Potentiomètre

•  Présentation:

Appelé aussi "Résistance variable", et parfois Rhéostat. Le potentiomètre peut être considéré comme une résistance dont on peut faire varier la valeur ohmique entre deux points, par simple action mécanique sur un axe rotatif ou rectiligne. Il est constitué d'une piste résistive sur laquelle entre en contact un curseur mobile, qui peut se promener d'une extrémité à l'autre de la piste.

             La photo ci-dessus et ci-dessous montre un exemple de potentiomètre rotatif.

Il existe plusieurs formes et tailles de potentiomètres, mais il peuvent être classées en deux grandes catégories : potentiomètres ajustables et potentiomètres de tableau. Chacune de ces catégories peut être subdivisée à son tour en plusieurs familles, selon la forme du potentiomètre, la courbe de variation, le nombre de tours pouvant être effectués, le matériau utilisé pour réaliser la piste résistive. Un potentiomètre simple possède le plus souvent trois broches, mais il en existe avec plus de broches. On peut n'utiliser que deux broches sur les trois (montage en résistance variable) ou utiliser les trois broches (montage potentiomètrique). 

• Potentiomètres pour circuit imprimé:

On choisi généralement ces potentiomètre quand on sait d'avance qu'ils seront souvent manoeuvrés, ce qui est le cas par exemple des potentiomètres de volume ou de tonalité (graves / aigus) sur un ampli  HIFI  (potentiomètres rotatifs), ou encore des faders d'une console de mixage (potentiomètres rectilignes). 

La majorité des potentiomètres possède un axe sur lesquel on peut fixer un bouton en alu ou en plastique pour faciliter la prise en main, mais il en existe aussi dont le curseur ne peut être actionné que par le biais d'un tournevis, et dont le raccord vers le circuit s'opère avec des fils souples. Potentiomètres de tableau, mais ajustables...

Les potentiomètres visibles sur les photos ci-avant sont de tailles relativement modeste. Il en existe de plus gros (généralement bobinés), comme ceux des photos suivantes. Le petit "machin" bleu tout à droite de la photo de gauche est un potentiomètre ajustable, qui n'est là que pour donner l'échelle.

Certains potentiomètres disposent de pattes de connexion prévues pour être directement soudées sur un circuit imprimé (les pattes sont alors pointues et assez fines), alors que d'autres disposent de pattes de connexion prévues pour accueillir un fil électrique (les pattes sont arrondies et creusées, et ressemblent un peu à des cosses à souder). La photo qui suit montre un exemple de potentiomètre utilisé dans les petits postes de radio, talki-walki, ou autre appareil portable encore doté d'un réglage de volume rotatif :

l'Histoire de me contredire : pour ce potentiomètre, les pattes sont arrondies et creusées, ressemblent un peu à des cosses à souder, et sont quasiment toujours directement soudées sur le circuit imprimé.

• Potentiomètres ajustables:

Il s'agit simplement d'une version miniature des potentiomètres de tableau. Les potentiomètres ajustables sont conçus pour être soudés directement sur un circuit imprimé, et sont généralement destinés à être réglés une fois pour toute, ou tout du moins très occasionnellement. Leur forme les destine à être placés directement sur un circuit imprimé, en un lieu souvent peu accessible de l'utilisateur final.

il existe des potentiomètres prévus pour être montés verticalement (à gauche et à droite) , et des potentiomètres prévus pour être montés horizontalement (au centre). Notez que l'axe de ceux qui se montent verticalement peut être parallèle ou perpendiculaire au circuit imprimé sur lequel ils sont montés. L'usage d'un tout petit tournevis est requis pour modifier la position du curseur. N'utiliser surtout pas un tournevis trop gros, vous seriez obligé de forcer pour faire tourner la partie mobile, ce qui conduirait de façon quasi-certaine à déteriorer le composant. Pour le câblage, on retrouve généralement le curseur au centre. 

                               E1 = Extremité 1 et E2 = Extremité 2

comme pour les LED avec "anode à la place de la cathode", il existe aussi quelques exceptions et parfois le curseur se situe en extrémité du composant (cas de certains potentiomètres ajustables multitours horizontaux, par exemple).

• Potentiomètres multitours :

Les potentiomètres multitours (3, 5 ou 10 tours) permettent un réglage très précis. Il existe des potentiomètres multitours de tableau et des potentiomètres multitours ajustables. Les premiers sont principalement utilisés pour régler précisément la tension de sortie d'une alimentation secteur de laboratoire,ou la fréquence d'un générateur BF ou HF (par exemple).  Les seconds sont souvent utilisés pour ajuster un paramètre qui ne devrait normalement plus avoir besoin d'être retouché pendant la durée de vie de l'appareil , ou qui ne devrait être réajusté que très occasionnellement . Comme un potentiomètre multitours coute bien plus cher qu'un potentiomètre standard, les fabricants les réservent quand ils sont vraiment indispensables et que leur équipement doit "tenir" des caractéristiques serrées.

La première photo ci-dessus représente deux potentiomètres ajustables multitours, le premier est un modèle 10 tours, le second est un modèle 25 tours. Par comparaison, les potentiomètres standards (mono-tour) ont un débattement de 270 degrés, soit 3/4 de tours . Les deux suivantes montrent des potentiomètres multitours de tableau. Il existe deux types de potentiomètres multitours : les bobinés (les plus courants) qui consistent en un fil conducteur bobiné sur lequel se déplace le curseur, et les hybrides dans lesquels un plastique conducteur enrobe une bobine non conductrice. Cette dernière technique permet de limiter l'effet selfique '(champ magnétique en ce qui concerne les contacts des relais)'   , qui peut être gênant dans certaines applications.

