitte alati ühendatud toitepingega, aga jätame selle praegu kõrvale ja räägime nendest rakendustest, kus on.

Näiteks ühendades kaks 10 kilo-oomist takitsit pingejaguriks nii, et R1 "ülemises" otsas on 5V, siis pingejaguri väljundile tekib 5V * 10 000 / (10 000 + 10 000) = 2,5V. Võrdsete takistustega takistitest tehtud pingejagur annab alati poole toitepingest.

Aga teine näide 10 kilo-oomine takisti "üleval" ja 1 kilo-oomine "all" annab: 5V *1000 / (10 000 + 1000) = 0.45V. Mis on 1/11 toitepingest. Järelikult pingejagur jagab pinge proportsionaalselt sellga, kui suure osa jaguri kogu takistusest moodustab "alumine" takisti.

Potentsiomeeter

Potentsiomeeter on kasutatav pingejagurina. Potentsiomeeter on mõtteliselt kaks takistit. Nupu keeramisel muutuvad mõlema takisti väärtused korraga ja vahemikus 0-st kuni pote kogutakistuseni. Tema "otsad" ühendatakse toitepinge ja groundiga, ning liikuv ühendus jagab potentsiomeetri sees oleva takituse kaheks mõtteliseks osaks. Näiteks 10 kilo-oomise potentsiomeetri puhul on võimalik see keerata erinevatesse asendistesse, näiteks 5K + 5K või 1K + 9K. Takistuste summa jääb see, mis on potentsiomeetri takistus, aga seda jagatakse erinevateks osadeks. Potentsiomeetrist pingejaguriga on võimalik tekitada kõiki pinge väärtusi nullist kuni toitepingeni.

Analoog andurid

Kui üks takitsi on tavaline ja teine muutuva takistusega - näiteks valgustundlik - siis saab pingejaguri pinge järgi teada, mis oludes muutuv takisti parasjagu on - ehk kui palju valgust ta peale parasjagu langeb. On olemas ka näiteks temperatuuritundlikud takistid - termistorid ehk termotakistid -, mida samamoodi kasutatakse. “Anduriks” saab muutlik takisti alles pingejaguriks ühendatuna. Teine takisti peab olema tavaline, püsiva väärtusega. Kuna siin on üks takisti püsiva takistusega ja valguse või temperatuuritundlikud takistid kunagi ei lähe nulli, siis pingejagur ei saa anda välja null ja maksimum pinget, muutlikkus toimub kusagil vahepeal.
Pingejaguri kogutakistus peab olema suur, et mitte liiga palju energiat kaotsi lasta või komponente ülearu soojaks kütta. 10 kilo-oomi ja rohkem on mõistlikud väärtused.
Klassikaline pingejagur annab enda väljundiks analoog väärtuse, mida kontroller peab vastavalt analoog sisendina lugema.

Pingejaguri erijuhtumid: pull up ja pull down

Nuppude ja lülitite ühendamisel mikrokontrolleriga lisatakse neile takisti. Selle põhjuseks on, et mitte-millegagi ühendatud sisend korjab õhust üles raadiolaineid ja loeb neist suvalisi väärtusi välja - müra. Asjaliku info kättesaamiseks peame hoolitsema, et sisend oleks alati ühendatud millegagi meie skeemis (groundi või toitepingega).

Pull down on takisti siis, kui ta on ühendatud kontrolleri sisendi ja GND vahele. Nupp on sel juhul üendatud 5V ja kontrolleri sisendi vahele. Nüüd, kui nupu poolel ei ole elektrilist ühendust, siis on sisend läbi takisti GNDga ühenduses ja seetõttu näeb 0V taset, ega korja õhust müra üles. Kui nupu vajutamisega luua elektriline ühendus 5V-ga, siis seda saab kujutleda pingejagurina, mille "ülemise" takisti takistus on null. Pinge, mis jõuab kontrolleri sisendisse siis 5V * R2 / (0 + R2) = 5V.

Pull up takisti kohta proovi ise samasugune arutlus läbi viia.

Pull up-e ja pull-down-e kasutatakse digitaalsete sisendite jaoks - neist saab lugeda vaid 2 erinevat väärtust - 0V või toitepinge, on või off, 0 või 1.

Pull up takistiga lüliti ja pull down takistiga lüliti.

Pull down takistiga nupp-lüliti. Vajutamata ja vajutatud asendis.