Potentiometer 10 Kohms

Le potentiomètre rotatif de 10 kΩ est une résistance variable que l’on tourne à la main : entre ses deux broches extérieures, la valeur reste fixe à 10 kΩ, mais la broche du milieu — le curseur — se déplace le long de la piste et prélève une tension qui varie en continu de zéro à la tension appliquée. C’est le composant qui transforme un geste humain en grandeur électrique lisible par une carte.

Ce modèle est un potentiomètre de panneau : boîtier métallique blindé, trois broches à œillet prévues pour la soudure, axe métallique cannelé muni d’une fente, et collet fileté livré avec son écrou et sa rondelle. Le filetage traverse une face avant, l’écrou serre par l’intérieur, et l’axe reçoit un bouton : c’est le format des commandes que l’on retrouve sur les amplificateurs, les variateurs et les pupitres de réglage. Une fois les trois broches soudées, le composant se règle sans outil et se remplace sans dessouder autre chose que lui-même.

Caractéristiques techniques

Comment se comporte le curseur

Un potentiomètre se lit toujours comme un diviseur de tension. On relie une broche extérieure à l’alimentation et l’autre à la masse : le curseur délivre alors une tension comprise entre ces deux valeurs, proportionnelle à sa position. Tourné d’un côté, il touche la masse et la sortie tombe à zéro volt ; tourné de l’autre, il atteint l’alimentation.

Le point à comprendre est que le curseur ne délivre pas un courant : il prélève une tension sur un pont. La résistance totale de 10 kΩ fixe le courant qui traverse la piste, soit 0,5 mA sous 5 V. Ce courant doit rester faible, et c’est la raison pour laquelle on n’alimente jamais une charge directement par le curseur : on lit la tension du curseur, puis un transistor ou un étage de puissance se charge de la fournir.

Deux familles de piste : linéaire et logarithmique

Deux potentiomètres de 10 kΩ peuvent se comporter très différemment selon la forme de leur piste. L’un est linéaire : la moitié de la course donne la moitié de la tension, puisqu’à mi-parcours le curseur atteint 5 kΩ. L’autre est logarithmique : la résistance évolue lentement au début de la course puis très vite à la fin, ce qui reproduit la façon dont l’oreille perçoit les sons et convient donc aux commandes de volume.

Les deux se présentent au même format et se reconnaissent, sur les modèles marqués, par une lettre devant la valeur. Mais sur un composant livré sans sérigraphie lisible, c’est la mesure qui tranche : mettre un multimètre entre une broche extérieure et le curseur, puis placer l’axe au milieu de sa course. Une valeur proche de 5 kΩ indique une piste linéaire, une valeur nettement plus basse une piste logarithmique. Le repère de commodité pour la suite se prend sur la même mesure : au quart de la course, une piste linéaire affiche environ 2,5 kΩ.

Ce modèle est celui que l’on utilise pour une consigne réglée à la main : position d’un servo, seuil de déclenchement, luminosité, vitesse d’un moteur. Dans ces montages, c’est la course régulière d’une piste linéaire qui rend le réglage agréable à faire.

Autre précaution propre au format de panneau : les trois broches sont groupées et proches du boîtier. Bien repérer la broche du milieu avant de souder, car l’identifier après coup demande de dessouder. Un multimètre réglé en ohmmètre sur deux broches voisines renvoie une résistance qui varie avec la position : ces deux broches sont une extrémité et le curseur.

Mini-projet : régler l’éclat d’une LED au doigt

Le montage relie le curseur du potentiomètre à une entrée analogique et recopie sa position sur la sortie à modulation de largeur d’impulsion qui pilote une LED. C’est le montage le plus court qui montre les trois choses importantes du composant : la lecture d’un curseur, la conversion d’une plage de mesure, et le fait que la LED est commandée par la carte, jamais alimentée par le curseur lui-même.

Ce qu’il faut

Le câblage

Les deux broches extérieures sont interchangeables : si l’éclat augmente dans le sens inverse de celui attendu, il suffit de les échanger — ou de retourner la correspondance dans le programme, ce qui évite de dessouder.

Le programme

À copier dans l’IDE Arduino, puis à téléverser sur la carte :

/*
 * Reglage de l eclat d une LED avec un potentiometre 10 kohm
 * Carte : Arduino Uno R3
 * Cablage : 5 V sur une broche exterieure du potentiometre, GND sur l autre,
 *           curseur (broche du milieu) sur A0
 *           LED rouge sur D9, en serie avec une resistance de 220 ohms
 * La position du curseur s affiche sur le moniteur serie, a 9600 bauds.
 *
 * Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
 */
const byte PIN_POT = A0;    // broche du milieu du potentiometre, le curseur
const byte PIN_LED = 9;     // LED rouge, via une resistance de 220 ohms
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Reglage pret.");
}
void loop() {
  int position = analogRead(PIN_POT);          // de 0 a 1023
  int eclat = map(position, 0, 1023, 0, 255);  // 256 niveaux pour la sortie PWM
  analogWrite(PIN_LED, eclat);
  Serial.print("Position du curseur : ");
  Serial.println(position);
  delay(100);
}

