Назначение и схема включения потенциометраПотенциометр – этот радиокомпонент, позволяющий регулировать уровень напряжения на нагрузке практически от нулевых значений до уровня питающего напряжения. По своей сути, потенциометр это регулируемый вручную переменный резистор, имеющий три вывода. Два его вывода подсоединены к концам резистивного элемента, а третий вывод - "движок", подсоединен к скользящему контакту, который можно передвинуть по резистивному телу. Перемещая ползунок потенциометра, мы тем самым, изменяем сопротивление между выводами, а следовательно меняется и падение напряжения на них. Поэтому положение движка и задает выходное напряжение снимаемое с потенциометра.
Итак, потенциометр это классический переменный резистр с тремя контактами, где между двумя крайними из них располагается фиксированное сопротивление, а между любым из крайних и средним контактом - переменное сопротивление. Потенциометр, в принципе, можно считать и классическим делителем напряжения, где его R в Омах образуются между крайними и средним выводом. Синоним потенциометра (на английском языке potentiometer) является реостат (на английском rheostat), хотя между ними и есть совсем незначительные отличия. Принцип работы этого компонента электроники почти такой же как и делителя напряжения на резисторах. Так как резистивный элемент можно представить в виде двух последовательно соединенных сопротивлений, где положение движка определяет соотношение номинала первого резистора ко второму. устройство потенциометра Типовой потенциометр состоит из сопротивления с некоторой токопроводящей поверхностью и из идущего по ней движка - подвижного контакта потенциометра. Чем ближе движок к углу, тем меньше ом между движком и этим углом, и соответственно наоборот. В роли омического может выступать твердое вещество с большим удельным сопротивлением или обмотка скрученная из проволоки. Имеются потенциометры как с логарифмическим так и линеарным, сопр. и позиционным отношением. Подавляющее большинство существующих потенциометров поворотные, но имеются так же и устройства скользящего типа. Особенный тип потенциометра это дигитальные устройства, в которых регулировка Ом осуществляется внутри микросхемы в соответствии с поступающими из внешней схемы на микроконтроллере управляющими сигналами. Пример показан в видео уроке ниже. Простейшим потенциометром является типовой однооборотный переменный резистор. Этот тип переменного сопротивления особенно часто применяется в аудио системах в схемах регулирования уровня громкости. При изготовлении потенциометров применяются различные резистивные вещества и материалы: металлокерамика, электропроводный пластик, углерод, проволока, металлическая пленка.
На схемах в электронике и электротехники потенциометр обозначается так: 
Рассмотрим простую схему включения потенциометра  Для этой схемы подключения справедлива следующая формула: Uн=Uвх×(Rвс/Rас)
На основании схемы, легко понять, что потенциометр это классический регулируемый делитель напряжения, и поэтому изображение выше, можно перерисовать следующим образом:  На рисунке представлена обычная схема делителя напряжения. Точки А, B, С (выводы)расположены по аналогии с потенциометром. Сопротивления R1 и R2 это Rab и Rbc. В выражении чуть выше, в знаменателе представлена сумма этих сопротивлений, т.е Rac = R1+R2. Необходимо также отметить, что для нормальной и главное стабильной работы потенциометра необходимо подбирать нагрузку Rн значительно большую, чем номинал сопротивления потенциометра Rп.
Как уже было упомянуто выше, потенциометр обычно обладает тремя выводами: два из них соединены друг с другом с помощью постоянного сопротивления, а третий вывод имеет подвижной контакт, который перемещается по резистивной поверхности. Потенциометр работает по принципу делителя напряжения, с той лишь небольшой разницей, что перемещение ручки приводит к изменению положения второго контакта и тем самым изменяется соотношение сопротивлений резисторов R1 и R2, смотри рисунок ниже: 
По виду изменения сопротивления потенциометры бывают: Линейные – изменение Ом в устройстве идет прямо пропорционально углу поворота скользящего контакта
Логарифмические – Омы изменяется с начала очень быстро, потом гораздо медленнее; Экспоненциальные – изменение Ом осуществляется с начала медленно, а затем заметно быстрее По типу устройства корпуса корпуса потенциометры делятся на: Монтажные предназначены для пайки на печатных платах
Стационарные - предназначены для размещения на корпусе устройства По количеству оборотов, потенциометры классифицируются на: Однооборотные - Перемещение движка происходит за один оборот
Многооборотные - Движок резистора способен выполнить много оборотов (5, 10 или 20) для повышения точности и снижения погрешности. В них, обычно, резистивный компонент обладает спиральной или винтовой формой. Сдвоенные - Сочетает в себе два отдельных сопротивления на одном валу, это дает возможность параллельной регулировки двух аудио каналов. 
Линейные ползунковые потенциометры делятся на: Ползунковые - используются в основном для аудио устройств на один канал
Двойные ползунковые - дает возможность настраивать два независимых канала Многооборотные ползунковые - обладает шпиндель, который вращательное движение переводит в поступательное линейное перемещение движка по резистивному телу. 
Цифровой потенциометр работает как типовой механический потенциометр, который меняет свое сопротивление, за исключением того фактора, что цифровой потенциометр представляет собой микросхему, и в роли управляющего воздействия в ней применяется электрический сигнал, а не вращение ручки как в примере с механическим потенциометром. Цифровой потенциометр MCP41010, и его схема подключения к Ардуино. В принципе, оба типа потенциометра это аналоговые устройства, которые обеспечивают переменное сопротивление. Но в механический потенциометре сопротивление регулируется делителем напряжения, номинал которого изменяется из-за вращения или перемещения механической ручки. Цифровой потенциометр изменяет значение сопротивления с помощью цифровых входов без участия механических узлов. В настоящее время цифровые потенциометры дороже своих механических собратьев, но в будущем это обязательно изменится. Зато с точки зрения надежности он во много раз лучше механического потенциометра. Цифровые потенциометры гораздо сильнее защищены от неблагоприятных факторов окружающей среды, т.к они могут распологаться в изолированном корпусе. Они практически не подвержены вибрации, менее доступны для физического воздействия и т.п. На рисунке ниже показана структурная схема сдвоенного цифрового потенциометра типа TPL0102. 
К дополнительным возможностям цифрового потенциометра можно отнести, режим автоматического отключения и программируемое значение, которое задается после включения. Цифровые потенциометры используютэнергозависимую и энергонезависимую память. Кроме того, они существенно меньше своих механических коллег, поэтому они занимают меньше места на печатной плате. Кроме того, цифровые потенциометры обладают более высоким разрешением, точностью и стабильностью в работе. К минусам можно отнести несколько повышенную сложность в эксплуатации, т.к перед применением его необходимо запрограммировать. Это, обычно делают через интерфейсы I2C или SPI. Зато цифровые потенциометры с огромным успехом могут использоваться в области программируемых блоках питания, фильтрах, измерительных приборах и регулировки звука в аудиосистемах.
У реостата имеется два вывода, а у потенциометра, как мы уже рассказали целых три. Поэтому больше не путайте их между собой. |
  |
