¿Cómo usar un potenciómetro en Arduino para medir la potencia del voltaje en una placa? Guía paso a paso

Si has trabajado con Arduino seguramente ya has escuchado hablar sobre lo que son los potenciómetros, un elemento muy útil en esta plataforma que permite llevar a cabo diferentes tipos de proyectos, como lo es regular la intensidad de la luz  de una pantalla LED, controlar la posición de un servo o en tal caso la velocidad de un motor. Y es que el mismo se ha convertido en uno de los componentes más habituales utilizados en esta plataforma electrónica.

Por lo tanto, los potenciómetros son dispositivos que se usaran frecuentemente para introducir valores analógicos en la placa Arduino, por lo que pueden ser utilizados en una gran variedad de proyectos electrónicos. Hay que mencionar que también tienen la capacidad de limitar el flujo de corriente eléctrica de manera variable.

De esta forma, estos dispositivos permiten modificar el valor de la corriente y la tensión simplemente variando lo que es el valor de la resistencia. De acuerdo con todo lo mencionado hasta ahora, aquí te vamos a enseñar un poco más que son estos componentes en Arduino y cómo puedes comenzar a utilizarlos, para ello sigue detalladamente todo lo que te vamos a enseñar a continuación en el post.

¿Qué es un potenciómetro y cuáles son todos los tipos que existen?

Son considerados como un dispositivo que permite variar su resistencia de forma manual entre lo que es un valor mínimo y un valor máximo (Rmin – Rmax) en el caso de los valores mínimos más habitual es el 0 ohmios, mientras que en los valores máximos los más habituales son 5k, 10k o 20k ohmios.

Estos dispositivos se encuentran constituidos internamente por un contacto móvil que se desplaza a lo largo de una pista resistiva. De esta manera, cuando se mueve el potenciómetro se mueve el contacto a lo largo de la pista y el mismo va a ir variando la longitud del tramo de pista con el que se está haciendo contacto, lo que causa que la resistencia vaya variando. Los potenciómetros suelen tener tres terminales, donde dos extremos se encuentran unidos a ambos lados de la pista.

Por lo que ambos siempre registraran la resistencia máxima Rmax. Mientras que el terminal restante va a corresponder al contacto del móvil. En el caso de este terminal se varía la resistencia con respecto a los otros dos terminales a medida que se va accionando el potenciómetro, siendo así la suma de la resistencia a los otros terminales igual a la resistencia máxima. También hay que mencionar que los potenciómetros sirven para limitar lo que es el flujo de la corriente eléctrica de manera variable.

Provocando una caída de tensión en relación a la resistividad. De la misma forma permite modificar el valor de la corriente y tensión con tan solo variar el valor de la resistencia. Cuando se trata de controlar los niveles de corriente y voltaje dentro de un circuito eléctrico, se debe usar el potenciómetro. Es por ello que el mismo tiene un uso exclusivo y característico en aquellos proyectos de luminosidad en LED, LCD, entre otros.

También es fundamental mencionar que existen diferentes tipos de potenciómetros y los cuales te los vamos a enseñar a continuación en el post:

Potenciómetros de mando

Este tipo de dispositivo es el más adecuado para ser usado como elemento de control de la tensión de los aparatos electrónicos. Para ello el usuario debe accionar sobre ellos para así poder variar los parámetros normales de funcionamiento, como lo puede ser el volumen de un equipo de sonido.

Además, existen diferentes tipos de este potenciómetro de mando como lo son los siguientes:

• Potenciómetros deslizantes: En este caso la pista resistiva es recta, de manera que el recorrido del cursor también será recto. Los mismos han estado de moda desde hace un tiempo atrás y se usan mayormente en los ecualizadores gráficos, ya que la posición de sus cursores representan la respuesta del ecualizador. Sin embargo, hay que mencionar que los deslizantes son más frágiles que los rotatorios y ocupan más espacio y también suelen ser mucho más sensibles al polvo.
• Potenciómetros rotatorios: Son controlados cuando gira su eje, estos son los más habituales, ya que son de larga duración y ocupan mucho menos espacio que los deslizantes. Además, hay que mencionar que son mucho más resistentes.
• Potenciómetros múltiples: Se trata de varios potenciómetros con ejes coaxiales, de esta manera terminan ocupando muy poco espacio. Para ello se utilizan instrumentación, autorradios, entre muchos otros.

