Apa itu Potensiometer: Konstruksi & Cara Kerjanya

Potensiometer adalah alat listrik yang digunakan untuk mengukur EMF (gaya gerak listrik) dari sel tertentu, resistansi internal sel. Dan juga digunakan untuk membandingkan EMF dari sel yang berbeda. Itu juga bisa digunakan sebagai resistor variabel di sebagian besar aplikasi. Potensiometer ini digunakan dalam jumlah besar dalam pembuatan peralatan elektronik yang menyediakan cara penyesuaian sirkuit elektronik sehingga diperoleh keluaran yang benar. Meskipun penggunaannya yang paling jelas pasti untuk kontrol volume pada radio dan peralatan elektronik lainnya yang digunakan untuk audio.

Potensiometer Pin Out

Diagram pin dari potensiometer Trimpot ditunjukkan di bawah ini. Potensiometer ini tersedia dalam berbagai bentuk dan mencakup tiga kabel. Komponen ini dapat ditempatkan di papan tempat memotong roti dengan mudah untuk pembuatan prototipe yang mudah. Potensiometer ini menyertakan kenop di atasnya dan digunakan untuk mengubah nilainya dengan mengubahnya.

Pin Out dari Potentiometer

Pin1 (Ujung Tetap): Koneksi ujung tetap1 ini dapat dilakukan ke salah satu ujung jalur resistif

Pin2 (Akhir Variabel): Sambungan ujung variabel ini dapat dilakukan dengan menghubungkannya ke wiper sehingga memberikan tegangan variabel

Pin3 (Ujung Tetap): Koneksi ujung tetap lainnya ini dapat dilakukan dengan menghubungkannya ke ujung lain dari jalur resistif

Bagaimana Cara Memilih Potensiometer?

Potensiometer juga disebut POT atau resistor variabel. Ini digunakan untuk memberikan resistansi variabel dengan hanya mengubah kenop pada potensiometer. Klasifikasi ini dapat dilakukan berdasarkan dua parameter penting seperti Resistansi (R-ohm) & Peringkat daya (P-Watt).

Potensiometer

Resistensi potensiometer, jika tidak, nilainya terutama menentukan berapa banyak resistansi yang diberikannya pada aliran arus. Ketika nilai resistor tinggi maka nilai arus yang mengalir akan semakin kecil. Beberapa potensiometer adalah 500Ω, 1K ohm, 2K ohm, 5K ohm, 10K ohm, 22K ohm, 47K ohm, 50K ohm, 100K ohm, 220K ohm, 470K ohm, 500K ohm, 1M.

Klasifikasi resistor terutama tergantung pada berapa banyak arus yang memungkinkan untuk mengalir melaluinya, yang dikenal sebagai peringkat daya. Peringkat daya potensiometer adalah 0,3W & oleh karena itu dapat digunakan hanya untuk sirkuit arus rendah.

Masih ada beberapa macam potensiometer dan pemilihannya terutama bergantung pada kebutuhan tertentu seperti berikut ini.

• Kebutuhan Struktur
• Karakteristik Perubahan Resistensi
• Pilih jenis potensiometer berdasarkan kebutuhan Penggunaan
• Pilih parameter berdasarkan kebutuhan rangkaian

Konstruksi dan Prinsip Kerja

Potensiometer terdiri dari kabel resistif panjang L yang terbuat dari magnum atau dengan konstantan dan baterai yang diketahui EMF V. Tegangan ini disebut tegangan sel pengemudi . Hubungkan kedua ujung kabel resistif L ke terminal aki seperti gambar dibawah ini mari kita asumsikan ini adalah susunan rangkaian primer.

Satu terminal sel lain (yang EMF E-nya akan diukur) berada di salah satu ujung rangkaian primer dan ujung lain dari terminal sel dihubungkan ke titik mana pun pada kabel resistif melalui galvanometer G. Sekarang mari kita asumsikan pengaturan ini adalah sirkuit sekunder. Susunan potensiometer seperti gambar di bawah ini.

