Potansiyometre Nedir?

Elektronik

Potansiyometre nedir?

Potansiyometre, dışardan fiziksel müdehalelerle değeri değiştirilen dirençlerdir. Potansiyometrelerin daha güçlü daha yüksek akım değerine sahip olana reosta denir. Potansiyometreler daha çok karbon veya karbon içerikli direnç elemanlarından yapılır. Reosta ise krom-nikel direnç tellerinden yapılır. Potansiyometre devrelerde akımı sınırlamak ya da gerilimi bölmek amacı ile kullanılır.

Potansiyometre (Pot olarak da adlandırılır). Ayarlama işlemi potansiyometre üzerindeki ayar kolu (şaft) aracılığıyla yapılır. Böylece elektronik cihazlarda elektirik seviyesinin kullanıcı aracılığıyla ayarlanması istenen her durumda potansiyometre kullanılır. Potansiyometre (ayarlı direnç) bir (reosta) çeşididir. Potansiyometre en basit anlamı ile bir tür sürgülü dirençtir. Diğer direnç çeşitlerinden farkı direnç değeri değiştirilebilir olmasıdır. Sürgülü potansiyometre direnç değeri oldukça yüksektir.

Potansiyometre;

belli bir elektromotor kuvvet (EMK) sayesinde, belli olmayan bir pilin elektromotor kuvvet (EMK) ‘sını tayin etmekte, direnç ve akımların ölçülmesinde kullanılır. Potansiyometre çok duyarlıdır. Bu duyarlılıktan dolayı ampermetre, voltmetre ve ohmmetre gibi ölçü aletlerinin taksimatlandırılmasında ve taksimatlı aletlerin, hatalarının tayininde de kullanılır.

Potansiyometrenin Yapısı

Potansiyometre üç ayaklıdır. Bu bacakların ikisi iç yapısında sabit, fakat üçüncü bacak ise iç yapısında hareketli bir yapıya sabittir. Bu hareketli yapı sayesinde sabit diğer iki bacaktan sürekli değişen bir voltaj çıkışı alınabilir. Ayarlı orta uç, direnç üzerinde gezinir. Direnç değerinin değiştirilmesi yoluyla gerilim bölme, başka bir ifadeyle de çıkış gerilimini ayarlar. Devre direncinin sık aralıklarla değiştirilmesi gereken ortamlarda kullanılır. Potansiyometre radyo vb gibi cihazlarda sesin açılıp kapanmasını sağlar.

Sembol de görüldüğü gibi potansiyometre devresi üç ayaklıdır. A-B arası direnç sabittir, A-C ve B-C arası direnç ayarlanabilir.

R_AB = R_AC + R_BC    Denklem 1.1

Direnç değeri değişimi, elle değiştirilecekse bu işlem ince ayar çubuğu yardımıyla yapılır. Potansiyometrelerin güçleri düşüktür. Elektronik devrelerde kullanılmaya uygundur. Potansiyometrelerin montajı, cihazların ön paneline yapılır.

Potansiyometre Nasıl Bağlanır?

Kullanım amacına göre potansiyometre bağlantısı iki farklı yöntemle yapılır.

1-) Orta ayak kontrol edilecek noktaya ve yan ayaklar iki ayrı noktaya bağlanır. Böylece iki ayrı noktanın elektrik seviyesi kontrol edilebilir. Şekilde kullanım örneği   gösterilmektedir.

İki ayrı noktanın gerilim seviyesini değiştirmeyi sağlayan bağlantı yöntemi

2-) Yan ayaklardan biri ile orta ayak birleştirilirek iki ayaklı ayarlanabilir bir direnç elde edilir. Bu durumda potansiyometre seri bağlı sabit değerli bir direnç kullanılmalıdır. Aksi durumda potansiyometre direnci 0 ohm’a çekildiği zaman bağlı olduğu noktadan çok yüksek akım geçebilir. Şekilde kullanım örneği gösterilmektedir.

İki yan ayağı arası ayarlanabilir direnç

Potansiyometre Çeşitleri

Başlıca potansiyometre çeşitleri şunlardır;

• Lineer Potansiyometre
• Logaritmik Potansiyometre
• Çok Turlu Potansiyometre

Lineer Potansiyometreler

Doğrusal bir düzlem üzerine montajı yapılan direnç çeşididir. Lineer potansiyometreler de direnç değeri doğrusal olarak değişir. Potansiyometre milinin çevrilme açısına göre aşağıdaki şekildeki gibi direnç değeri 0′dan itibaren doğrusal bir şekilde artar. Bu artış ile elektronik bir devrede doğrusal bir şekilde voltaj kontrolü sağlanabilir. Doğrusal potansiyometre de şaft dönüşü ile direnç değişim yüzdesi eşit aralıklarla artıp azalır.   Resimde lineer sistemli bir potansiyometre iç yapısı görülmektedir. Altta ise potansiyometrenin hareketli milinin pozisyonuna göre verdiği çıkışı sembolize eden bir grafik yer almaktadır.

