低コストで精密な複合ポテンショメータ回路の構築
部品と材料
- 単回転リニアテーパーポテンショメータ 5 kΩ 2個（Radio Shackカタログ #271-1714）
- 単回転リニアテーパーポテンショメータ 50 kΩ 1個（Radio Shackカタログ #271-1716）
- プラスチックまたは金属製マウントボックス
- 「バナナ」ジャック型バインディングポスト 3個、または同等の端子ハードウェア（Radio Shackカタログ #274-662）
このプロジェクトは、タイトな予算で精密ポテンショメータネットワークを構築する方法を実演します。
多回転ポテンショメータは精密分圧の業界標準ですが、コスト効率の良い代替案として、複数の単回転ポテンショメータを複合分圧器に組み合わせます。結果として得られるネットワークは圧縮された電圧範囲を提供し、単体ユニットより微細な調整を可能にします。
耐久性と美観のため、プロジェクトエンクロージャへの収納を推奨。Radio Shackの組立済みボックスは便利ですが、汎用プラスチック照明スイッチボックスの方がより安価で整然とした解決策になります。
「バナナ」ジャックは一時接続に最適。バネ鋼設計で確実な接触を確保し、ほとんどのマルチメーターテストリードと互換性があります。
相互参照
Lessons in Electric Circuits, Volume 1, Chapter 6: “Divider Circuits and Kirchhoff’s Laws.”
学習目標
- 健全なはんだ付け技術を実演。
- ポテンショメータの機能と動作を説明。
回路図
図解
手順
すべての接続は低抵抗と機械的安定性のためにはんだ付け必須。ワイヤーをねじったりテープで留めたりすると不要な抵抗が入り精度を損ないます。
6V電池を2つの外側バインディングポストに接続。「ワイパー」ポストと電池マイナス端子間の電圧をボルトメーターで測定。これが回路の出力です。
ネットワークは圧縮レンジを採用するため、R₃調整による出力電圧範囲はR₁とR₂の設定で境界づけられます。例：6V電源でR₁を5V、R₂を3Vに設定すれば、R₃回転で3V〜5Vの間のみ変化可能。
以下の手順でネットワークを校正：
- R₃を完全に時計回りに回し、ワイパーをR₁ワイパーに電気的に隣接させる。
- ボルトメーターが望む上限を示すまでR₁を調整。
- R₃を完全に反時計回りに回し、ワイパーをR₂ワイパーに合わせる。
- ボルトメーターが望む下限を示すまでR₂を調整。
- R₁やR₂変更が相互に影響するため、ステップ1〜4を繰り返し両限界をロック。
R₁とR₂をR₃の10分の1抵抗に選ぶのは相互作用を最小化するため。同値でもシステムは機能するが、より微調整が必要になります。
境界設定後、R₃を回転させその範囲内で任意の中間電圧を取得可能。単体ポテンショメータでは困難な精度が達成できます。
関連ワークシート
- Potentiometers Worksheet
産業技術