Pembangunan Potensiometer

Prinsip kerja dasar ini didasarkan pada fakta bahwa jatuhnya potensial di setiap bagian kawat berbanding lurus dengan panjang kawat, asalkan kabel memiliki luas penampang yang seragam dan arus konstan yang mengalir melaluinya. “Jika tidak ada beda potensial antara dua node maka arus listrik akan mengalir”.

Sekarang kawat potensiometer sebenarnya adalah kawat dengan resistivitas tinggi (ῥ) dengan luas penampang A seragam. Jadi, di seluruh kawat, ia memiliki tahanan yang seragam. Sekarang terminal potensiometer ini terhubung ke sel EMF V tinggi (mengabaikan resistansi internalnya) yang disebut sel driver atau sumber tegangan. Biarkan arus melalui potensiometer adalah I dan R adalah hambatan total potensiometer.

Kemudian menurut hukum Ohm V = IR

Kita tahu bahwa R = ῥL / A

Jadi, V = I ῥL / A

Karena ῥ dan A selalu konstan dan arus I dijaga konstan oleh rheostat.

Jadi L ῥ / A = K (konstan)

Jadi, V = KL. Sekarang anggaplah sel E dari EMF lebih rendah dari sel driver diletakkan di sirkuit seperti yang ditunjukkan di atas. Katakanlah memiliki EMF E. Sekarang di kabel potensiometer katakan panjang x potensiometer telah menjadi E.

E = L ῥx / A = Kx

Ketika sel ini ditempatkan di sirkuit seperti yang ditunjukkan gambar di atas dengan lelucon yang terhubung ke panjang yang sesuai (x), tidak akan ada aliran arus melalui galvanometer karena ketika beda potensial sama dengan nol, tidak ada arus yang mengalir melaluinya .

Jadi galvanometer G menunjukkan deteksi nol. Kemudian panjang (x) disebut panjang titik nol. Sekarang dengan mengetahui konstanta K dan panjang x. Kami dapat menemukan EMF yang tidak diketahui.

E = L ῥx / A = Kx

Kedua, EMF dua sel juga dapat dibandingkan, biarkan sel pertama EMF E1 diberi titik nol pada panjang = L1 dan sel kedua EMF E2 menunjukkan titik nol pada panjang = L2

Kemudian,

E1 / E2 = L1 / L2

Mengapa Potensiometer Dipilih Di Atas Voltmeter?

Ketika kita menggunakan Voltmeter, arus mengalir melalui rangkaian, dan karena hambatan internal sel, selalu potensial terminal akan lebih kecil dari potensial sel yang sebenarnya. Di sirkuit ini, ketika beda potensial diseimbangkan (menggunakan deteksi null Galvanometer), tidak ada arus yang mengalir di sirkuit, sehingga potensial terminal akan sama dengan potensial sel yang sebenarnya. Jadi kita dapat memahami bahwa Voltmeter mengukur potensial terminal sel, tetapi ini mengukur potensial sel yang sebenarnya. Simbol skema ini ditunjukkan di bawah ini.

Simbol Potensiometer

Jenis Potensiometer

Potensiometer juga dikenal sebagai pot. Potensiometer ini memiliki tiga koneksi terminal. Satu terminal terhubung ke kontak geser yang disebut wiper dan dua terminal lainnya terhubung ke trek resistansi tetap. Penghapus dapat dipindahkan di sepanjang jalur resistif baik dengan menggunakan kontrol geser linier atau kontak “penghapus” berputar. Kontrol putar dan linier memiliki operasi dasar yang sama.

Bentuk paling umum dari potensiometer adalah potensiometer putar putaran tunggal. Jenis potensiometer ini sering digunakan pada kontrol volume audio (lancip logaritmik) serta banyak aplikasi lainnya. Bahan yang berbeda digunakan untuk membuat potensiometer, termasuk komposisi karbon, sermet, plastik konduktif, dan film logam.

Potensiometer Putar

Ini adalah jenis potensiometer yang paling umum, di mana penghapus bergerak di sepanjang jalur melingkar. Potensiometer ini terutama digunakan untuk mendapatkan suplai tegangan yang dapat diubah ke sebagian kecil rangkaian. Contoh terbaik dari potensiometer putar ini adalah pengontrol volume transistor radio di mana kenop putar mengontrol suplai arus ke amplifier.