Logaritmik (Dairesel) Potansiyometreler

Dairesel bir düzlem üzerine montajı yapılmış bir direnç çeşididir. Lineer potansiyometre çeşidinden farkı direnç değeri logaritmik bir düzen de artmaktadır.

Logaritmik potansiyometreler de direnç değişimi şaftın dönme açısıyla doğru orantılı değildir. Anti-logaritmik ve logaritmik olarak iki çeşittir.

Logaritmik Potansiyometrede Dönme Açısına Göre Direnç Değişim Yüzdesi

Logaritmik potansiyometreler de şekilde görülüğü gibi mili çevirirken 180°’ye kadar şaft değişimine oranla direnç değişimi düşük, 180°’den sonra büyüktür. Anti-logaritmik potansiyometrelerde ise önce direnç değişim büyük, sonra direnç değişimi düşüktür.

Çok Turlu Potansiyometreler

Belli bir dönüş mesafesi olmayan potansiyometredir. Bunun dışında direnç ayarının kademeli olarak yapıldığı potansiyometreler vardır. Çok turlu potansiyometrelerde, her 360° bir turdur. Hassas ayar yapılan ortamlarda kullanılır. Tur sayısı artarsa hassasiyette artar.

Dijital Potansiyometre

Dijital potansiyometre mikrodenetleyci tasarımlı olarak gelişmiş cihazlardır. Endüstride 0-10V veya 0/4-20mA gibi analog sinyal kaynaklarına ihtiyaç duyulan yerlerde kullanılır. Dijital potansiyometrenin analog çıkışı ön panelde bulunan tuşlar ile ayarlanır. Analog çıkış değeri dijital olarak ayarlanabilir.Çıkış değerini ayarlanan seviyede sabit tutar. Alt ve üst sınır değerleri verilerek belli aralıkta çalışması sağlanır. Enerji kesilip geri geldikten sonra  kaldığı değerden devam ettiği gibi ayarlanan bir değerden başlayabilir. Kullanılması son derece kolay ve basittir.  

İpli Encoder ve Potansiyometre

Paslanmaz çelik bir halat ve bu halatın sarılı olduğu bir makaraya bağlanan potansiyometre halatın açılma miktarına göre elektriksel sinyal verir. Böylece mesafe ölçümü yapar. Potansiyometre, 4-20mA, 0-10V, SSI, Encoder, Can bus, Profibus gibi çıkışları olan modelleri mevcuttur.

İpli enkoder ‘ler özellikle adetli kullanımlarda uygun fiyatlı ve kaliteli çözüm olmaktadır. Çok telli, sarmallı ve ince paslanmaz çelik ipi sayesinde bükülmeden ve kırılmadan uzun süre kullanım olanağına sahiptir. İpli enkoderlerin montajı çok kolaydır. Potansiyometre çıkış ve encoder çıkışı opsiyonu birçok farklı uygulama da çözüm sunabilir.

Kullanım Alanları

Potansiyometre elektrik ve elektronik devrelerde voltaj kontrolü amacı ile kullanılmakla beraber gerilim bölücü olarakta kullanılmaktadır. Dimmer devreleri ve basit motor kontrol devreleri buna örnek gösterilebilir. Bazende akım kontrolü amacıyla da kullanılmaktadır. Potansiyometre pozisyon algılama sensörü olarak ta kullanılabilir. Ama bu halde hassas bir ölçüm için başka bir elektronik devre ile kontrol edilmelidir. Potansiyometre imalatı üretici firmalar tarafından ihtiyaca göre imal edilmektedir.

Elektronik potansiyometre şu amaçlar için kullanılırlar;

• Ön ayar için
• Genel amaçlı kontrol için
• İnce ayarlı kontrol için

Potansiyometrenin Avantajları

• Diğer voltaj ayarlama için kullanılıcak elemanlara oranla düşük maliyet olarak potansiyometre fiyatları daha ucuzdur.
• Potansiyometrenin kullanımı kolaydır.
• Kullanım amacına göre teknoloji açısından kolay anlaşılabilir durumdadır.

Potansiyometrenin Dezavantajları

• Kullanımdan dolayı iç parçalarında zamanla aşınmalar oluşmaktadır. Potansiyometrenin hassasiyeti düşüktür.
• Yenilenebilirlik özelliği düşüktür.
• Sınırlı Frekans Cevabı;( bir devrenin herhangi bir frekans spektrumundaki kazancının grafiğe dökülebilmesi, hangi frekansta ne kadar kazanç olduğunun bilinmesidir).