پتانسیومتر چیست؟ بررسی ساختار و عملکرد پتانسیومتر تریمر

پتانسیومتر یکی از قطعات الکترونیکی پرکاربرد است که در بسیاری از دستگاه‌ها و سیستم ‌های الکترونیکی به کار می ‌رود. این قطعه به ‌طور خاص برای تنظیم ولتاژ و جریان در مدارهای الکترونیکی طراحی شده است. از انواع پتانسیومتر پرکاربرد می توان به پتانسیومتر تریمر، پتانسیومتر SMD، پتانسیومتر خوابیده، پتانسیومتر تک دور و پتانسیومتر چند دور اشاره کرد که در ادامه به بررسی کامل آنها، کاربردهای پتانسیومترها و ویژگی ها آن خواهیم پرداخت.

پتانسیومتر چیست؟

پتانسیومتر یک قطعه الکترونیکی است که به عنوان یک مقاومت قابل تنظیم عمل می‌ کند. به عبارت ساده، پتانسیومتر یک نوع مقاومت متغیر است که می‌ توان با تغییر موقعیت یک گیره یا پیچ آن، مقدار مقاومت را تغییر داد. این ویژگی باعث می‌ شود که پتانسیومتر در مدارهای مختلف برای تنظیم ولتاژ، جریان یا سایر پارامترهای الکتریکی استفاده شود. در واقع، پتانسیومتر یکی از اجزای مهم در تنظیم پارامترهای الکتریکی دستگاه‌ها و ابزارهای مختلف است.

پتانسیومتر معمولاً از سه پایانه تشکیل شده است:

1. پایانه اول (پایانه ورودی): به یک منبع ولتاژ متصل می‌ شود.
2. پایانه دوم (پایانه متغیر یا دایال): این پایانه معمولاً به یک پیچ تنظیم یا گیره متصل است که با چرخاندن آن می‌ توان مقاومت را تغییر داد.
3. پایانه سوم (پایانه خروجی): این پایانه ولتاژی را که از میان مقاومت تنظیم شده عبور می‌ کند، دریافت می‌ کند.

زمانی که پیچ پتانسیومتر را می‌ چرخانیم، موقعیت گیره متغیر تغییر می‌ کند و بنابراین مقدار مقاومت تغییر پیدا می‌ کند. این تغییر مقاومت باعث تغییر در ولتاژ خروجی یا جریان در مدار می‌ شود. به طور معمول، پتانسیومترها در مدارهای تقسیم ولتاژ استفاده می‌ شوند.

پتانسیومتر تریمر چیست؟

پتانسیومتر تریمر (Trimmer Potentiometer) یا مقاومت‌های تریمر بعنوان مقاومت‌ های متغییر نیز شناخته می‌ شوند. این قطعه به اختصار POT نیز نام دارد. ابتدایی‌ ترین جزء در الکترونیک، مقاومت‌ ها هستند. تقریبا در سراسر یک مدار ساده یا حتی پیچیده یافت می‌ شود. پتانسیومتر یک قطعه سه‌ سر (پایه) و آنالوگ است و به صورت مکانیکی قابلیت چرخش دارد. این قطعه عملکرد غیرفعال یا پسیو دارد. یعنی بدون نیاز به منبع تغذیه عملکرد خود را انجام میدهد. از طریق پتانسیومتر تریمر مقاومت به صورت دستی در مدار تنظیم می‌ شود.

پتانسیومتر تریمر نوعی از مقاومت است که میتوان آنرا با چرخاندن یک پیچ مانند یک مقاومت، دقیق تنظیم کرد. تنظیم ولتاژ قطعه بوسیله یک کنتاکت متحرک و به صورت دستی تنظیم می‌شود تا جریان الکتریکی عبوری از آن کنترل گردد.

هر مقاومت متغیر دارای نوعی کنترل مکانیکی یا الکترونیکی است که بر اساس تغییر این مقاومت، ولتاژ و جریان عبوری با توجه به قانون اهم کنترل می‌شود. اگر بخواهیم یک مثال ابتدایی و روزمره برای پتانسیوتر بزنیم، دکمه کنترل صدا در رادیو و سایر تجهیزات صوتی است.