Jenis potensiometer ini mencakup dua kontak terminal di mana resistansi yang konsisten dapat ditemukan dalam model setengah lingkaran. Dan juga termasuk terminal di tengah yang disatukan dengan resistansi menggunakan kontak geser yang dihubungkan melalui kenop yang berputar. Kontak geser dapat diputar dengan memutar kenop di atas tahanan setengah lingkaran. Tegangan ini dapat diperoleh di antara dua kontak resistansi & geser. Potensiometer ini digunakan di mana pun kontrol tegangan level diperlukan.

Potensiometer Linier

Dalam jenis Potensiometer ini, penghapus bergerak di sepanjang jalur linier. Juga dikenal sebagai pot geser, slider, atau fader. Potensiometer ini mirip dengan tipe putar tetapi pada potensiometer ini, kontak geser hanya diputar pada resistor secara linier. Sambungan dua terminal resistor terhubung melintasi sumber tegangan. Kontak geser pada resistor dapat dipindahkan menggunakan jalur yang dihubungkan melalui resistor.

Terminal resistor terhubung ke arah geser yang terhubung ke salah satu ujung keluaran rangkaian & terminal lain terhubung ke ujung lain dari keluaran rangkaian. Potensiometer jenis ini banyak digunakan untuk menghitung tegangan pada suatu rangkaian. Ini digunakan untuk mengukur resistansi internal sel baterai dan juga digunakan dalam sistem pencampuran equalizer suara & musik.

Potensiometer Mekanis

Ada berbagai jenis potensiometer yang tersedia di pasaran, di mana jenis mekanis digunakan untuk mengontrol secara manual untuk mengubah resistansi serta keluaran perangkat. Namun, potensiometer digital digunakan untuk mengubah resistansinya secara otomatis berdasarkan keadaan yang diberikan. Jenis potensiometer ini bekerja secara akurat seperti potensiometer dan ketahanannya dapat diubah melalui komunikasi digital seperti SPI, I2C daripada memutar kenop secara langsung.

Potensiometer ini disebut POT karena strukturnya yang berbentuk POT. Ini mencakup tiga terminal seperti i / p, o / p, dan GND bersama dengan kenop di puncaknya. Tombol ini berfungsi seperti kontrol untuk mengontrol resistansi dengan memutarnya ke dua arah seperti searah jarum jam sebaliknya berlawanan arah jarum jam.

Kelemahan utama dari potensiometer digital adalah bahwa mereka hanya dipengaruhi oleh faktor lingkungan yang berbeda seperti kotoran, debu, kelembaban, dll. Untuk mengatasi kelemahan ini, Potensiometer digital (digiPOT) diterapkan. Potensiometer ini dapat bekerja di lingkungan seperti debu, kotoran, kelembaban tanpa mengubah operasinya.

Potensiometer Digital

Potensiometer digital juga disebut sebagai digiPOTs atau resistor variabel yang digunakan untuk mengontrol sinyal analog menggunakan mikrokontroler. Jenis potensiometer ini memberikan resistansi output daya yang dapat diubah tergantung pada input digital. Terkadang, ini juga disebut RDAC (konverter digital-ke-analog resistif). Pengendalian digipot ini dapat dilakukan dengan sinyal digital daripada melalui gerakan mekanis.

Setiap langkah pada tangga resistor mencakup satu sakelar yang terhubung ke terminal output daya dari potensiometer digital. Rasio hambatan dalam potensiometer dapat ditentukan melalui tangga yang dipilih. Umumnya, langkah-langkah ini ditunjukkan dengan nilai bit, misalnya. 8-bit sama dengan 256 langkah.

Potensiometer ini menggunakan protokol digital seperti I²C atau SPI Bus (Serial Peripheral Interface) untuk pensinyalan. Sebagian besar potensiometer ini hanya menggunakan memori volatil sehingga mereka tidak mengingat tempatnya setelah dimatikan dan tempat terakhirnya dapat disimpan melalui FPGA atau mikrokontroler tempat mereka terhubung.

