Di dalam berbagai sirkuit dan perangkat elektronika terdapat banyak jenis potensiometer dengan bentuk dan fungsi yang berbeda beda. Potensiometer adalah salah satu jenis resistor yang nilai hambatannya dapat diubah ubah.
Mungkin kita hanya tahu bentuk potensiometer adalah seperti yang biasa kita lihat pada peralatan audio saja yang digunakan untuk mengatur volume atau nada suara yang dihasilkan oleh perangkat audio. Tahukah anda, sebenarnya ada beberapa jenis dan bentuk potensiometer lain yang digunakan pada perangkat elektronika.
Di artikel ini kita akan mengulas apa saja jenis jenis potensiometer dan fungsinya pada sebuah perangkat atau rangkaian elektronika.
Karakteristik dan lambang potensiometer
Potensiometer termasuk ke dalam kelompok komponen elektronika pasif, sehingga tidak bisa menguatkan sinyal maupun arus listrik. Karena itu, untuk mengoperasikan potensiometer tidak membutuhkan sumber tegangan listrik.
Komponen ini merupakan perangkat analog yang dapat mengatur besar kecilnya sinyal atau tegangan listrik dengan cara diputar atau digeser. Umumnya potensiometer mempunyai 3 buah terminal atau kaki yang berguna untuk menghubungkan potensiometer dengan sirkuit elektronika.
Lambang atau simbol potensiometer mirip dengan resistor nilai tetap yang berupa garis zig zag atau kotak persegi. Hanya saja untuk potensiometer diberi tambahan berupa garis atau terminal tambahan ditengah kotak atau garis zig zag.
Di bawah ini diperlihatkan lambang potensiometer yang banyak dipakai pada skema elektronika.
Di pasaran, potensiometer tersedia dalam berbagai bentuk varian yang berbeda untuk menyesuaikan kebutuhan perangkat atau sirkuit elektronika yang memerlukannya. Secara umum komponen ini digunakan untuk mengendalikan aliran arus listrik, tegangan dan untuk mengatur penguatan sinyal yang dilakukan oleh rangkaian penguat.
Istilah penyebutan kata potensiometer berasal dari gabungan dua kata, yaitu potential difference dan metering. Di awal penggunannya, potensiometer memiliki bentuk yang cukup besar dan sering difungsikan pada perangkat pengukur tegangan listrik.
Namun saat ini, potensiometer telah berevolusi memiliki yang jauh lebih kecil dan mempunyai keakuratan yang lebih baik. Bahkan kini potensiometer diproduksi dalam berbagai jenis, seperti preset, rheostat dan trimpot.
Meskipun hadir dalam berbagai macam bentuk, potensiometer memiliki fungsi dan cara kerja yang sama. Dimana untuk mengubah nilai resistensinya, kita harus menggerakkan perangkat mekanis atau wiper yang ada pada komponen tersebut.
Perbedaan potensiometer dan variabel resistor
Mungkin banyak yang menyamakan antara variabel resistor dengan potensiometer. Meskipun memiliki fungsi yang sama, namun ada sedikit perbedaan pada bentuk dan karakteristik penggunaannya.
Potensiometer
Potensiometer mempunyai 3 buah terminal atau kaki untuk menghubungkannya ke rangkaian elektronika. Saat difungsikan kedua terminal yang merupakan ujung dari komponen konduktif pada potensiometer tersebut akan dihubungkan ke sinyal masukan dan ground. Sementara terminal ketiga yang merupakan terminal wiper difungsikan sebagai jalur sinyal output .
Ketika wiper digerakkan, maka akan mengakibatkan perubahan level sinyal yang keluar dari terminal output. Variasi perubahan sinyal ini bergantung pada posisi wiper lebih dekat kemana. Jika wiper lebih dekat ke titik terminal ground, maka sinyal output yang dikeluarkan menjadi lebih kecil levelnya. Demikian sebaliknya.
Dengan kata lain potensiometer merupakan komponen resitif dengan 3 buah terminal yang berfungsi untuk membagi tegangan secara kontinue dengan besar sinyal keluaran sebanding dengan posisi wiper diatas lintasan bahan konduktif.
Potensiometer sering digunakan pada berbagai rangkaian atau perangkat audio dan pengendali kecepatan motor dc daya rendah. Umumnya arus yang mampu ditangani oleh komponen ini tidak terlalu tinggi.
Variable resistor
Meskipun sama sama memiliki 3 terminal, namun saat digunakan, salah satu terminal variabel resistor yang terhubung ke jalur konduktif akan disambungkan ke terminal wiper yang merupakan terminal output dari variabel resistor tersebut.
Perubahan nilai hambatannya dilakukan dengan cara mengubah posisi wiper diatas track konduktif. Perubahan posisi wiper ini menghasilkan perubahan besaran hambatan antara terminal wiper dengan terminal konduktif.