کاربرد اصلی پتانسیومتر تریمر اغلب در مدارها است چون امکان تنظیم عملکرد مدار و کنترل ولتاژ از این طریق فراهم می‌شود. نسبت به گذشته این قطعات کوچکتر و البته دقیق‌تر نیز شده‌اند. همین امر باعث شد تا با نام‌های دیگر مانند: تریمر، رئوستا، پتانسیومتر متغیر و پیش تنظیم نیز صدا شوند.

دقت داشته باشید که کلمه پتانسیومتر و مقاومت متغیر هر دو برای یک قطعه به کار میروند و تفاوت آن دو در اتصال و نوع عملکردشان است. پتانسیومترها معمولا در زمانی که تنظیمات در طول روند تولید باید انجام شود، کاربرد دارند. نحوه اتصال آنها نیز در هر دو انتهای عنصر مقاومتی است. در مقاومت متغیر یکی از دو سر به مسیر مقاومتی متصل است و سر دیگر به یک پایه مجزا (لغزنده).

پتانسیومتر تریمر دارای سه پایه است که هر پایه عملکرد خود را دارد.

• Pin 1 (CCW): این پین به سادگی به یک ترمینال از مسیر مقاومتی متصل می‌شود.
• Pin 2 (Wiper): این ترمینال برای دریافت ولتاژ متغیر جا به جا می‌شود.
• Pin 1 (CW): به ترمینال باقی مانده مسیر مقاومتی متصل میشود.

در بدنه، قطعه نواری از مواد رسانا به کار رفته که با چرخاندن حرکت میکند. این حرکت با افزایش یا کاهش میزان تماس بین هادی و سطح باعث ایجاد تغییر فیزیکی می‌شود. از این مقاومت در حال تغییر می‌توان برای کنترل سیگنال‌های الکتریکی یا اجزای داخل مدار بهره‌مند شد.

نماد

شباهت پتانسیومتر به مقاومت در تعریف نماد آنها نیز دیده می‌شود. همانطور که مشاهده میکنید نماد پتانسیومتر، مقاومتی است که علامت فلش به سمت آن آمده. این فلش نشان دهنده تماس کشویی است که در آن دو سر فلش نشان دهنده پایانه 1 و 3 و انتهای آن بعنوان پایانه 2 تعریف شده است.

انواع پتانسیومتر

پتانسیومترها از مواد مختلفی مانند کربن، فیلم فلزی و پلاستیک رسانا تولید می‌شوند. از همین رو بر اساس عملکردشان به سه نوع تقسیم می‌شوند:

1. گردان (چرخشی، روتاری)
2. خطی
3. دیجیتال

4. پتانسیومتر تک دور (Single Turn Potentiometer): این نوع پتانسیومتر تنها یک دور چرخش برای تغییر مقاومت دارد و معمولاً برای تنظیمات ساده و تنظیمات محدوده کوچک مورد استفاده قرار می‌ گیرد. به منظور تهیه پتانسیومتر تک دور کلیک کنید.

5. پتانسیومتر چند دور (Multi-Turn Potentiometer): این نوع پتانسیومتر چندین دور چرخش دارد و برای تنظیمات دقیق‌ تر و تغییرات مقاومت بیشتر استفاده می‌ شود. برای خرید پتانسیومتر مولتی ترن کلیک کنید.

6. پتانسیومتر SMD (Surface Mount Device Potentiometer): این نوع پتانسیومتر به‌ طور خاص برای نصب بر روی سطح مدار چاپی طراحی شده است. این قطعه در دستگاه‌های مدرن با فضای محدود کاربرد دارد. برای خرید پتانسیومتر SMD کلیک کنید.

7. پتانسیومتر خوابیده: در این نوع پتانسیومتر، قطعه به صورت افقی و “خوابیده” روی برد نصب می‌ شود و فضای کمتری را اشغال می‌ کند. برای مشاهده انواع پتانسیومتر خوابیده کلیک کنید.

که در بین این مدلها روتاری پرکاربردترین نوع POT است.