•    Utilisation en résistance variable:

Dans ce mode, le potentiomètre n'est ni plus ni moins qu'une résistance dont on peut faire varier la valeur. Ce type d'utilisation est très fréquente dans les filtres audio simples (un réglage de tonalité par exemple), dans le réglage de la fréquence d'un oscillateur (LFO par exemple), pour le réglage de gain d'un étage amplificateur, etc. Dans ce mode, seules deux des trois pattes du potentiomètre sont utilisées : la patte centrale (curseur) et l'une des deux extrémités. Il arrive parfois que la patte extrême inutilisée soit raccordée au curseur (patte centrale).

•            Puissance :

Les potentiomètres ne sont généralement pas prévus pour contrôler de fortes puissances (supérieures à 1 watt). Ils servent plutôt à l'ajustement de signaux analogiques comme le volume dans un système audio ou l'intensité d'une LED . Un dispositif de puissance, comme par exemple, un gradateur (dispositif de l'électronique de puissance) , utilisera un potentiomètre qui commande d'autres composants de puissance (comme un triac). Les composants de puissance se chargeront du passage du courant vers une lampe ou un ventilateur par exemple.

•            Codes:

Les potentiomètres possèdent des codes qui permettent de les identifier. Sur les plus gros, la résistance est généralement indiquée de manière explicite, en ohm (par exemple 500K pour 500 000 Ω). Sur les trimmers, la notation est plus concise avec trois chiffres, les deux premiers étant les chiffres significatifs et le dernier le multiplicateur (la puissance de 10 correspondante). Par exemple, le code  '501'  correspond à  50*10 , soit 500 Ω . Le code 103 correspond à 10*10³, soit 10 kΩ.

Le type de bande résistive n'est indiqué que sur les potentiomètres d'une certaine taille. Le tableau suivant résume les codes des potentiomètres les plus usités.

NB: les nomenclatures diffèrent entre le Japon et le reste du monde .

Fonction	Code
Linéaire	A (Europe) B (Japon) ou LIN
Logarithmique	B (Europe) A (Japon) ou LOG
Anti-logarithmique	F (ancien code) C (code moderne)

• Utilisations des potentiomètres:

Les potentiomètres sont largement présents dans les circuits pour assurer l'interaction avec l'utilisateur ou des réglages par l'électronicien. La plupart des circuits dans les appareils électroniques grand public en possèdent, que ce soit sous leur forme analogique ou digitale. Toutefois, avec l'avènement de l'ère numérique, les potentiomètres analogiques sont sur le déclin et sont souvent remplacés par des contrôles numériques. Les constructeurs d'appareils audio restent encore très attachés aux potentiomètres puisqu'on les retrouve dans le réglage du volume/fréquence sur les radios, les équaliseurs ...

Applications audio/vidéo:

Console de mixage avec des potentiomètres rotatifs et rectilignes Les appareils destinés au traitement du son ou de la vidéo possèdent souvent des potentiomètres, qu'ils soient rectilignes ou rotatifs. Ces potentiomètres permettent de contrôler les divers paramètres relatifs au son (volume, fréquence ...).

Le potentiomètre log (pour logarithmique) est employé pour modifier le volume dans les amplificateurs, les radios . Sa courbe logarithmique est volontairement choisie pour s'apparenter le plus possible à la sensibilité de l'oreille humaine. La réponse en amplitude chez l'humain est en effet logarithmique. Cela permet de simuler une linéarité lors de la rotation du potentiomètre. Par exemple, pour un potentiomètre entre 1 et 10, la valeur 9 aura un volume deux fois plus faible que le maximum (10). 

Les potentiomètres rectilignes sont fréquents sur les appareils de réglage du son comme les équaliseurs ou les tables de mixage. On les rencontre aussi sur les radios pour le réglage du volume ou de la fréquence de réception.

                                                         Télévision:

Sur les anciens modèles de télévision, les potentiomètres rotatifs permettent de régler le contraste, la luminosité ou encore la saturation. D'autres appareils possèdent également un potentiomètre vertical hold qui ajuste la fréquence de synchronisation entre le signal reçu et la vitesse de balayage. Les appareils actuellement fabriqués sont en grande partie contrôlés par l'utilisateur au travers de contrôles discrets. Par exemple, le réglage du contraste sur un écran d'ordinateur peut se faire au travers de deux boutons (+ et –) sur une gamme réduite de valeurs possibles (exemple: entre 1 et 100).

                                                     Transducteurs:

Les potentiomètres permettent de convertir un déplacement ou une rotation vers d'autres grandeurs physiques (résistance/tension/courant). Ce principe permet de réaliser des capteurs. Un tel dispositif est utilisé dans les pédales d'effet de guitare de type wah-wah : la pédale amovible est reliée à une crémaillère dont les dents font tourner un engrenage monté sur un potentiomètre. Ce dernier permet de contrôler l'intensité de l'effet sonore.

casque équipé de deux transducteurs dynamiques de 40 mm de diamètre.

                                                        Ordinateurs:

Dans les ordinateurs analogiques, les potentiomètres permettent d'amplifier ou réduire des valeurs intermédiaires par des constantes, ou encore de définir des valeurs initiales pour un calcul. Un potentiomètre activé par un mécanisme motorisé pouvait être employé comme un générateur de fonction.

                                    Utilisation en résistance variable:

Potentiomètre de puissance avec une bande résistive formée par un bobinage. Ce type de dispositif est généralement câblé pour former un rhéostat.

On utilise le potentiomètre comme une résistance variable afin de pouvoir modifier l'intensité du courant. Certaines résistances qui sont conçues pour cette application sont bobinées d'une manière particulière : la section du conducteur est plus importante à une extrémité du potentiomètre.

Potentiomètre de puissance avec une bande résistive formée par un bobinage.