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Potenciômetro

 

Potenciômetro

O potenciômetro é um dispositivo tipicamente composto por um pino rotativo e algumas entradas. Sua principal função é servir como um resistor variável, ajustável por meio da rotação de seu pino.

O tipo de potenciômetro mais comumente encontrado em projetos eletrônicos

No potenciômetro retratado acima, a resistência entre os conectores extremos e o conector central é variada a partir da rotação do pino metálico.

A resistência máxima alcançada por um potenciômetro depende da sua resistência nominal, geralmente encontrada escrita em alguma de suas faces (não existe código de cores de potenciômetros!).

O símbolo do potenciômetro é um resistor com uma seta apontando para seu centro:

Simbolo eletrônico do potenciômetro

Funcionamento Interno

Internamente, o potenciômetro é composto por uma fita resistiva e um conector que percorre ao longo desta fita. Dependendo da posição do conector, ajustável pelo usuário,, a corrente que atravessa o potenciômetro pode percorrer um caminho mais curto ou mais longo, sendo resistido ao longo do percusso por esta fita resistora, assim alterando a sua corrente devido à lei de Ohm.

Na direita, podemos ver o esquema interno de um potenciômetro. A fita resistiva é representada pelo semi-circulo cinza, enquando que o conector é representado pela alavanca central

Utilizando no Arduino

Diferente do botão, que só possui dois estados (apertado e não apertado), o potênciometro é um dispositivo de entrada analógico. Ou seja, sua entrada pode variar entre totalmente apertado e totalmente não apertado, além de todos os estados entre estes.

Logo, o metodo de ler esta entrada também deve ser diferente. No Arduino, existem portas digitais e analógicas. As analógicas, localizadas opostas às digitais na placa do Arduino, são utilizadas apenas para leitura, sendo a saida analógica realizada pelas portas digitais PWM (veremos mais à frente o que isto significa).

No Arduino Uno, as portas analógicas estão localizadas na parte de baixo, numeradas de A0 à A5

Funções para dados analógicos

No Arduino, possuimos algumas funções especiais para facilitar o trabalho com entradas e saídas analógicas. São elas:

analogRead analogRead(PINO)
Esta função irá ler o pino especificado, e retornar um valor correspondente na escala de 0-1023.
0 significa que o valor está totalmente baixo (LOW).
1023 significa que o valor está totalmente alto (HIGH).
Qualquer valor retornado que esteja entre estes dois extremos representa um estado intermédiario.
Ex.: analogRead(A0);

analogWrite analogWrite(PINO, VALOR)
Esta função irá enviar um sinal analógico para o pino escolhido, com o valor especificado. O valor inserido nesta função deve estar dentro da escala de 0-255.
0 significa que o valor está totalmente baixo (LOW).
255 significa que o valor está totalmente alto (HIGH).
Qualquer valor que esteja entre estes dois extremos representa um estado intermédiario.
Ex.: analogWrite(13, 210);

map map(VARIAVEL, deMin, deMax, paraMin, paraMax)
Esta função irá ler uma variável (especificada no primeiro argumento) e, dado seus valores minimos e máximos (deMin, deMax), adapta-las para uma nova escala, descrita pelos valores (paraMin, paraMax). A função então retorna este numero adaptado, que pode ser salva em uma nova variável.
É extremamente útil para converter escalas diferentes. Por exemplo, converter a escala de 0-1023 proporcionada pelo analogRead à escala de 0-255, necessária para o analogWrite. A conversão se dá por meio da sintaxe descrita abaixo:
Ex.: map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 255);

Atividades

1. Brilho do LED (Exemplo)

Utilizando o circuito já pronto, disponível neste link do TinkerCAD: tinkercad.com/things/5HafgpKMw2O, programe o Arduino de forma que o potenciômetro controle o brilho do LED conectado ao pino 6, como mostra o vídeo abaixo:

Resolução:

void setup() {
  pinMode(A0, INPUT); // pino analógico do potenciômetro (note que o pino possui um A, para diferencia-los dos pinos digitais)
  pinMode(6, OUTPUT); // pino do LED
}

void loop() {
  int pot = analogRead(A0); // ler o potenciômetro, e salvar o valor na variavel pot
  pot = map(pot, 0, 1023, 0, 255); // mudar a escala original de 0-1023 do analogRead, para a escala 0-255, requerida pelo analogWrite, e salvar esta alteração na variável pot
  analogWrite(6, pot); // enviar o valor com a escala adequada para o pino do LED
}

Antes de passar para o exercício seguinte, tente compreender o que cada linha de código está fazendo.

2. Barra de progresso

Utilizando o circuito já pronto, disponível neste link do TinkerCAD: tinkercad.com/things/56Nia8Ukymf, programe o Arduino de forma que o potenciômetro controle uma barra de progresso composta pelos LEDs conectados aos pinos 7, 6, 5 e 4, como mostra o vídeo abaixo:

O primeiro LED deve acender quando a leitura do potênciometro for maior ou igual a 25% da leitura máxima. O segundo LED deve acender quando esta for maior ou igual a 50%, e o terceiro e quarto devem acender quando a leitura for maior ou igual a 75% e 100% da máxima, respectivamente.
Use a resolução do exercício anterior como um ponto de partida.

Referências:
Evan Amos - Vanamo Media Public Domain (potenciômetro)
TinkerCAD
teachwithict.com

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