Potensiyometr: Pêşnûmayî, Tîpên û Prinsîp Ya Çalakî

Potensiyometre Nedir?

Bir potensiyometre (ayrıca pot veya potmetre olarak da bilinir) manuel olarak ayarlanan üç terminalli bir değişken dirençtir. Bu, elektrik akışını kontrol etmek için direnç manuel olarak değiştirilir. Potensiyometre, ayarlanabilir bir gerilim bölücü olarak çalışır.

Potensiyometre Nasıl Çalışır?

Potensiyometre, bir pasif elektronik bileşenidir. Potensiyometreler, kaydırma temasının düzgün bir direnç boyunca konumunu değiştirerek çalışır. Potensiyometrede, tüm giriş gerilimi direnç boyunca uygulanır ve çıkış gerilimi, sabit ve kaydırma teması arasındaki gerilim düşümüdür.

Potensiyometre, giriş kaynağının iki terminalini dirençin ucuna sabitler. Çıkış gerilimini ayarlamak için kaydırma teması direnç üzerinde hareket ettirilir.

Bu, bir rezistat ile farklıdır, burada bir ucun sabit olduğu ve kaydırmalı terminalin devreye bağlandığı gösterilmektedir.

Bu, iki hücrenin emf'lerinin karşılaştırılmasında ve ampermetre, voltmetre ve wattmetrenin kalibrasyonunda kullanılan çok temel bir alettir. Potensiyometrenin temel çalışma prensibi oldukça basittir. İki pilleri galvanometre aracılığıyla paralel olarak bağladığımızı varsayalım. Negatif pil uçları birbirine bağlı, pozitif pil uçları da galvanometre aracılığıyla birbirine bağlanmıştır.

Burada, eğer her iki pil hücresinin de elektrik potansiyeli tam olarak aynıysa, devrede dolaşan akım olmaz ve bu nedenle galvanometre sıfır sapma gösterir. Potensiyometrenin çalışma prensibi bu olaya dayanır.

Şimdi, bir pil direnç üzerinden anahtar ve bir rezistat ile bağlandığı başka bir devre düşünün.

Direnç, uzunluğuna göre düzgün elektriksel direnç sahiptir. Yani, direnç boyunca birim uzunluk başına gerilim düşümü eşittir. Rezistatı ayarlayarak, direnç boyunca birim uzunluk başına v volt gerilim düşümünü elde edebiliriz.

Şimdi, standart hücresinin pozitif terminali direnç üzerinde A noktasına bağlanır ve aynı hücrenin negatif terminali galvanometre ile bağlanır. Galvanometrenin diğer ucu, yukarıdaki şema gibi kaydırma teması aracılığıyla direnç ile temas halindedir. Bu kaydırma ucunu ayarlayarak, galvanometrede akım olmadığı ve bu nedenle galvanometrede sapma olmadığı B noktası bulunur.

Yani, standart hücresinin emfi, A ve B noktaları arasındaki dirençte ortaya çıkan gerilim tarafından tamamen dengeleştirilmiştir. Şimdi, A ve B noktaları arasındaki mesafe L ise, standart hücresinin emfini E = Lv volt olarak yazabiliriz.

İşte böylece potensiyometre, devreden herhangi bir akım bileşeni almadan iki nokta (burada A ve B) arasındaki gerilimi ölçer. Bu, potensiyometrenin en önemli özelliği olan, gerilimi en doğru şekilde ölçebilmesidir.

Potensiyometre Tipleri

Potensiyometrelerin iki ana tipi vardır:

• Rotary potensiyometre

• Linear potensiyometre

Bu potensiyometrelerin temel yapısal özellikleri değişiklik gösterse de, her iki tip potensiyometrenin çalışma prensibi aynıdır.

Not: Bu tipler DC potensiyometrelerdir - AC potensiyometrelerin tipleri biraz farklıdır.

Dönen Potensiyometreler

Dönen potensiyometreler, genellikle elektronik ve elektrik devrelerinin bir kısmına ayarlanabilir besleme gerilimi sağlamak için kullanılır. Bir radyo transistörünün ses kontrolü, dönen potensiyometrenin popüler bir örneğidir, burada potensiyometrenin dönen tuşu amplifikatöre giden beslemeyi kontrol eder.

