Arduino平台软硬件原理及使用——电位器模块的使用

文章目录
一、电位器工作原理
二、电位器与滑动变阻器的异同
三、电位器模块在Arduino中的使用

一、电位器工作原理

上图为市面上常见的电位器元件实物图，其结构及封装根据不同的应用场景也有着不同，但其原理及本质基本一致。

电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。

电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器，由于它在电路中的作用是获得与输入电压（外加电压）成一定关系的输出电压，因此称之为电位器。

如图电位器的电阻体有两个固定端，通过手动调节转轴或滑柄，改变动触点在电阻体上的位置，则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变了电压与电流的大小。

二、电位器与滑动变阻器的异同

电位器和滑动变阻器都是可以通过改变电路中的电阻值，从而达到调节电路电流、电压的目的电子元件。
滑动变阻器也称滑动电位器，是一种用于改变电阻值的装置。该器件通常由一根金属电阻杆和与之相接触的滑动片组成。通过电气信号控制滑动片在电阻杆上的位置，即可调节电路中的电阻值。

两者在以下方面有些许不同：

1. 结构不同
   电位器和滑动变阻器在结构上有所不同，电位器主要由旋转电阻线圈和旋转旋钮构成；而滑动变阻器由一根电阻杆和一个与之相接触的滑动片组成。
2. 原理不同
   电位器和滑动变阻器的调节原理也有所不同。电位器是通过旋转推杆调整电阻线圈内部的电阻值，实现控制电路电阻的目的；而滑动变阻器则是通过滑动电阻杆上的滑动片来改变电路中的电阻值。
3. 应用场景不同
   电位器和滑动变阻器的应用场景也有所不同。电位器通常适用于需要多圈连续调节的场合，比如模拟电路、音频调节等领域；而滑动变阻器则适用于需要单圈调节的场合，比如恒温恒湿系统、照明调节等领域。
4. 特点不同
   电位器和滑动变阻器的特点也不尽相同。电位器具有调节范围大、调节灵敏度高、调节精度高的特点；而滑动变阻器则具有体积小、结构简单、使用寿命长的特点。

三、电位器模块在Arduino中的使用

如图电位器模块，其本质与滑动变阻器基本一致，即通过旋转旋钮使得分得的电压不同，从而在 OUT 端口输出的电平数值也会发生变化，进而被 Arduino 板卡读取，其有三个接口：

GND 接 负极；
VCC 接 正极；
OUT 接 模拟输入端口。

按照下图进行接线：

完成以下电位器模块测试程序：

//此为测试电位器模块功能程序
void setup() 
{
	pinMode(A0,INPUT);  //将电位器连接的模拟端口设置为输入模式
	Serial.begin(9600);  //初始化串口监视器，默认设置为 9600 波特率
}
void loop() 
{
  Serial.println(analogRead(A0));  //通过串口监视器输出模拟数值
}

上传上述程序并打开Arduino平台的串口监视器：

旋转电位器旋钮并观察上述数据的变化，可以发现通过旋转旋钮，上述数据会在0～1023这些数据间变化，即可通过输入数据的变化来完成相应功能。

关于电位器模块的具体实例可参考文章——Arduino项目式编程教学第二章——呼吸灯