15. 电路设计案例02:电位器控制风扇转速

15.1. 简介


使用实验箱套件完成一个纯电路设计,不使用micro:bit编程,用电位器控制电机的转速。

15.2. 硬件连线图


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  • 使用香蕉线按如上图连接电路,电池盒内放入2颗7号AAA电池。

15.3. 主要元件介绍


电位器

  • 电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器。

  • 可变电阻器,阻值可以调整的电阻器,用于需要调节电路电流或需要改变电路阻值的场合。可变电阻器可以改变信号发生器的特性,使灯光变暗,启动电动机或控制它的转速。

  • 在电路原理图中使用如下电路符号表示。

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N-MOS管

  • 当NMOS作为开关元件时候,当栅极G高于一定电压时,漏极D与源极S导通。漏极D与源极S电势相等。电路接通。

  • 在电路原理图中使用如下电路符号表示。

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直流电机

  • 直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。直流电动机按励磁方式分为永磁、他励和自励3类。实验箱上板载了一颗3V永磁直流电机,电机转速与电压值成正比。启动电压为2V,额定电压为3V。

  • 在电路原理图中使用如下电路符号表示。

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15.4. 电路分析


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  • 电位器电阻值增大的时候,一方面做为电机分压电阻,一方面向mos管栅极(G)输出电压信号。

  • 当电位器旋至一定角度,mos管导通,电机电路连通,电机转动。

  • 当电位器继续旋转,分压效果逐渐减小,电机电压逐渐增加,电机转速逐渐增加,直到旋钮旋转到底,分压效果消失,电机转速达到最高。

15.5. 结论


  • 电位器旋钮旋到一定角度电机启动,继续旋转转速逐渐增加,直到旋转到底转速打到最高。

15.6. 思考


  • 如何用电位器控制LED灯的亮度,如何设计电路。

15.7. 常见问题


15.8. 相关阅读