Comment utiliser des potentiomètres numériques pour remplacer les analogiques

Un potentiomètre est une résistance variable utilisée pour contrôler la quantité de courant électrique dans un circuit. Un exemple courant est un contrôle de volume sur un téléviseur. Un potentiomètre analogique a un bouton ou cadran qui varie le niveau de sa résistance. Un potentiomètre numérique est un circuit intégré qui a des « sections » résistives internes. Ces sections sont accessibles et contrôlées par un signal numérique de +5V ou 0V. Souvent, des boutons poussoirs sont utilisés pour actionner un potentiomètre numérique. Les deux types de potentiomètres augmentent ou diminuent le courant en augmentant ou diminuant la résistance. Remplacer un potentiomètre analogique par un numérique nécessite plusieurs connexions électriques. Construire un circuit prototype est la meilleure façon de comprendre comment le potentiomètre numérique fonctionne comme remplacement.

Matériel nécessaire

• Potentiomètre numérique AD5220 (ou équivalent)
• Plaque d'essai (breadboard) électronique
• Régulateur de tension 7805
• Fiche technique 7805
• Fils de liaison (jumper wires)
• Fiche technique AD5220
• Pile 9V
• Deux boutons poussoirs (type deux broches)
• Deux résistances 10K
• Connecteur pile 9V
• LED (usage général, basse tension)

Configuration du potentiomètre numérique

1. Insérez le potentiomètre numérique AD5220 dans la plaque d'essai. L'AD5220 doit straddler la colonne centrale vide qui divise les rangées en sections A-E et F-J. Le point sur la surface de l'AD5220 doit être en haut. Le point désigne l'emplacement de la broche 1 de l'AD5220.

2. Insérez le régulateur de tension 7805 dans la plaque d'essai de manière que chacune des trois broches soit dans des rangées séparées. Le 7805 sera vertical. Reportez-vous à la fiche technique 7805 et notez quelles broches sont « Input », « Gnd » et « Output ».

3. Connectez la broche Input du 7805 à un bus d'alimentation de la plaque d'essai. Connectez la broche Gnd du 7805 à un bus de masse. Utilisez des fils de liaison pour toutes les connexions. Le bus d'alimentation est une colonne étiquetée avec un « + » rouge et le bus de masse est une colonne étiquetée avec un « - » noir ou bleu.

4. Localisez les broches de l'AD5220 étiquetées « VDD » et « GND ». Reportez-vous à la fiche technique AD5220 pour la description des broches. Connectez la broche VDD de l'AD5220 à la broche Output du 7805. Connectez la broche GND de l'AD5220 au bus de masse.

5. Insérez les deux boutons poussoirs dans la plaque d'essai. Les deux broches doivent straddler la colonne centrale vide — similaire à l'AD5220. Connectez une broche de chaque bouton poussoir au bus de masse. Désignez un bouton poussoir « PB1 » et l'autre « PB2 ».

6. Connectez une patte/pin d'une résistance 10K à la broche Output du 7805. Connectez l'autre patte de la résistance à la broche libre de PB1. De la même manière, connectez l'autre résistance 10K au 7805 et PB2.

7. Connectez la broche de l'AD5220 étiquetée « U/D » à la patte connectée à la résistance de PB1. Sur la fiche technique, le « D » a une ligne au-dessus. Cela signifie qu'un signal 0V l'active. PB1 contrôlera l'action Up/Down du potentiomètre. Cela augmente ou diminue la résistance de l'AD5220.

8. Connectez la broche de l'AD5220 étiquetée « CLK » à la patte connectée à la résistance de PB2. Cela fournit le signal « Clock » qui déplace le curseur (Wiper) du potentiomètre. Cela contrôlera la quantité de résistance qui est augmentée ou diminuée dans l'AD5220.

9. Connectez la broche de l'AD5220 étiquetée « CS » au bus de masse. Sur la fiche technique, « CS » a une ligne au-dessus, signifiant qu'il nécessite un signal 0V. Le connecter à la masse maintient le potentiomètre actif, ou « allumé ».

10. Connectez le fil positif (rouge) du connecteur de pile 9V au bus d'alimentation. Connectez le fil négatif (noir) du connecteur au bus de masse.

Connexion des trois bornes du potentiomètre

11. Insérez la LED dans la plaque d'essai avec la cathode (patte la plus courte) connectée au bus de masse.

12. Connectez la broche de l'AD5220 étiquetée « Wiper Terminal » à l'anode (patte la plus longue) de la LED. Le Wiper est contrôlé par la connexion CLK de PB2. Le Wiper se déplacera dans une direction haut ou bas, contrôlée par PB1.

13. Connectez la broche de l'AD5220 étiquetée « Terminal B1 » au bus de masse. La connexion B1 fournit un point de référence pour la résistance changeante. Cette connexion est nécessaire pour que le potentiomètre fonctionne correctement.

14. Connectez la broche de l'AD5220 étiquetée « Terminal A1 » à la broche Output du 7805. Le signal 5V du 7805 se connecte à A1. Cela fournit la tension et le courant nécessaires pour faire fonctionner la LED. L'AD5220 contrôle la quantité de courant qui passe par A1 et le Wiper.

15. Localisez les mêmes trois bornes (A1, B1 et Wiper) sur le potentiomètre analogique 10K. Les bornes peuvent ou non être étiquetées sur le potentiomètre analogique. En général, la broche du milieu (broche 2) est la borne Wiper. Notez que le remplacement numérique doit avoir la même valeur de résistance que le potentiomètre analogique.

16. Dessinez un schéma et étiquetez les connexions des bornes du potentiomètre analogique 10K. Les bornes A1, B1 et Wiper de l'AD5220 seront connectées de la même manière.

Test du potentiomètre numérique

17. Connectez la pile 9V au connecteur. Quand l'AD5220 est allumé, la résistance est automatiquement réglée à mi-chemin. Par conséquent, la LED peut être faiblement allumée ou éteinte.

18. Appuyez sur PB2 quelques fois. La LED devrait s'éteindre complètement. C'est parce que la broche U/D de l'AD5220 est automatiquement réglée sur la position Up. Elle reçoit un niveau stable de 5 volts de PB1. Appuyer sur PB2 sans appuyer sur PB1 augmentera la résistance de l'AD5220 et diminuera le courant.

19. Appuyez sur PB1 et maintenez-le enfoncé.

20. Appuyez sur PB2 répétitivement et la LED devrait s'allumer et devenir plus brillante. Appuyer sur PB1 active la position Down de U/D. Elle se connecte à la masse, ramenant ce niveau précédent de 5V à 0V. Appuyer sur PB2 tout en appuyant sur PB1 fait diminuer la résistance et augmenter le courant. Ce test signifie que le potentiomètre numérique fonctionne correctement et que le circuit est prêt à remplacer le potentiomètre analogique.