Potenciómetros de ajuste

Se encargan de controlar la tensión preajustada, normalmente en fábrica. En este caso los usuarios no deben retocar, por lo que no suele ser accesible desde el exterior. Existen muchos encapsulados en plástico como muchos sin cápsulas, y suelen distinguir potenciómetros de ajuste vertical, donde su eje de giro es vertical y potenciómetros de ajustes horizontal con el eje de giro paralelo al circuito impreso.

De acuerdo con la ley de variación de la resistencia se tienen los siguientes aspectos:

• Variación logarítmica: La resistencia va a depender logarítmicamente del ángulo de giro, esto se denomina con la letra A según la normativa actual, ya que anteriormente se hacía con la letra B.
• Variación lineal: La resistencia es directamente proporcional al ángulo de giro, actualmente es denominado con la letra B, ya que antes se hacía con la letra A.
• Variación senoidal: En este caso la resistencia es proporcional al seno del ángulo de giro, donde dos potenciómetros senoidales solidarios y girados a 90° puedes proporcionar el seno y el coseno del ángulo de giro.
• Variación anti logarítmica: Aquí la resistencia es directamente proporcional a 10 con potencia el ángulo girado, generalmente se le denomina con la letra F.

Potenciómetros impresos

En este caso la ley de resistencia se consigue con la variación de la anchura de la pista resistiva, mientras que en el caso de los bobinados se ajusta la curva a tramos con hilos de diferente grosor.

Potenciómetros multivuelta

Para llevar a cabo los ajustes finos de la resistencia existen potenciómetros multivuelta, en este caso el cursor se encuentra unido a un tornillo des multiplicador, de manera que para completar el recorrido necesita varias vueltas del órgano de mando.

Potenciómetros digitales

Se le llama así a un circuito integrado donde el funcionamiento simula el de un potenciómetro analógico. El mismo se compone de un divisor resistivo de n+1 resistencia con su n puntos intermedio conectados a un multiplexor analógico que selecciona la salida. Todo esto es manejado mediante una interfaz serie y suele tener una tolerancia en torno al 20% y a todo esto es necesario añadirle la resistencia debida a los switches internos conocida como Rwiper.

En este caso los valores más comunes son los de 10k y 100k, aunque esto puede variar dependiendo del fabricante con 32, 64, 128, 512 y 1024 posiciones en escala lineal o logarítmica. Esto es manejado por varios fabricantes, pero los principales en ellos son Intersil, Maxim y Analog Devices. Dichos dispositivos poseen las mismas limitaciones que los conversores DAC, como lo es la corriente máxima que pueden drenar y que se encuentran en el orden de los mA, la INL y la DNL.

¿Para qué sirve un potenciómetro y por qué debería utilizarlo al trabajar con Arduino?

Los potenciómetros son un componente electrónico muy similar a los resistores, pero esta vez con un valor de resistencia que en lugar de ser fijo es variable, permitiendo así controlar la intensidad de corriente a lo largo de un circuito conectándolo en paralelo y la caída de la tensión conectada en serie. También se puede decir que son muy similares a los reóstato, pero la diferencia en este caso es que el reóstato disipa más potencia y es utilizado para circuitos con una mayor corriente.  

De acuerdo con esto, los potenciómetros son usados mayormente para variar el voltaje en un circuito colocado en paralelo, mientras que los reóstato son utilizados en series para variar la corriente. Por lo tanto, se puede decir que los potenciómetros son utilizados para introducir valores analógicos en la tarjeta Arduino permitiendo realizar una acción completa junto con otros componentes.

Una de sus funciones puede ser la siguiente:

• Permiten variar la velocidad de un motor, regular la intensidad de luz o variar la posición de un servomotor.

De esta manera se puede decir que los potenciómetros son dispositivos que son utilizados con mucha frecuencia para modificar las variables deseadas ya sea voltaje o corriente. Es así como resulta muy importante poder conocer la resolución de la tarjeta Arduino, ya que al contar con una resolución de 10 bits quiere decir que se tiene un valor máximo de 1024. Teniendo todo esto en cuenta, te enseñaremos cómo utilizarlo en Arduino desde cero.

Aprende paso a paso cómo utilizar un potenciometro con Arduino desde cero

Considerando todo lo mencionado anteriormente en el post, aquí te vamos a enseñar cómo utilizar el potenciómetro con Arduino desde cero, teniendo en cuenta que este es un componente que va a resultar muy útil al momento de crear y programar proyectos desde esta plataforma.