پتانسیومتر گردان

بهترین مثال برای درک واضح از این قطعه، کنترل کننده صدا در رادیو و یا دکمه کنترل صدا موجود در استریو و سایر دستگاه‌های پخش است. پتانسیومتر روتاری می‌تواند ولتاژ تغذیه قابل تنظیم را به مدارهای الکتریکی برساند. عملکرد نوع چرخشی و خطی یکسان است اما تنها تفاوت آنها در این است که نوع چرخشی حرکت دورانی را به مقاومت متفاومت تبدیل می‌کند.

این قطعه با اسامی دیگر به نام‌های چرخشی یا روتاری نیز به کار میرود. پتانسیومتر تک چرخشی، چند چرخشی، دوتایی و متحدالمرکز از انواع مختلف پتانسیومتر گردان هستند. که هریک بنا به نوع نیاز کاربر قابل استفاده هستند.

پتانسیومتر خطی

از نظر عملکردی پتانسیومتر خطی شبیه به چرخشی است. با این تفاوت که به جای مقاومت نیم دایره‌ایی، یک مقاومت خطی با یک کنتاکت کشویی وجود دارد. کاربری این قطعه معمولا برای اندازه‌گیری ولتاژ در یک شاخه از مدار و اندازه‌گیری مقاومت سلولی باتری است. همچنین برای مقایسه یک سلول از باتری با سلولی که استاندارد هست نیز به کار میرود. انواع مختلف پتانسیومتر خطی شامل مدل کشویی، چند گردشی و فیدر موتوری است.

پتانسیومتر دیجیتال

گاهی اوقات برای تغییر میزان مقاومت احتیاج به فرمان میکروکنترلر است و نباید به صورت دستی تنظیمات را انجام دهیم. بعنوان مثال تنظیم نور LED یا LCD که به صورت دستی انجام پذیر نیست. در این شرایط بهترین گزینه استفاده از پتانسیومتر دیجیتال است.

• اندازه کوچک
• دقت بالا
• تغییر اندک مقاومت
• عدم تاثیر‌پذیری از محیط در شرایط سخت. مثل رطوبت، ارتعاش و ضربه
• مصرف کم برق
• عدم وجود قسمت متحرک در آن

از ویژگی‌های قابل توجه پتانسیومتر دیجیتال است که باعث برتری آن می‌شود. اما دقت داشته باشید که از توان بالای این محصول در زمانی که دما زیاد است نمیتوان استفاده کرد.

تفاوت رئوستا و پتانسیومتر در چیست؟

این دو قطعه هر دو مقاومت متغیر هستند. پتانسیومتر یک قطعه سه پایه است که توانایی محدود کردن جریان و ولتاژ را دارد. در حالیکه رئوستا تنها برای محدود یا کنترل کردن جریان به کار میرود.

کاربرد پتانسیومتر چیست؟

پتانسیومترها در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی کاربرد دارند. برخی از این کاربردها عبارتند از:

• کنترل صوتی و صفحه نمایشی (تنظیم حجم صدا، تنظیم نور و کنتراست صفحه نمایش)
• کنترل حرکت در سیستم‌های خود مهار
• بعنوان مبدل‌های جا به جایی
• اندازه‌گیری مقاومت داخلی باتری
• تنظیم شدت صدا: پتانسیومترها معمولاً در مدارهای صوتی برای تنظیم میزان صدای دستگاه‌ های الکترونیکی، مانند رادیوها، تلویزیون‌ ها و سیستم‌ های صوتی استفاده می‌ شوند.
• کنترل روشنایی: در سیستم‌ های روشنایی، پتانسیومترها می‌توانند برای تنظیم شدت نور لامپ‌ ها یا سیستم‌ های نورپردازی استفاده شوند.
• تنظیم ولتاژ: در بسیاری از مدارهای الکترونیکی، از پتانسیومتر برای تنظیم ولتاژ به‌ ویژه در مدارات حساس یا دقیق استفاده می‌ شود.
• حساسیت در دستگاه‌ های اندازه‌ گیری: پتانسیومترها در دستگاه‌ های اندازه‌ گیری برای تنظیم حساسیت یا مقیاس‌ های مختلف کاربرد دارند.
• کنترل سرعت موتور: در برخی سیستم‌ ها، مانند پمپ‌ ها و فن‌ ها، از پتانسیومتر برای تنظیم سرعت موتور استفاده می‌ شود.