Bu tür potensiyometre, iki terminal kontakt arasında yarı çap şeklinde düzgün bir direnç yerleştirilmiştir. Cihaz ayrıca, dönen bir tuşa bağlı kaydırma temasıyla dirençle bağlantılı orta bir terminali de içerir. Tuşu döndürerek kaydırma temasını yarı çap şeklindeki direnç üzerinde hareket ettirebilirsiniz. Gerilim, direnç ucundaki bir terminal ile kaydırma teması arasında alınır. Potensiyometre kısa adıyla POT olarak da bilinir. POT, ayrıca şube şarj cihazlarında şarj gerilimini ayarlamak için de kullanılır. Düzgün gerilim kontrolü gerektiren birçok durumda dönen potensiyometre kullanılabilir.

Doğrusal Potensiyometreler

Doğrusal potensiyometre, temel olarak aynıdır, ancak tek fark, burada kaydırma teması doğrusal olarak direnç üzerinde hareket etmektedir. Burada, düz bir dirençin iki ucunun kaynak gerilimine bağlanır. Kaydırma teması, direnç boyunca yerleştirilmiş bir ray boyunca direnç üzerinde kaydırılabilir. Kaydırma temasına bağlı terminal, çıkış devresinin bir ucuna bağlanır ve dirençin bir terminali, çıkış devresinin diğer ucuna bağlanır.

Bu tür potensiyometre, genellikle bir devre dalındaki gerilimi ölçmek, bir pil hücresinin iç direncini ölçmek, bir pil hücresini standart bir hücreyle karşılaştırmak ve günlük hayatta müzik ve ses karıştırma sistemlerinde yaygın olarak kullanılır.

Dijital Potensiyometreler

Dijital potensiyometreler, iki sabit uç terminali ve çıktı gerilimini değiştirmek için kullanılan bir sürgü terminali olan üç terminal cihazlardır.

Dijital potensiyometreler, bir sistemi kalibre etmek, ofset gerilimini ayarlamak, filtreleri ayarlamak, ekran parlaklığını kontrol etmek ve ses hacmini kontrol etmek dahil olmak üzere çeşitli uygulamalara sahiptir.

Ancak mekanik potensiyometreler, hassasiyet gerektiren uygulamalar için uygun olmayacak bazı ciddi dezavantajlara sahiptir. Boyut, sürgü kirliliği, mekanik aşınma, direnç kayması, titreşim, nem duyarlılığı vb. bazı ana dezavantajlarıdır. Bu nedenle, dijital potensiyometreler daha yüksek hassasiyete sahip olduğundan, daha yaygın olarak kullanılmaktadır.

Dijital Potensiyometre Devresi

Dijital potensiyometre devresi, elektronik anahtarlara sahip direnç elemanı ve sürgünün kontrol devresi olmak üzere iki bölümden oluşur. Şekilde her iki bölüm de gösterilmiştir.

İlk bölüm, bir dizi dirençten oluşur ve her düğüm, A ve B uç noktaları hariç, W terminaline bağlıdır. Terminal W, sürgü terminalidir. Her anahtar CMOS teknolojisi kullanılarak tasarlanmıştır ve potensiyometre çalışırken herhangi bir zamanda sadece bir anahtar açık durumdadır.

Açık olan anahtar, potensiyometrenin direncini belirler ve anahtarların sayısı, cihazın çözünürlüğünü belirler. Hangi anahtarın açılacağı, kontrol devresi tarafından belirlenir. Kontrol devresi, SPI, I2C, yukarı/aşağı veya manuel olarak düğmeler veya bir dijital kodlayıcı aracılığıyla dijital olarak yazılabilen bir RDAC kaydından oluşur. Yukarıdaki diyagram, düğme kontrollü bir dijital potensiyometreyi göstermektedir. Bir düğme "YUKARI" veya direnci artırmak, diğer düğme ise "AŞAĞI" yani direnci azaltmak için kullanılır.

Genellikle, dijital potensiyometre kapalıyken sürgü konumu orta anahtarın yerindedir. Gücü açtıktan sonra, ihtiyacımıza göre düğme işlemleriyle direnci artırabilir veya azaltabiliriz. Ayrıca gelişmiş dijital potensiyometreler, sürgünün son konumunu saklayabilecek dahili bir belleğe sahiptir. Bu bellek, uygulamaya bağlı olarak geçici veya kalıcı olabilir.

Örneğin