ポテンショメーターとは？Arduinoでのアナログ読み取りと制御

ポテンショメーターは、軸を回すと抵抗値が変わる可変抵抗です。ラジオの音量つまみ、照明の調光器、ゲームコントローラーのスティックは、どれもポテンショメーターです。Arduinoのプロジェクトでは、ユーザーから値を受け取るいちばん簡単な方法です。つまみを回すと、Arduinoが0〜1023の数値を読み取ります。

ポテンショメーターはどう動く？

内部には円弧状の抵抗体と、その上をすべるワイパーがあります。両端の2本の足の間の抵抗値は一定です（たとえば10 kΩ）。真ん中の足はワイパーにつながっていて、軸を回すとワイパーが抵抗体の上を移動し、両端の足との間の抵抗値が変わります。両端の足に5 VとGNDをつなぐと、真ん中の足から0〜5 Vの電圧が得られます。つまり、ポテンショメーターは調整できる分圧回路なのです。

ポテンショメーターの種類

ポテンショメーターをArduinoにつなぐ

1. 両端の足の一方を5Vに、もう一方をGNDにつなぎます（入れ替えると回す向きが逆になるだけです）。
2. 真ん中の足をアナログ入力、たとえばA0につなぎます。
3. PWMに対応した9番ピンに、220 Ωの抵抗を通してLEDをつなぎます。
4. 下のコードを書き込み、シリアルモニタを開きます。つまみを回すと、値とLEDの明るさが変わります。

1const int POT_PIN = A0;   // potansiyometre orta bacak / pot wiper
2const int LED_PIN = 9;    // PWM pini / PWM pin
3
4void setup() {
5  pinMode(LED_PIN, OUTPUT); // LED çıkış / LED output
6  Serial.begin(9600);       // seri monitör / serial monitor
7}
8
9void loop() {
10  int raw = analogRead(POT_PIN);              // 0–1023 oku / read 0–1023
11  int brightness = map(raw, 0, 1023, 0, 255); // PWM'e çevir / scale to PWM
12  analogWrite(LED_PIN, brightness);           // parlaklık / brightness
13  Serial.println(raw);                        // değeri yaz / print value
14  delay(20);
15}

map()関数は、ある範囲の値を別の範囲に変換します。たとえば0〜1023の読み取り値を0〜255のPWM値や0〜180のサーボの角度に変えるといった使い方です。分圧回路の考え方を数値で確認するには、分圧回路計算ツールを使ってください。

ボードごとのアナログ読み取り範囲

よくある失敗

• 真ん中の足を5VやGNDに直接つなぐ：つまみを端まで回したときにショートし、ポテンショメーターが焼けることがあります。電源は必ず両端の足につなぎます。
• 値がふらつく：読み取り値が数単位ほど揺れることがあります。複数回の読み取りを平均するか、小さな変化を無視してください。
• 対数タイプを使う：Aタイプでは、値が回し始めはゆっくり、終わりのほうで急に変わります。直線的に制御するにはBタイプを使ってください。
• デジタルピンにつなぐ：ポテンショメーターはアナログ値を出すので、A0〜A5のようなアナログ入力につなぐ必要があります。

ポテンショメーターでサーボの角度を調整する方法はサーボモーターとは？で、抵抗の基本は抵抗とは？で紹介しています。