Что такое потенциометр? Аналоговое чтение и управление с Arduino

Потенциометр — это переменный резистор, сопротивление которого меняется при повороте вала. Ручка громкости радиоприёмника, регулятор яркости лампы и стики игровых контроллеров — всё это потенциометры. В проектах на Arduino это самый простой способ получить значение от пользователя: поворачиваешь ручку, а Arduino читает число от 0 до 1023.

Как работает потенциометр?

Внутри есть резистивная дорожка в форме дуги и бегунок, который скользит по ней. Сопротивление между двумя крайними выводами постоянно (например, 10 kΩ). Средний вывод соединён с бегунком: при повороте вала бегунок движется по дорожке, и сопротивление до каждого крайнего вывода меняется. Если подать на крайние выводы 5 V и GND, на среднем получится напряжение от 0 до 5 V. Иными словами, потенциометр — это регулируемый делитель напряжения.

Виды потенциометров

Подключение потенциометра к Arduino

1. Один крайний вывод подключи к 5V, другой к GND (если поменять их местами, просто изменится направление).
2. Средний вывод подключи к аналоговому входу, например к A0.
3. Подключи светодиод через резистор 220 Ω к пину 9 с поддержкой PWM.
4. Загрузи код ниже и открой монитор порта: при повороте ручки меняются значение и яркость светодиода.

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}

Функция map() переводит значение из одного диапазона в другой, например показание 0–1023 в значение PWM 0–255 или угол сервопривода 0–180. Чтобы увидеть принцип делителя напряжения в цифрах, воспользуйся калькулятором делителя напряжения.

Диапазон аналогового чтения на разных платах

Частые ошибки

• Средний вывод напрямую на 5V или GND: в крайнем положении ручки получается короткое замыкание, и потенциометр может сгореть. Питание всегда подают на крайние выводы.
• Скачущие значения: показания могут гулять на несколько единиц. Усредняй несколько измерений или игнорируй небольшие изменения.
• Логарифмический потенциометр: у потенциометра типа A значение в начале хода меняется медленно, а в конце быстро; для линейного управления бери тип B.
• Подключение к цифровому пину: потенциометр выдаёт аналоговое значение, поэтому его нужно подключать к аналоговому входу, например A0–A5.

Как задавать угол сервопривода потенциометром, рассказано в статье Что такое сервопривод?, а основы сопротивления — в статье Что такое резистор?.