Karakteristik

Itu karakteristik potensiometer termasuk yang berikut ini.

• Ini sangat akurat karena bekerja pada teknik evaluasi daripada teknik defleksi untuk menentukan tegangan tak dikenal.
• Ini menentukan titik keseimbangan, jika tidak, nol yang tidak membutuhkan daya untuk dimensi.
• Potensiometer bekerja bebas dari hambatan sumber karena tidak ada aliran arus di seluruh potensiometer karena seimbang.
• Karakteristik utama dari potensiometer ini adalah resolusi, lancip, kode penandaan & hambatan hop on / hop off

Sensitivitas Potensiometer

Sensitivitas potensiometer dapat didefinisikan sebagai variasi paling tidak potensial yang dihitung dengan bantuan potensiometer. Sensitivitasnya terutama bergantung pada nilai gradien potensial (K). Ketika nilai gradien potensial rendah, perbedaan potensial yang dapat dihitung oleh potensiometer lebih kecil, dan kemudian sensitivitas potensiometer lebih besar.

Jadi, untuk potensi ketidaksamaan tertentu, sensitivitas potensiometer dapat meningkat melalui peningkatan panjang potensiometer. Sensitivitas potensiometer juga dapat ditingkatkan karena alasan berikut.

• Dengan menambah panjang potensiometer
• Dengan menurunkan aliran arus dalam rangkaian melalui rheostat
• Kedua teknik tersebut akan membantu dalam mengurangi nilai gradien potensial & meningkatkan resistivitas.

Perbedaan antara Potensiometer dan Voltmeter

Perbedaan utama antara potensiometer dan voltmeter dibahas dalam tabel perbandingan.

Rheostat vs Potensiometer

Perbedaan utama antara rheostat dan potensiometer dibahas dalam tabel perbandingan.

Pengukuran Tegangan dengan Potensiometer

Pengukuran tegangan dapat dilakukan dengan menggunakan potensiometer dalam suatu rangkaian merupakan konsep yang sangat sederhana. Pada rangkaian, rheostat harus diatur dan arus yang mengalir melalui resistor dapat diatur sehingga untuk setiap satuan panjang resistor, tegangan yang tepat dapat diturunkan.

Sekarang kita harus memperbaiki salah satu ujung cabang ke awal resistor sedangkan ujung lainnya dapat dihubungkan ke kontak geser resistor menggunakan galvanometer. Jadi, sekarang kita harus memindahkan kontak geser ke atas resistor sampai galvanometer menampilkan defleksi nol. Setelah galvanometer mencapai keadaan nolnya maka kita harus mencatat pembacaan posisi pada skala resistor & berdasarkan itu kita dapat menemukan tegangan di rangkaian. Untuk pemahaman yang lebih baik, kita dapat mengatur tegangan untuk setiap satuan panjang resistor.

Keuntungan

Itu keuntungan dari potensiometer termasuk yang berikut ini.

• Tidak ada kemungkinan mendapatkan kesalahan karena menggunakan metode refleksi nol.
• Standarisasi dapat dilakukan dengan menggunakan sel normal secara langsung
• Ini digunakan untuk mengukur ggl kecil karena sangat sensitif
• Berdasarkan kebutuhan, panjang potensiometer dapat ditambah untuk mendapatkan akurasi.
• Ketika potensiometer digunakan di sirkuit untuk pengukuran maka itu tidak menarik arus apapun.
• Ini digunakan untuk mengukur resistansi bagian dalam sel serta membandingkan e.m.f. dari dua sel tetapi dengan menggunakan voltmeter, itu tidak mungkin.

Kekurangan

Itu kelemahan potensiometer termasuk yang berikut ini.

• Penggunaan potensiometer tidak nyaman
• Luas penampang kabel potensiometer harus konsisten sehingga tidak memungkinkan secara praktis.
• Saat melakukan percobaan, suhu kawat harus stabil tetapi ini sulit karena aliran arus.
• Kekurangan utama dari hal ini adalah, dibutuhkan tenaga yang besar untuk menggerakkan wiper atau kontak gesernya. Terjadi erosi karena pergerakan penghapus. Jadi ini mengurangi masa pakai transduser
• Bandwidth terbatas.

