Что это за деталь
Потенциометр — это резистор с регулируемым сопротивлением. От обычного резистора он отличается тем, что его сопротивление не зафиксировано раз и навсегда: значение меняется прямо в работающей схеме. Именно поэтому потенциометры стоят там, где что-то нужно подстраивать — громкость усилителя, яркость свечения и множество других параметров.
У потенциометра три вывода, и на схеме он обозначается так:
При этом задействовать все три вывода вовсе не обязательно — совершенно нормально использовать только два. Почему так можно, станет понятно сразу, как только мы разберём внутреннее устройство детали.
Как устроен потенциометр
Внутри находится полоска резистивного материала — обычно это смесь на основе углерода — и подвижный контакт (ползунок), который может стоять в любой точке этой полоски.
Каждый крайний конец полоски выведен на свой боковой вывод, а средний вывод соединён с ползунком. Ползунок касается полоски где-то между двумя её концами, и именно положение этой точки касания задаёт сопротивление между средним и боковыми выводами. Перемещают её вращением вала потенциометра.
Нажмите для увеличения (1024x793)Сдвигаем ползунок влево — сопротивление между средним и левым выводами уменьшается, а между средним и правым одновременно растёт. Сдвигаем вправо — картина зеркальная. Сумма при этом остаётся постоянной, и вот здесь появляется понятие номинала.
Покупая потенциометр, вы выбираете его номинал — например, 100 кОм. Это то значение, которое вы намеряете между двумя крайними выводами, и одновременно максимальное сопротивление, которое вообще можно получить от этой детали.
Нажмите для увеличения (1024x1282)Типы потенциометров
Поворотный. Самый распространённый вариант: есть вал, и при его вращении меняется сопротивление. Такие стоят в регуляторах громкости гитарных педалей, звуковых усилителей и прочей аудиоаппаратуры.
Нажмите для увеличения (1024x1206)Поворотные потенциометры выпускаются с линейным и с экспоненциальным законом изменения сопротивления. Экспоненциальный вариант обычно и применяют для регулировки громкости.
Сдвоенный (стерео). То же самое, что поворотный, только внутри два потенциометра, которыми управляет один общий вал. Это позволяет регулировать два канала одновременно — например, левый и правый каналы стереосистемы.
Нажмите для увеличения (1024x586)Движковый (линейный). Выглядит как слайдер: сопротивление меняется при перемещении ползунка по прямой. Такие обычно встречаются в микшерных пультах в роли фейдеров.
Подстроечный (триммер). Маленький потенциометр, он же «trimpot», предназначенный для редких подстроек — при настройке или калибровке устройства. Как правило, монтируется прямо на печатную плату и регулируется маленькой отвёрткой.
Цифровой. Это микросхема, в которой положение ползунка задаётся цифровыми сигналами — например, по SPI или I2C. Очень удобная вещь, если сопротивление нужно менять на лету из Arduino или другого микроконтроллера, скажем, для регулировки яркости светодиода.
Примеры подключения
Как именно подключать потенциометр, зависит от того, что вы от него хотите. Обычно средний вывод — это ползунок, и при повороте вала (или перемещении слайдера) вправо сопротивление между ползунком и правым выводом уменьшается; при движении влево уменьшается сопротивление между ползунком и левым выводом. Иногда имеет смысл задействовать все три вывода, иногда достаточно двух. Разберём несколько вариантов.
Пример 1: потенциометр как переменный резистор. Если нужен просто резистор с изменяемым сопротивлением, хватает двух выводов — среднего и одного из боковых.
Нажмите для увеличения (875x500)На схеме показана простая цепь для регулировки яркости светодиода. В реальной конструкции стоит добавить последовательно ещё один резистор, чтобы не сжечь светодиод, если вывести регулятор в крайнее положение и сопротивление станет нулевым. Крутим вал в одну сторону — сопротивление растёт, светодиод тускнеет; крутим в другую — сопротивление падает, светодиод светит ярче.
Пример 2: третий вывод соединён со средним. Иногда на схемах видно, что средний и нижний выводы заведены в одну точку. Зачем?
Нажмите для увеличения (953x500)По сути это то же самое, что использование двух выводов: подключение третьего вывода к среднему на сопротивление никак не влияет. Просто кому-то не нравится оставлять вывод висящим в воздухе, да и схема с таким соединением выглядит аккуратнее.
Пример 3: регулятор громкости. Здесь работают все три вывода, и получается простой способ регулировать громкость звукового усилителя.
Нажмите для увеличения (1024x443)При таком включении образуется делитель напряжения, который уменьшает напряжение входного сигнала: чем сильнее повёрнут вал, тем тише звук. Это очень распространённая схема в аудиотехнике.
