Cómo encontrar valores de resistencia para el rango de voltaje

Si asume que no sale corriente de la salida, entonces la ley de Ohmios le da. $$ I = V_ {CC} / (R_ {1} + R_ {2} + R_ {3}) $$ y también $$ V_ {out} = R_ {3} * I $$ Lo que significa que $$ V_ {out} = 5 * R_ {3} / (R_ {1} + R_ {2} + R_ {3}) $$

Resuelve para Vout = 1V cuando R2 = 50k y Vout = 4V cuando R2 = 0, todo lo que está más allá de este punto son matemáticas básicas.

De R2 = 0 obtenemos ... $$ 4 = 5 * R_ {3} / (R_ {1} + R_ {3}) $$ $$ 4 * R_ {1} + 4 * R_ {3} = 5 * R_ {3} $$ $$ R_ {3} = 4 * R_ {1} $$

Al conectar eso en R2 = 50 obtenemos $$ 1 = 5 * R_ {3} / (R_ {1} + R_ {3} + 50) $$ $$ R_ {1} + 4 * R_ {1} + 50 = 20 * R_ {1} $$ $$ 15R_ {1} = 50 $$ $$ R_ {1} = 3.33k $$ $$ R_ {3} = 13.33k $$

Si reorganiza las ecuaciones anteriores, puede terminar con una sola ecuación para R1. Esta es una manera horrible de hacerlo pero posible:

$$ R_ {1} = \ frac {R_ {2} * V_ {Min}} {\ frac {V_ {CC} * V_ {Max}} {V_ {CC} -V_ {Max}} - V_ {Min} * (1 + \ frac {V_ {Max}} {V_ {CC} -V_ {Max}})} $$

$$ R_ {3} = \ frac {R1 * V_ {Max}} {V_ {CC} -V_ {Max}} $$

Donde Vcc es la tensión de alimentación, Vmin es la salida mínima requerida, Vmax es la salida máxima requerida y R2 es el valor máximo de R2. Se asume que el valor mínimo para R2 es 0. Todas las válvulas están en kOhms.

Poniendo esos números en nosotros obtenemos: $$ R_ {1} = \ frac {50 * 1} {\ frac {5 * 4} {5-4} - 1 * (1 + \ frac {4} {5-4})} $$ $$ R_ {1} = \ frac {50} {20 - (1 + 4)} $$ $$ R_ {1} = 3.33 $$ $$ R_ {3} = \ frac {3.33 * 4} {5-4} $$ $$ R_ {3} = 13.33 $$

¿Por qué no elige el valor de resistencia de extremo a extremo del potenciómetro y luego elige R1 y R3 para cada caída de 1 voltio? Entonces su limpiaparabrisas se extenderá desde 1 voltio hasta 4 voltios.

Entonces, si eliges el bote para ser (por ejemplo) 6 kohm entonces R1 = R3 = 2 kohm.

O, si el bote es 10 kohm entonces R1 = R3 = 3.333 kohm: -

La ventaja de esto es que las macetas suelen ser más estables ratiométricamente con la temperatura en lugar de un reóstato. Otra posible ventaja es que la corriente extraída del riel de 5 voltios es constante y la resistencia del limpiaparabrisas no se pone en juego, por lo que no produce ningún término de error (suponiendo que se conecte a un circuito de alta impedancia).

Puedes probar este enfoque:

El voltaje en la olla es:

$$ V_ {POT} = 4V - 1V = 3V $$ y la corriente POT es $$ I_ {POT} = \ frac {3V} {50k \ Omega} = 60 \ mu A $$

Y ahora, utilizando la ley de Ohm, podemos encontrar

$$ R_1 = \ frac {5V - 4V} {60 \ mu A} = 16.67k \ Omega = 16k \ Omega $$

Y R3

$$ R_3 = \ frac {1V} {60 \ mu A} = 16.67k \ Omega = 16k \ Omega $$

Pero necesitas cambiar tu circuito ligeramente

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}