Para ello sigue cada uno de los pasos que te vamos a ir enseñando a continuación:

Usando el potenciómetro con una placa Arduino

En el caso de trabajar con la placa Arduino UNO se puede contar con 6 pines analógicos, los mismos van desde A0 hasta A5 y su uso más común es la lectura de los datos de dispositivos analógicos como lo es el caso del potenciómetro. Aquí se consigue una resolución de 10 bits lo que implica que se tiene 1024 valores diferentes, es decir, que se puede leer un rango de tensiones que van desde 0V hasta 5V, detectándose los posibles cambios de voltajes de 0.004V (5/1024).

De esta manera, los valores que se obtendrán desde ir desde 0 hasta 1023. Para que se puede comprender todo esto mejor, aquí te vamos a enseñar un ejemplo mediante el monitor serie donde se podrá ir viendo qué valores se van obteniendo en un pin analógico de acuerdo a como se vaya modificando la posición del potenciómetro.

En la siguiente imagen se puede ver el conexionado:

El código

Ten en cuenta que debes cargar un código a la placa, en este caso debes cargar el siguiente código:

//Variable donde almacenaremos el valor del potenciómetro

Long valor;

Void Setup() {

//inicializamos la comunicación serial

Serial.begin(9600)


//Escribimos por el monitor serie mensajes de inicio

Serial.println("Inicio de sketch – valores del potenciómetro");
 
}

Void loop() {

//Leemos del pin Aø valor

Valor = analogRead(Aø)

//Imprimimos por el monitor serie

Serial.print("el valor es = ");

Serial.println(valor);

Delay(1000);
}

• Cuando se haya subido el código al potenciómetro de la placa, se debe abrir el monitor serie. En este caso la salida dependerá de la posición del potenciómetro, al ir girando la rueda se podrá ver como el valor se va modificando.

• En uno de los extremos la resistencia será mínima y dejará pasar los 5 V, valor analógico de 1023 y en otro de los extremos la resistencia será máxima y dejara pasar 0 V valor analógico de 0.

Para que puedas comprender todo esto de una mejor manera, aquí te vamos a enseñar otro ejemplo de cómo utilizar el potenciómetro en una placa Arduino:

Encender LEDs con un potenciómetro en Arduino

En este caso se añadirá 4 LEDs al circuito, de acuerdo a como se vaya modificando la posición del potenciómetro se irá encendiendo cada una de las LEDs.

Para ello será necesario montar el circuito a través del siguiente esquema:

Como se ha visto se puede leer 1024 valores diferentes, estos van desde 0 hasta 1023. Al dividir este rango entre 4 y asignar un rango a cada uno de los LED, se puede controlar qué LED va a encender dependiendo del valor de entrada en el pin analógico.

Los rangos de los valores que se tienen en estos casos son los siguientes:

• De 0 a 255, se encenderá el LED 1.
• De 256 a 511 se encenderá el LED 2.
• De 512 a 767 se encenderá el LED 3.
• 768 a 1023 se encenderá LED 4.

A medida que el potenciómetro esté variando la entrada analógica, se podrá encender un LED y otro, todo esto se programará mediante if anidados.

Código

Aquí será necesario utilizar la propiedad del potenciómetro de resistencia variable para encender uno y otro LED, esto permitirá hacer una serie de if para determinar que LED se va a encender y cual se va a apagar.

Según los valores que se obtengan en la entrada del pin analógico, el código sería como el siguiente:

//Variable donde almacenamos el valor del potenciómetro

Long valor;


//Declaramos los pins de los LEDs

Int LED_1 = 2;

Int LED_2 = 3;

Int LED:3 = 4;

Int LED 4 = 5;

 

Void setup()  {

//Inicializamos la comunicación serial

Serial.begin(9600);


//Escribimos por el monitor serie mensajes de inicio

Serial.println("Inicio de sketch – valores del potenciómetro");

pinMode(LED_1, OUTPUT);

pinmode(LED_2, OUTPUT);

pinMode(LED_3, OUTPUT);

pinMode(LED_4, OUTPUT);

}


Void loop() {

//Leemos del pin A ø valor

Valor = analogRead(Aø);
}
 

//Imprimimos por el monitor serie

Serial.print("El valor es = ");

Serial.println(valor);


If(valor >= ø && valor <=225)

{

Digitalwrite(LED_1, HIGH);

DigitalWrite(LED_2, HIGH);

DigitalWrite(LED_3, HIGH);

DigitalWrite(LED_4, HIGH);

}