Potencjometry to jedne z pierwszych elementów, jakie poznają początkujący adepci elektroniki. Oto najważniejsze informacje o potencjometrach i ich zastosowaniach w praktyce.
Dostępne obecnie na rynku rodzaje potencjometrów różnią się zarówno budową oraz rozmiarami, jak i parametrami elektrycznymi czy mechanicznymi. Z charakterystyką danego elementu bezpośrednio związany jest także zakres jego zastosowań. W naszym artykule dokonujemy ogólnego przeglądu potencjometrów jako grupy podzespołów elektronicznych, wskazujemy możliwości zastosowania każdego z typów elementów, a nawet dostarczamy Czytelnikom pewnych praktycznych porad związanych z ich aplikacją w konkretnych układach.
Potencjometry służące do bieżącej obsługi urządzeń, np. wzmacniacza audio, miksera, korektora graficznego czy też efektu gitarowego, są najczęściej wykonywane w dwóch wariantach. Pierwszy z nich to potencjometry osiowe (obrotowe), z obudową w wersji do montażu w otworze panelu czołowego obudowy. Drugi wariant stanowią potencjometry suwakowe, czyli takie, w których ścieżka oporowa biegnie prostoliniowo (a nie po wycinku łuku). Tego typu elementy stosowane są wszędzie tam, gdzie sterowany z ich pomocą parametr będzie często zmieniamy przez użytkownika – np. w czasie modyfikacji głośności wzmacniacza lub dopasowywania balansu między kanałami w mikserze audio. Trwałość mechaniczna potencjometrów obrotowych i suwakowych jest ograniczona – uszkodzenia pojawiają się w nich zarówno na skutek naturalnych procesów starzenia się materiału, jak i mikrouszkodzeń lub przetarć na ścieżce oporowej. Dla użytkownika uszkodzenia te słyszalne są w urządzeniach audio jako trzaski, obecne podczas zmiany nastawy potencjometru.
Jeśli zatem urządzenie ma pracować długo, bez konieczności czyszczenia czy serwisu, warto zastosować potencjometry chronione w jakiś sposób przed wpływem środowiska. W ofercie producentów dostępne są np. wysokiej jakości elementy w uszczelnionych, hermetycznych obudowach. Inna opcja to potencjometry suwakowe (np. DFRobot Gravity – potencjometr suwakowy 5,4kΩ dostępny w ofercie sklepu Botland), wyposażone w przesłonkę ze specjalnej włókniny, która zasłania szczelinę i zapobiega przedostawaniu się kurzu oraz zanieczyszczeń do ścieżki oporowej. Potencjometry tego typu wykonywane są najczęściej w wersji liniowej, co oznacza, że stopień podziału ścieżki oporowej (a więc i rezystancja) zmienia się proporcjonalnie do położenia suwaka. Natomiast potencjometry logarytmiczne mają charakterystykę silnie nieliniową, dopasowaną do fizjologicznej czułości ludzkiego ucha.
Szczególną grupę potencjometrów stanowią potencjometry montażowe, przeznaczone do rzadko zmienianych nastaw urządzenia, np. regulowania progu czułości zadziałania czujnika, kalibrowania wzmocnienia wzmacniacza, czy też poziomu offsetu napięciowego w układzie ze wzmacniaczem operacyjnym albo komparatorem. Wykonywane są zarówno w wersjach do montażu powierzchniowego (SMD), jak i przewlekanego (THT). Najpopularniejsze elementy z tej grupy, potocznie określane jako „peerki”, to właśnie potencjometry przewlekane wykonywane w dwóch wersjach: pionowej i poziomej. W wersji do montażu poziomego (w obudowie leżącej) w celu regulacji suwaka śrubokręt przykłada się z góry, natomiast w wersji stojącej (pionowej) narzędzia do regulacji położenia suwaka przykłada się z boku. Potencjometry SMD natomiast są zwykle znacznie mniejsze od ich przewlekanych odpowiedników, dzięki czemu pozostawiają więcej miejsca na płytce drukowanej. Najmniejsze, tzw. subminiaturowe wersje mają wymiary zaledwie 3×3 mm. Potencjometry montażowe charakteryzują się mocno ograniczoną trwałością mechaniczną (zwykle jest to kilkadziesiąt/kilkaset cykli), dlatego nie nadają się do regulacji głośności lub innych często zmienianych parametrów urządzenia.
Do tej grupy należą potencjometry wieloobrotowe, w których pełen zakres ruchu suwaka znacznie przekracza 360o – najczęściej jest to ok. 10 obrotów. Tego typu elementy stosowane są do wykonywania precyzyjnych nastaw aparatury pomiarowej (potencjometry osiowe) albo do bardzo dokładnej kalibracji urządzenia, wykonywanej najczęściej w fabryce lub w serwisie. W tym drugim przypadku spotkamy najczęściej niewielkie helitrimy, montowane na płytce drukowanej w pozycji z dostępem od góry (stojące) albo leżące (kątowe, z osią umieszczoną równolegle do płytki). Rzadziej używa się także potencjometrów z silnikiem; tego typu rozwiązania (jak choćby Slide Pot firmy SparkFun) napotkamy np. w zmotoryzowanych konsolach mikserskich wysokiej klasy. Warto wspomnieć również o potencjometrach cyfrowych, które nie są już elementami mechanicznymi, ale układami scalonymi, wyposażonymi w cyfrowy interfejs komunikacyjny (najczęściej w postaci SPI/I2C albo pinów cyfrowych), zespół kluczy analogowych i wbudowanych, precyzyjnych rezystorów. Aby osobiście porównać różne rodzaje potencjometrów, wystarczy sięgnąć do oferty rynkowych potentatów – bardzo bogaty wybór tych elementów oferuje sklep dla robotyków Botland.