Comment ça marche

• analogRead(PIN_POT) convertit la tension du curseur en un nombre de 0 à 1023, la carte comparant cette tension à ses 5 V de référence. Curseur au repos du côté de la masse : 0. Curseur à l’autre bout : 1023. Entre les deux, la progression suit la rotation de l’axe.
• map() recopie cette plage sur les 256 niveaux de la sortie à modulation de largeur d’impulsion. Les deux opérations restent volontairement séparées : la lecture garde la résolution d’origine pour l’affichage, la sortie reçoit une valeur compatible avec analogWrite().
• La LED n’est pas alimentée par le curseur. Elle est branchée sur une sortie de la carte, qui fournit le courant et le limite par la résistance de 220 Ω. Le potentiomètre, lui, ne fait que donner une consigne — c’est la règle à retenir pour tous les montages de commande.
• Le moniteur série à 9600 bauds montre ce que la carte lit réellement. Si l’affichage reste figé à 0 ou à 1023 quelle que soit la position, le curseur n’est pas sur la bonne broche : c’est la vérification la plus rapide du câblage.

Variante : fixer l’angle d’un servomoteur

Le même curseur pilote directement la position d’un servomoteur SG90, en convertissant la lecture analogique sur la plage de 0 à 180 degrés attendue par la bibliothèque Servo. Le montage tient en trois fils pour le servomoteur — alimentation, masse, signal — auxquels s’ajoute le potentiomètre sur l’entrée analogique.

Deux précautions dans ce montage. Le servomoteur consomme bien plus que la LED : il doit être alimenté par une source séparée dès qu’il force, la broche 5 V de la carte ne suffisant pas à plusieurs servomoteurs. Et les valeurs extrêmes de la course sont à éviter si le servomoteur bute en fin de rotation : mieux vaut limiter la consigne à 10 et 170 degrés, ce qui laisse une marge mécanique et évite le ronflement du moteur qui pousse contre sa butée.

C’est aussi le montage type des réglages de robot : un potentiomètre pour la consigne, un moteur réducteur DC commandé par un étage de puissance pour l’action, et l’écart entre les deux à corriger par le programme. Dans ce cas, le potentiomètre n’est plus une commande mais un capteur : monté sur l’axe du moteur, il mesure la position réelle du mécanisme.

Questions fréquentes

Un potentiomètre de 10 kΩ peut-il remplacer une résistance fixe de 10 kΩ ?

Non, pas utilement. Une résistance fixe de 10 kΩ sert de tirage ou de moitié de diviseur, avec une valeur stable qui ne bouge jamais. Le potentiomètre fait le même travail mais avec une valeur qui dépend de la position, et son contact mobile s’use avec le temps. On l’emploie donc là où un réglage est nécessaire, pas là où une valeur fixe suffit.

Que se passe-t-il si on inverse l’alimentation et la masse ?

Rien de dangereux : le sens de rotation s’inverse simplement. La tension du curseur augmente alors en tournant dans l’autre sens. C’est sans conséquence sur le composant, qui ne connaît pas de polarité — seule la commande change de sens.

Peut-on le laisser branché sur une alimentation en permanence ?

Oui, la piste dissipant quelques milliwatts sous 5 V. Mais dans un montage sur pile, le courant de 0,5 mA traverse la piste en continu, même sans réglage : sur un montage qui doit tenir des mois, mieux vaut couper l’alimentation du pont entre deux mesures, ou augmenter la valeur totale en utilisant un modèle de 100 kΩ.

Que faire des broches qui ne rentrent pas dans une plaque d’essai ?

Le pas des trois broches est conçu pour un circuit imprimé, et il ne tombe pas toujours juste sur les trous d’une plaque d’essai. Deux solutions courantes : souder trois petits fils sur les broches à œillet et les piquer dans la plaque, ou souder le potentiomètre sur un petit morceau de plaque à trous avec trois fils de liaison. Beaucoup de kits de prototypage fournissent ce genre de support.

Le composant craque ou le réglage devient saccadé. Est-ce fini ?

C’est le signe d’un contact usé ou encrassé, fréquent après des milliers de rotations ou dans un local poussiéreux. On peut tenter un nettoyage à l’air sec, mais un contact qui craque sur une commande d’usage quotidien annonce son remplacement. Sur les montages de panneau, c’est le composant le plus sollicité mécaniquement : c’est aussi celui qu’on prévoit de changer.

Peut-on l’utiliser pour mesurer un angle ?

Oui, dans un usage précis : monté sur l’axe d’un mécanisme, il délivre une tension proportionnelle à la rotation, que l’on lit comme une position. La course de 270 degrés et les butées en limitent toutefois l’usage aux rotations qui restent dans cet intervalle. Pour un axe qui tourne sans fin, on emploie un capteur magnétique ou un codeur, pas un potentiomètre.

À combiner avec

Pour un montage de réglage complet, le Uno R3 et une plaque d’essai 400 points suffisent, avec un jeu de résistances de 220 Ω pour les LED et le bouton pour un réglage confortable.

Sur le versant capteur, le même principe de lecture analogique s’applique à la photo-résistance LDR ou au capteur de température LM35 : la carte lit une tension, sans se soucier de son origine. Pour afficher une consigne réglée sans ordinateur, un afficheur LCD 16 02 I2C et un buzzer actif complètent l’ensemble et transforment le montage d’essai en appareil de mesure réglable.