Qu’est-ce qu’un potentiomètre numérique ?
Un potentiomètre numérique est un circuit intégré qui contrôle numériquement l’élément coulissant (racleur) d’une résistance variable, qui est à l’origine contrôlée de manière analogique.
Par rapport aux résistances variables analogiques, les potentiomètres numériques n’ont pas de pièces coulissantes en mouvement mécanique et sont donc structurellement plus robustes et moins susceptibles de tomber en panne, ce qui permet une utilisation à long terme et une grande fiabilité. Lorsqu’ils sont mis en œuvre dans un circuit analogique en combinaison avec un microcontrôleur ou un dispositif similaire, la quantité de courant peut être réglée automatiquement tout en contrôlant librement la valeur de la résistance.
Utilisations des potentiomètres numériques
Les potentiomètres numériques sont utilisés pour les utilisations de volume dans les équipements audio et pour les utilisations de contrôle dans les appareils ménagers numérisés, par exemple pour les haut-parleurs AI et la gradation des LED. Comme ils peuvent être décrits comme des résistances variables numérisées, ils sont utilisés comme alternative aux circuits analogiques avec des pièces coulissantes.
Elles permettent par exemple de contrôler numériquement des éléments qui étaient auparavant contrôlés par des cadrans physiques, comme le réglage du volume d’un équipement audio ou de la luminosité et du contraste d’un écran. L’IdO des appareils ménagers ayant progressé ces dernières années, le contrôle numérique des valeurs analogiques est de plus en plus demandé en raison de sa compatibilité avec les haut-parleurs IA.
Principe des potentiomètres numériques
Le principe du potentiomètre numérique réside dans le fonctionnement de la résistance variable, dont la partie élément coulissant (racleur), qui était auparavant actionnée mécaniquement de manière analogique, est commutée et contrôlée par une combinaison de circuits numériques et de résistances.
La partie analogique du circuit se compose de résistances fixes connectées en série, dont les points de connexion sont commutés par des transistors COMS. Cela permet à la résistance variable de changer de valeur de résistance en fonction des signaux provenant du circuit numérique.
La partie circuit numérique se compose d’un compteur haut-bas, d’une mémoire non volatile telle qu’une EFPROM et d’un décodeur.
Cette information est lue par le décodeur, qui active le transistor CMOS correspondant à cette valeur. La valeur de la résistance pseudo-variable peut être réglée par une entrée numérique. L’entrée externe est stockée dans une mémoire non volatile, de sorte que l’information est conservée même après la mise hors tension du circuit.
Autres informations sur les potentiomètres numériques
1. Remplacer les trimmers de réglage analogiques
De nos jours, le réglage mécanique analogique est remplacé par un contrôle numérique par programmation, comme en témoignent les appareils numériques et les dispositifs électroniques IoT. Dans le cas du réglage analogique, l’étape finale de la chaîne de production est le réglage manuel avant l’expédition, mais l’utilisation de potentiomètres numériques permet de réaliser un réglage automatique grâce à la commande par micro-ordinateur et à d’autres moyens.
L’étalonnage automatique peut également être réalisé, ce qui contribue à une plus grande précision de l’équipement. Contrairement aux trimmers mécaniques à réglage analogique, il est impossible de procéder à un réglage par des personnes extérieures qui ne reconnaissent pas le code de contrôle numérique, ce qui est également avantageux en termes de sécurité.
En raison de ces garanties de fiabilité élevées, les potentiomètres numériques ont récemment été activement appliqués aux équipements de divertissement, où le volume et le contraste des diodes électroluminescentes de l’écran sont importants.
2. Méthodes de contrôle numérique pour les potentiomètres numériques
Les interfaces de commande des potentiomètres numériques comprennent généralement l’interface SPI (Serial Peripheral Interface), l’interface I2C et l’interface UP/DOWN. De plus, dans les utilisations où le potentiomètre numérique doit être modifié en continu à la manière d’un convertisseur N/A, il convient de prêter attention à la fréquence de l’horloge lors de la commande numérique.
Cette fréquence peut généralement atteindre 3 MHz, mais il est important de vérifier les spécifications du produit à l’avance. Le logiciel d’application pour ces commandes est généralement disponible auprès du fabricant et une assistance technique est également fournie si nécessaire.
De plus, des kits d’aide au développement comprenant une interface utilisateur graphique (GUI) sont disponibles dans certains cas pour les utilisateurs qui souhaitent développer leur propre logiciel de programmation.