Porady

    Potencjometry obrotowe i suwakowe służące do precyzyjnej regulacji napięcia lub prądu. Potencjometry umożliwiające zmianę rezystancji i sterowanie m.in. głośnością sprzętu audio, prędkością obrotową silników elektrycznych. Sprawdź potencjometry jednoobrotowe i wieloobrotowe od znanych producentów.

    Wszystko, co warto wiedzieć o potencjometrach

    W elektronice potencjometry są jednym z najważniejszych elementów. To ręcznie regulowane oporniki elektryczne. W wielu urządzeniach potencjometry służą do ustawiania poziomu wyjściowego, na przykład głośności. Z tego przewodnika dowiesz się, jakie są ich rodzaje, jak działają, i w jakich zastosowaniach są najczęściej spotykane. 



    Zasada działania i budowa potencjometru

    Zasadniczo potencjometry należą do grupy oporników elektrycznych, które spełniają różne zadania w układach elektronicznych. Służą one między innymi do ograniczania przepływu prądu, regulacji poziomów sygnałów, podziału napięć, fazowania elementów aktywnych oraz zakończenia linii przesyłowych. O ile rezystory stałe mają określoną i niezmienną wartość, o tyle rezystancja potencjometrów może być zmieniana ręcznie. Rezystory zmienne mogą być wykorzystywane na wiele sposobów, na przykład do regulacji elementów obwodu, takich jak regulatory głośności lub ściemniacze lamp, ale także jako część urządzeń pomiarowych do pomiaru ciepła, światła, wilgotności, siły lub aktywności chemicznej.

    Potencjometr posiada trzy zaciski i płynnie regulowany punkt zaczepienia sterowany obrotem wałka, pokrętła lub suwaka liniowego. Termin „potencjometr” pochodzi od jego funkcji jako regulowanego dzielnika napięcia, który zapewnia zmienny potencjał na zacisku połączonym z punktem zaczepienia.

    Dość powszechnym zastosowaniem potencjometru jest regulacja głośności w urządzeniach audio. Typowy potencjometr liniowy małej mocy składa się tutaj z płaskiego elementu rezystancyjnego wykonanego z węgla, folii metalowej lub przewodzącego tworzywa sztucznego ze sprężynującym stykiem ślizgowym, który porusza się po jego powierzchni. Alternatywna konstrukcja składa się z nawiniętego drutu oporowego. Tutaj styk ślizgowy przesuwa się osiowo wzdłuż cewki. Takie konstrukcje mają jednak mniejszą rozdzielczość, gdyż rezystancja zmienia się w krokach odpowiadających rezystancji pojedynczego obrotu w miarę przesuwania się wskaźnika.

    Potencjometry wieloobrotowe zostały opracowane jako rezystory sterowalne do szczególnie precyzyjnych ustawień. Posiadają one ścieżkę rezystora nawiniętego na drut w formie śruby. Suwak porusza się po tym torze podczas obracania gałki i jest w stałym kontakcie z drutem oporowym.



    Rodzaje potencjometrów

    Najważniejsze rodzaje potencjometrów to: potencjometr obrotowy, potencjometr trymujący i potencjometr przesuwny. W niektórych dziedzinach jednak już się przyjęły potencjometry elektroniczne. Oto najważniejsze informacje dotyczące tych zmiennych rezystorów.


    Potencjometr obrotowy

    Potencjometry obrotowe służą głównie do ustawiania napięcia zasilania. Posiadają one styk początkowy i końcowy, pomiędzy którymi ułożony jest materiał oporowy o liniowej lub logarytmicznej charakterystyce oporu. Środkowy styk ślizgowy połączony jest z osią potencjometru i naciska sprężyście na materiał oporowy. Obracając oś, styk można zwykle przesunąć o kąt 270 stopni. Ręcznie sterowane napięcie jest pobierane między jednym ze styków zewnętrznych a stykiem ślizgowym.

    Potencjometry obrotowe często mają metalową obudowę o okrągłej konstrukcji. Montuje się je w urządzeniu poprzez odpowiedni otwór na gwint śruby u podstawy wału. Nakrętka służy do zamocowania potencjometru w miejscu, a pokrętła są powszechnie stosowane jako elementy obsługi sterownika.


