Los potenciómetros ofrecen varias ventajas, incluyendo un diseño simple, bajo costo, un amplio rango de resistencia, facilidad de operación y tecnología madura. Como dispositivos fiables, controlan, miden y detectan con precisión el voltaje en sistemas electrónicos y eléctricos a través del movimiento lineal o rotacional. En aplicaciones prácticas, es esencial comprender los parámetros técnicos de los potenciómetros para seleccionarlos y utilizarlos correctamente, asegurando que el circuito funcione sin problemas.
¿Qué es un potenciómetro?
Un potenciómetro típicamente consiste en un elemento resistivo y un trapecio móvil. A medida que el trapecio se mueve a lo largo del elemento resistivo, produce un valor de resistencia o voltaje de salida que es proporcional al desplazamiento. Los potenciómetros pueden funcionar como dispositivos de tres terminales o de dos terminales. Este último puede verse como una resistencia variable, ya que su función en un circuito es obtener un voltaje de salida relacionado con el voltaje de entrada (voltaje aplicado), de ahí el nombre «potenciómetro».
Símbolo del potenciómetro
El símbolo del circuito para un potenciómetro es «RP«, donde el «r» significa resistencia y el «p» indica que tiene una función de ajuste.
Principio de funcionamiento del potenciómetro
Un potenciómetro es un componente electrónico ajustable. Cuando se aplica un voltaje a través de los dos contactos fijos del elemento resistivo, girar o deslizar el trapecio cambia su posición a lo largo del elemento resistivo, lo que da como resultado un voltaje que se relaciona con la posición del trapecio. Se utiliza principalmente como divisor de voltaje, lo que lo convierte en un componente de cuatro terminales. Esencialmente, un potenciómetro es un tipo de riostre deslizante, comúnmente utilizado para el control de volumen en altavoces y los ajustes de potencia en dispositivos láser.
¿Cómo conectar un potenciómetro?
Un potenciómetro estándar tiene tres terminales; la resistencia entre los terminales exteriores es fija, mientras que la resistencia entre el terminal medio y cualquiera de los terminales exteriores es variable. En otras palabras, el potenciómetro se divide en dos resistencias en serie desde el terminal medio, con una resistencia total fija. Cuando se utiliza como divisor de voltaje variable, un terminal exterior se conecta al voltaje de entrada, el terminal medio se conecta a la salida y el otro terminal exterior se conecta a tierra. Como resistencia variable, un terminal exterior se conecta al voltaje de entrada, el terminal medio se conecta a la salida y el terminal restante puede dejarse desconectado o conectarse al terminal medio.
Ejemplo de Uso del Potenciómetro
Lectura de Valores del Potenciómetro
Objetivo:
Ver los valores de entrada del potenciómetro utilizando el monitor serial. El potenciómetro actúa como un dispositivo de entrada analógica, correspondiente a los puertos A0–A5. En este experimento, utilicé la interfaz A0.
Configuración del Circuito:
Código:
int sensorValue = 0; // Potentiometer voltage value
void setup() {
Serial.begin(9600); // Open the serial port and set baud rate
}
void loop() {
sensorValue = analogRead(A0); // Read analog value from A0
Serial.print("Value= ");
Serial.println(sensorValue); // Output value to the serial monitor
Serial.println(sensorValue, HEX); // Output value in hexadecimal to the serial monitor
delay(100);
}
Resultados:
Al girar la perilla del potenciómetro, el monitor serial muestra valores que oscilan entre 0 y 1024.
Explicación del Código:
(1) Serial Monitor: Esta herramienta nos permite observar los cambios de datos durante los experimentos. Por ejemplo, en este experimento, monitoreamos los cambios en la pin analógica A0.
(2) Serial Monitor Commands:
- Serial.begin(baudRate): Establece la velocidad de transmisión serial para la comunicación de datos seriales. La velocidad de transmisión predeterminada para Arduino es de 9600 bps, aunque se pueden especificar otras velocidades según los requisitos del dispositivo.
- Serial.print vs. Serial.println: La diferencia es que ln indica una nueva línea.
- Serial.println(b) emite el código ASCII de b en decimal, seguido de un retorno de carro y un avance de línea.
Otros formatos incluyen binario, octal, decimal y hexadecimal.
(3) analogRead(): Lee valores analógicos. En este experimento, lee el valor de la pin analógica A0.
Control de la intensidad de un LED con un potenciómetro
Objetivo:
Cambiar el brillo del LED girando el potenciómetro.
Configuración del circuito:
- Potenciómetro: OUT se conecta a A0, VCC al 5V de la placa de desarrollo, GND al GND.
- LED: el terminal positivo se conecta a la pin digital 10, el terminal negativo se conecta al GND.
Código:
int sensorValue = 0; // Potentiometer voltage value
int outputValue = 0; // Analog output (PWM) value
void setup() {
pinMode(10, OUTPUT);
Serial.begin(9600); // Initialize serial port at 9600 baud
}
void loop() {
sensorValue = analogRead(A0); // Read analog value
outputValue = map(sensorValue, 0, 1023, 0, 255); // Map value range
analogWrite(9, outputValue); // Output PWM value to control LED brightness
Serial.print("sensor = ");
Serial.print(sensorValue);
Serial.print("\t output = ");
Serial.println(outputValue);
delay(10);
}
Explicación del código:
(1) Función map: Esta función transforma proporcionalmente una variable de un rango a otro. Por ejemplo, para convertir los valores de resistencia del potenciómetro (0-1023) a salidas de señal PWM (0-255), podemos usar esta función de manera efectiva.
(2) analogRead(): Lee el valor analógico de la interfaz conectada.
Aplicaciones de los potenciómetros
Los potenciómetros se utilizan principalmente en dos formas dentro de la tecnología electrónica: para ajustar corriente y para ajustar voltaje.
Como Controlador Actual: Utilizado en generadores para producir energía AC, luego transformada de bajo a alto voltaje y entregada a transformadores para su distribución a los consumidores.
Como Divisor de Voltaje: Utilizado de manera similar para ajustar el voltaje de carga.
Precauciones al Usar Potenciómetros
Elija diferentes tipos de potenciómetros según los escenarios de uso. Para circuitos de alta potencia, utilice potenciómetros bobinados de tipo potencia; para circuitos de potencia que necesiten ajustes precisos de voltaje, utilice potenciómetros trímmer. Es vital seleccionar materiales, estructuras, tipos, especificaciones y métodos de ajuste según los requisitos específicos del circuito.
- Durante la instalación, no apriete demasiado la tuerca fija, ya que una fuerza excesiva puede evitar que el eje del potenciómetro gire.
- Evite la humedad, la condensación y los residuos en la superficie del potenciómetro para evitar daños internos.
- Evite ajustes innecesarios al potenciómetro cuando no esté en uso, ya que cada rotación puede desgastar el eje interno, lo que eventualmente conducirá a una falla.
