滑动变阻器的基本原理
滑动变阻器,从字面意思上可以理解为调节滑动块,滑动块与两极之间的电阻值会发生变化。而其实现的功能也是如此。最简单的滑动变阻器如下图所示:
相信大部分人都能看明白原理,导线是有内阻的,通过导线长度的叠加,便可得到阻值的变化。而上图结构中,通过滑块P的左右移动,AP 和BP之间的电阻值都会发生变化,且 AP 和 BP的阻值和为恒定值。利用这么个原理,再结合合适的电路设计,通过电阻分压的方式,我们便可使用芯片的ADC口获取P处的电压值,从而做各类交互逻辑。
典型应用场景
其中阻值未调参,仅看电路接线:
通过调节滑动变阻器位置,改变ADC口位置的电压值,该电压值由ADC口采集,并交由处理器做对应的逻辑处理。
各类类滑动变阻器
基于该电路,存在不少实际器件:
PCB上常用的各类电位器
严格来说,滑动变阻器属于电位器的一种。具体电位器的介绍,可以参考:电位器_百度百科 (baidu.com)
滑动变阻器的变种--各种敏感电阻
通过采用特定特性的器件制作的电阻,其阻值在对应条件改变时出现明显变化,从对外表现来说,也是电阻阻值发生改变,结合电路,可实现对应条件的检测。比如利用光敏电阻实现光照强度检测,热敏电阻实现温度检测,压力电阻实现压力值判断,湿敏电阻可实现对湿度的检测。
游戏杆
可以理解为两个正交的滑动变阻器,游戏杠位置的变化相当于在x轴和y轴上左右滑动,读取到的值相当于游戏杆当前的位置。以FJ08K为例:
该游戏杆在设计时,需要向V+/V-端给电压,并使用两路ADC分别读取X/Y端的电压,此时读到的电压为V+和V-之间的电压值,经过换算,便可换算成游戏杆当前所处的位置。
电阻式触摸框
与游戏杆类似,不过滑块用导通点代替,手指未按下时,两片导片不导通,此时读取到的电阻值为0,导通,此时Y+/Y- 端便可读出 RX+ 和RX-的阻值,同理X+/X-端便可读出RY+和RY-的阻值。也就是说。
电阻式触摸屏的工作原理是:
1. 在X+/X-端给电压,在Y+或Y-端读取电压,此时独到的的值相当于触摸板X轴的位置。
2. 之后在Y+/Y-端给电压,在X+或X-端读取电压,此时读取到的电压相当于Y轴的位置。
3. 这两个值经过简单校准后便可与实际的触摸位置对应。芯片拿到这两个值的信息,便可做一些交互逻辑,比如笔记本的触摸板,触摸屏上的交互。
其他器件
实际应用中,肯定还有其他的类滑动变阻器的实现,受限于经验,暂未列出,大家可帮忙补充。
总结
滑动变阻器,其实并不是一个很高深的东西,没记错的话,初中还是高中实验课,实际上就已经有用到这玩意了。而在实际应用中,基于变阻器原理的器件,在各个应用场景下都有出现,虽然形态各不相同,但实现原理类似:即利用某种方式实现阻值的变化,再配合合适的电路,以电压或电流的形式表征待表征指标的状态。追着不断涉猎,我相信以后还会发现更多的基于变阻器原理的应用器件出现。