Potensiometer Driver Cell

Potensiometer digunakan untuk mengukur tegangan dengan mengevaluasi tegangan pengukuran di seluruh resistansi potensiometer dengan tegangan. Jadi untuk pengoperasian potensiometer, harus ada sumber tegangan yang disatukan di seluruh rangkaian potensiometer. Potensiometer dapat dioperasikan oleh sumber tegangan yang disediakan oleh sel yang dikenal sebagai sel driver.

Sel ini digunakan untuk mengalirkan arus ke seluruh resistansi potensiometer. Hambatan & produk saat ini dari potensiometer akan memberikan tegangan lengkap perangkat. Jadi, voltase ini bisa diatur untuk mengubah sensitivitas potensiometer. Biasanya, ini dapat dilakukan dengan mengatur arus di seluruh resistansi. Sebuah rheostat dihubungkan dengan sel driver secara seri.

Aliran arus melalui resistansi dapat dikontrol menggunakan rheostat yang dihubungkan dengan sel driver secara seri. Jadi tegangan sel driver harus lebih baik dibandingkan dengan tegangan yang diukur.

Penerapan Potensiometer

Aplikasi potensiometer meliputi yang berikut ini.

Potensiometer sebagai Pembagi Tegangan

Potensiometer dapat digunakan sebagai pembagi tegangan untuk mendapatkan tegangan keluaran yang dapat disesuaikan secara manual pada penggeser dari tegangan masukan tetap yang diterapkan di kedua ujung potensiometer. Sekarang tegangan beban di RL dapat diukur sebagai

Sirkuit Pembagi Tegangan

VL = R2RL. VS / (R1RL + R2RL + R1R2)

Kontrol Audio

Potensiometer geser, salah satu kegunaan paling umum untuk potensiometer daya rendah modern adalah sebagai perangkat kontrol audio. Pot geser (fader) dan potensiometer putar (kenop) secara teratur digunakan untuk redaman frekuensi, menyesuaikan kenyaringan, dan untuk karakteristik sinyal audio yang berbeda.

Televisi

Potensiometer digunakan untuk mengontrol kecerahan, kontras, dan respons warna gambar. Potensiometer sering digunakan untuk menyesuaikan 'tahan vertikal', yang memengaruhi sinkronisasi antara sinyal gambar yang diterima dan sirkuit sapuan internal penerima ( multi-vibrator ).

Transduser

Salah satu aplikasi yang paling umum adalah mengukur perpindahan. Untuk mengukur perpindahan tubuh, yang dapat digerakkan, dihubungkan ke elemen geser yang terletak pada potensiometer. Saat bodi bergerak, posisi slider juga berubah sehingga resistansi antara titik tetap dan slider berubah. Karena itu tegangan pada titik-titik ini juga berubah.

Perubahan resistansi atau tegangan sebanding dengan perubahan perpindahan benda. Dengan demikian perubahan tegangan menunjukkan perpindahan benda. Ini dapat digunakan untuk pengukuran perpindahan translasi dan rotasi. Karena potensiometer ini bekerja berdasarkan prinsip hambatan, mereka juga disebut potensiometer resistif. Misalnya, rotasi poros dapat mewakili sudut, dan rasio pembagian tegangan dapat dibuat sebanding dengan kosinus sudut.

Jadi, ini semua tentang gambaran tentang apa itu Potensiometer , pinout, konstruksinya, tipe berbeda, cara memilih, karakteristik, perbedaan, kelebihan, kekurangan, dan aplikasinya. Kami berharap Anda mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang informasi ini. Selanjutnya, setiap pertanyaan tentang konsep ini atau proyek listrik dan elektronik , tolong berikan saran berharga Anda dengan berkomentar di bagian komentar di bawah. Berikut sebuah pertanyaan untuk anda, Apa fungsi dari sebuah potensiometer putar?