Qu'est-ce qu'un potentiomètre ?
Un potentiomètre est un composant électromécanique utilisé pour contrôler la circulation du courant électrique dans un circuit. Il se compose d'une résistance réglable qui peut faire varier sa valeur résistive grâce à un contact mobile. Ce contact mobile, souvent appelé curseur, se déplace le long de la résistance, permettant ainsi de varier la résistance totale entre son extrémité mobile et ses extrémités. Les potentiomètres sont couramment utilisés dans les circuits électroniques pour contrôler le niveau de tension, le volume d'un appareil audio, l'intensité de la lumière, contrôler ou détecter une position, entre autres utilisations. Il existe différents types de potentiomètres, notamment les potentiomètres coulissants et les potentiomètres rotatifs, qui sont choisis en fonction des besoins spécifiques du circuit dans lequel ils doivent être utilisés.
Loi de variation d'un potentiomètre
La fonction qui relie la résistance entre le curseur et les bornes fixes du potentiomètre, avec les positions conséquentes que le curseur peut occuper dans son mouvement le long de tout le corps résistif du potentiomètre, est ce qu'on appelle la loi de variation du potentiomètre. .
On peut donc deviner qu’un grand nombre de lois peuvent être suivies. Parmi eux, les plus importants sont :
- Loi linéaire : Si la fonction est linéaire, R(B) = K * B (Ω)
Où K est une constante d'ajustement et B est le chemin.
Le graphique qui suit est l’équation d’une droite. Dans un potentiomètre linéaire, la résistance varie uniformément sur sa longueur. Cela signifie que si vous divisez le potentiomètre en parties égales et mesurez la résistance entre le curseur et une extrémité à chaque point, vous constaterez que la résistance augmente ou diminue constamment.
Si la relation est de la forme B= K * log (R(B) + 1) (Ω)
Dans laquelle K est une constante d'ajustement et B est le chemin.
Potentiomètre logarithmique, la résistance change selon une échelle logarithmique. Cela signifie que la variation de résistance n'est pas linéaire par rapport au mouvement du curseur. Les potentiomètres logarithmiques sont couramment utilisés dans les applications audio, telles que le contrôle du volume, car ils correspondent mieux à la perception humaine du son.
- Loi logarithmique inversée ou négative : Lorsque la fonction est de la forme R(B) = K * log (B+1) (Ω)
Il n'existe actuellement que des potentiomètres qui suivent soit des lois linéaires, soit des lois logarithmiques, selon que leur variation suit l'une ou l'autre loi de variation.
Quelle est la conformité d'un potentiomètre ?
Soit une résistance variable, avec n'importe quelle loi de variation idéale et sur laquelle on fait une mesure en laboratoire pour obtenir la loi réelle de variation de la résistance variable. Nous dirons que la loi réelle est d'autant plus conforme (elle aura plus de conformité) qu'elle se rapproche de l'idéal.
Quantitativement, la conformité se mesure par l'erreur de conformité, qui peut être définie comme l'écart relatif maximum (en résistance) que l'on peut avoir entre la clé idéale et la clé réelle. Dans le cas particulier où la loi de variation est linéaire, le terme de linéarité est utilisé à la place du terme de conformité, et donc nous appellerons l'erreur de linéarité.
Résolution des déplacements et de la rugosité
- Résolution de déplacement d'un potentiomètre : C'est le déplacement minimum, dans un certain sens, pour connaître une augmentation de valeur. Dans les résistances variables enroulées, cela a beaucoup de sens car il est limité par les spires. De telle sorte que la résolution soit égale à
Rt=(1/N)*100 (%) ; où N est le nombre de tours de la résistance.
- Rugosité d'un potentiomètre : Compte tenu de la notion de résolution de déplacement ci-dessus, dans les résistances à couche continue, comme toutes celles qui ne sont pas bobinées, cela n'a pas de sens de parler de résolution de déplacement, puisqu'on pourrait se demander : où va on trouve le minimum, car puisque la loi de variation est une fonction continue, peut-on toujours trouver une valeur plus petite à l'intérieur de cette même valeur ?
Compte tenu du fait que la surface de la couche résistive sur laquelle est réalisé le contact électrique n'est pas absolument plane, mais présente plutôt une certaine rugosité, le terme de résolution est remplacé par le terme de rugosité plus approprié. Ceci est défini comme la variation instantanée maximale par rapport à l'idéal
Rhéostats ou potentiomètres
Bien que les deux soient des résistances variables, elles reçoivent un nom ou un autre selon la manière dont elles sont connectées à la charge.
Ainsi, s'ils sont connectés en série on obtiendra des variations de courant, et on les appellera rhéostats et si on les connecte en shunt, on obtiendra des variations de tension et on les appellera potentiomètres.
Cependant, il faut dire que lors de leur construction, on pense à l'application la plus appropriée et c'est pourquoi ils sont appelés soit potentiomètres, soit rhéostats.
Types de potentiomètres selon leur montage
Selon l'application, nous disposons de deux types fondamentaux de potentiomètres :
- Potentiomètres de réglage :
Les potentiomètres de réglage ou trimmers permettent un réglage facile des valeurs de résistance par manipulation physique. Ils sont fabriqués en monotours et multitours dans une variété de styles, de tailles et de technologies de boîtier. Les potentiomètres d'ajustement sont des résistances variables utilisées pour toutes les applications où la valeur ohmique exacte requise pour la conception n'est pas définie à l'avance. Ils offrent un réglage facile (généralement effectué à l'aide d'un tournevis) et une stabilité une fois assemblés sur le PCB. On connaît les potentiomètres multitours sous le nom de potentiomètres de réglage multitours.