    Potencjometr trymujący

    Potencjometr trymujący, potencjometr trymowy lub trymer to małe urządzenie używane do regulacji, strojenia i kalibracji obwodów. Potencjometry trymujące są zwykle montowane bezpośrednio na płytkach drukowanych i regulowane za pomocą śrubokręta. W zasadzie potencjometry te przeznaczone są do sporadycznych regulacji. Jeśli narzędzie to jest używane jako zamiennik normalnego potencjometru obrotowego, zaleca się ostrożność, ponieważ jego żywotność wynosi często tylko 200 cykli.

    Dla większych rozdzielczości ustawień dostępne są wieloobrotowe potencjometry trymujące. Liczba obrotów waha się od około 5 do 25. Aby uzyskać wysoką rozdzielczość, często są one budowane z przekładnią ślimakową lub śrubą wiodącą. Ze względu na ich bardziej skomplikowaną konstrukcję i wykonanie są droższe od trymerów zwykłych, które mają tylko jeden obrót.


    Potencjometr przesuwny

    Potencjometr przesuwny lub liniowy pełni podobną funkcję jak potencjometr obrotowy. Zamiast półkolistego opornika jest jednak prosta ścieżka oporu ze stykiem ślizgowym. Potencjometr ten często nazywany jest faderem. Jest on używany głównie w aplikacjach audio do sterowania poszczególnymi kanałami, na przykład w konsoli mikserskiej.

    Oprócz potencjometrów z tylko jednym torem oporowym, dostępne są konstrukcje z dwoma torami i jednym suwakiem, które umożliwiają równoległe sterowanie dwoma potencjometrami. Są one często używane do kontroli stereo w profesjonalnym audio i w innych zastosowaniach, gdzie trzeba kontrolować dwa równoległe kanały.

    W highendowym audio często spotyka się zmotoryzowane potencjometry liniowe. Są one rodzajem potencjometru przesuwnego, który może być automatycznie sterowany przez serwomotor. Fadery te są używane w aplikacjach, które wymagają zarówno ręcznej, jak i automatycznej regulacji. Są one najczęściej stosowane w studyjnych mikserach audio do automatycznego podejścia do wcześniej zapisanej konfiguracji.


    Potencjometr elektroniczny (cyfrowy)

    Największa zaleta potencjometrów cyfrowych: czynniki środowiskowe, takie jak wibracje, wilgoć, wstrząsy i zabrudzenia suwaków nie mogą mieć na nie wpływu. Ponadto są one dostępne w handlu jako układ scalony w formie chipa, a więc mogą być stosowane automatycznie jako element SMD. Największą ich wadą jest gradacja typowa dla aplikacji cyfrowych. Podczas gdy potencjometr analogowy może realizować nieskończoną liczbę wartości rezystancji pomiędzy stykiem początkowym a stykiem suwaka, potencjometry cyfrowe są ograniczone do określonych wartości.

    Do tego celu często stosuje się drabinkę rezystorową. Rozumie się przez to szereg małych rezystorów o rosnących wartościach oporu. Na każdym stopniu drabiny znajduje się elektroniczny przełącznik, który zamyka się tylko wtedy, gdy pojawi się związany z nim sygnał. Zamknięty przełącznik określa w ten sposób położenie suwaka i stosunek oporu. Rozdzielczość potencjometru cyfrowego jest określona przez liczbę stopni, na przykład 32 lub 64. Urządzenia te mogą być sterowane za pomocą prostych sygnałów góra-dół lub za pomocą szeregowych protokołów komunikacyjnych, takich jak I2C lub SPI.

    Potencjometry elektroniczne są predestynowane do zastosowań, w których regulacja napięcia ma bardziej subiektywnie odczuwalne efekty. Należą do nich np. regulacja głośności i dźwięku w urządzeniach audio czy regulacja jasności i kontrastu w ekranach. Zazwyczaj wystarcza tu gradacja wartości oporu w 32 lub 64 krokach.



    Jaka jest różnica między potencjometrem z suwakiem a reostatem?

    Jeżeli wykorzystane są tylko dwa z trzech zacisków potencjometru, to potencjometr działa jak rodzaj zmiennego opornika zwanego reostatem. Zacisk końcowy jest stosowany razem z zaciskiem przesuwnym. Reostaty są zwykle bardziej odpowiednie dla wyższych prądów lub napięć niż zwykłe potencjometry, na przykład do sterowania silnikami w maszynach przemysłowych.