Paramètres principaux :
Monotour ou multitours (les potentiomètres monotours sont moins chers, tandis que les appareils multitours offrent des tours plus précis)
Conception traversante ou CMS (selon le choix du client)
Plage de réglage : définit la valeur ohmique maximale nécessaire
Dimensions hors tout : en fonction de l'espace PCB disponible
- Potentiomètres de panneau :
Ce sont des résistances variables utilisées dans diverses applications qui nécessitent des réglages manuels et un nombre modéré de cycles. Ils sont montés derrière le panneau avant des ordinateurs et comportent généralement des boutons sur leur tige. Ils sont utilisés dans un large éventail de marchés, tels que les machines industrielles, l'avionique et les équipements médicaux. Certains facteurs clés qui définissent ces potentiomètres incluent le matériau de l'élément résistif, les dimensions, le niveau d'étanchéité, la durée de vie attendue et la puissance admissible. Des options courantes supplémentaires telles que des détentes, des commutateurs et des arbres personnalisés sont également mentionnées. À leur tour, les potentiomètres du panneau peuvent être monotours ou multitours si l'application nécessite un contrôle précis de l'amplitude à faire varier.
Applications : Utilisé dans un large éventail de marchés, tels que les machines industrielles, l’avionique et les équipements médicaux. Certains facteurs clés qui définissent ces potentiomètres incluent le matériau de l'élément résistif, les dimensions, le niveau d'étanchéité, la durée de vie attendue et la puissance admissible.
Types de potentiomètre en fonction du matériau résistif
- Il existe quatre principaux types de potentiomètres en fonction du matériau résistif qu'ils utilisent :
- Potentiomètres à film de carbone : Utilisez ce type de film comme matériau résistif. Ce sont les plus courants et les plus économiques, mais ils peuvent avoir une précision et une stabilité inférieures à celles des autres types.
- Potentiomètres enroulés : utilisez un fil résistif enroulé autour d'un noyau et le contact mobile ajuste la résistance se déplaçant le long du fil. Ils offrent une précision et une stabilité élevées, mais peuvent être plus coûteux que les potentiomètres à film de carbone. Suelen est fabriqué pour des puissances supérieures et est souvent appelé rhéostats.
- Potentiomètres en cermet : Utilisez une céramique métallique (cermet) comme matériau résistif. Il offre une stabilité et une précision élevées, ainsi qu'une longue durée de vie, ce qui en fait une option populaire pour les applications nécessitant une précision et une stabilité élevées avec une résistance variable. Il est fabriqué en une vuelta et en 10 vueltas ou multivuelta, et également scellé ou scellé. En règle générale, les potentiomètres multivariés que nous connaissons peuvent être réglés pour des circuits imprimés ou avec des panneaux, qui peuvent être en céramique.
- Potentiomètres conducteurs en plastique : Ce type de potentiomètre est conçu pour les applications audio professionnelles. Les modèles à panneau peuvent avoir un bouton de commande intégré et une très haute immunité aux poulpes et à l'eau (IP67, IP68)
Chaque type présente ses propres avantages et inconvénients, et le choix du type de potentiomètre dépend des exigences spécifiques de l'application.
Autres types de potentiomètres
Dans certains cas, plusieurs résistances variables sont incorporées dans le même corps de potentiomètre :
- Potentiomètre avec interrupteur : Il existe un interrupteur supplémentaire indépendant de la résistance du potentiomètre, mais qui agit avec le même axe du potentiomètre juste à l'une des deux extrémités de la course. Ils étaient utilisés dans les équipements domestiques pour assurer la fonction d'arrêt et généralement le volume, mais ils sont toujours utilisés dans les régulateurs de lumière ou les gradateurs.
- Potentiomètre tandem ; En déplaçant l'axe du potentiomètre on déplace deux curseurs qui agissent chacun sur un élément résistif différent. On l'appelle aussi double potentiomètre. Il est utilisé dans les applications audio, afin de faire varier le volume, la tonalité, etc. des deux canaux de l'amplificateur, de la console de mixage, etc. Il est aujourd’hui de moins en moins utilisé puisque les techniques numériques ne l’exigent pas.
- Potentiomètres multifonctions : Parfois, plusieurs potentiomètres sont appliqués au même axe du potentiomètre, chacun avec sa propre commande indépendante. Ils étaient autrefois utilisés dans les autoradios et les instruments de mesure, mais aujourd'hui ils ne sont plus utilisés.
Qu'est-ce que mon potentiomètre audio produit du bruit ?
Un potentiomètre scellé empêche la poussière de pénétrer, provoquant des défauts de contacts, de mesures et même du bruit dans les systèmes audio. Ce type de potentiomètre est très coûteux par rapport à un potentiomètre à film de carbone. De plus, ils sont fabriqués uniquement de manière étanche avec des potentiomètres rotatifs et de réglage, conçus pour des environnements hostiles ou pour offrir une longue durée de vie.
Dans le cas où le déplacement du curseur d'un potentiomètre provoque du bruit, nous pouvons essayer de voir si notre potentiomètre a un trou au dos et appliquer un spray nettoyant pour contacts. Si le bruit ne disparaît pas, il faudra changer le potentiomètre