Jadi, variable resistor merupakan komponen resitif yang memiliki dua buah terminal. Contoh dari jenis variable resistor adalah rheostat yang biasa digunakan untuk mengendalikan aliran arus listrik berdaya tinggi.
Jenis jenis potensiometer
Potensiometer atau variable resistor merupakan komponen elektronika analog yang sebenarnya terdiri dari dua bagian utama :
- Jalur atau track konduktif. Bagian ini disebut juga sebagai stator yang merupakan komponen tidak bergerak dan terdiri dari track yang bersifat konduktif. Track konduktif ini terbuat dari bahan jenis karbon atau kawat nichrome dengan nilai hambatan tertentu, miisalnya 1k Ohm atau 100k Ohm.
- Wiper. Komponen ini termasuk bagian mekanis yang dapat bergerak diatas jalur atau track konduktif dan terbuat dari bahan konduktor. Pergerakan wiper inilah yang nantinya akan merubah nilai hambatan dari potensiometer atau variable resistor.
Secara umum terdapat 4 kelompok besar jenis potensiometer atau variable resistor yang sering digunakan pada berbagai sirkuit elektronika dan kelistrikan. Berikut ini akan kita bahas satu persatu.
1. Potensiometer rotary / putar
Potensiometer putar merupakan jenis yang paling mudah kita temukan di banyak perangkat elektronika audio. Variasi perubahan hambatan tipe potensiometer ini dilakukan dengan memutar tuas atau knop yang terpasang pada poros potensiometer.
Perputaran tuas ini akan mengubah sudut wiper diatas track atau jalur konduktif. Sehingga menyebabkan perubahan nilai hambatan potensiometer tersebut. Potensiometer ini lebih banyak digunakan sebagai pengatur level sinyal atau volume audio.
Bahan konduktif yang dimiliki oleh jenis potensiometer ini biasanya terbuat dari jenis karbon yang dilekatkan pada pada permukaan isolator berbentuk melingkar. Komponen wiper sendiri terbuat dari bahan konduktor yang dilekatkan ke mekanisme tuas sehingga memungkinkan wiper dapat bergerak disepanjang jalur konduktif.
Umumnya potensiometer mempunyai satu track konduktif tunggal untuk menghasilkan hambatan sinyal atau tegangan listrik. Tetapi ada juga potensiometer yang memiliki dua jalur track konduktif, yang biasa disebut sebagai potensiometer stereo.
Potensiometer stereo memiliki dua jalur konduktif dan dua mekanisme wiper yang dihubungkan pada satu tuas yang sama. Sehingga perubahan putaran tuas akan menghasilkan perubahan posisi kedua wiper diatas track yang berbeda. Potensiometer stereo mempunyai 6 buah terminal atau kaki untuk menghubungkannya degan sirkuit elektronika.
Pada jenis tertentu, terdapat juga potensiometer yang dilengkapi dengan saklar power on – off dan digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan supplai tegangan ke rangkaian. Potensiometer seperti ini biasanya terdapat pada perangkat penerima radio portable.
Nilaitoleransi dari potensiometer umumnya berkisar antara 10 % sampai 20 % dengan karakteristik sinyal output linier atau logaritmik. Potensiometer yang memiliki karakteristik variasi level logaritmik biasanya digunakan untuk mengatur level volume suara.
Karakter logaritmik ini memungkinkan potensiometer menghasilkan sinyal keluaran dengan variasi perubahan level sinyal secara logaritmik. Dimana semakin dekat dengan nilai maksimum potensiometer akan menghasilkan tingkat level suara dengan perubahan yang makin besar mengikuti perubahan nilai secara logaritmik.
Potensiometer yang banyak tersedia di pasaran biasanya mempunyai mekanisme putaran kurang dari 360°. Dimana untuk memvariasikan nilai hambatannya, potensiometer diputar ke kiri atau ke kanan. Di beberapa model tertentu, ada yang dilengkapi dengan terminal grounding. Terminal ini biasanya terhubung dengan sirkuit atau jalur grounding rangkaian.
2. Jenis potensiometer slider
Potensiometer slider atau beberapa teknisi menyebutnya potensiometer geser merupakan bentuk lain dari potensiometer yang memiliki sifat perubahan resistensi secara linear. Perubahan nilai resistensi potensiometer slider dilakukan dengan cara menggerser posisi tuas yang terhubung ke mekanisme wiper.
Bentuk potensiometer jenis ini adalah berupa kotak persegi panjang dengan tuas diatasnya. Biasanya digunakan pada berbagai peralatan elektronika audio, seperti konsol mixer analog maupun digital. Karena dengan menggunakan potensiometer model ini posisi knop atau tuas dapat dengan mudah terlihat. Sehingga penggunanya bisa mengetahui perkiraan sinyal output yang dikeluarkan oleh potensiometer ini.
Salah satu kekurangan potensiometer jenis slider adalah mempunyai area atau slot yang terbuka sebagai lintasan tuas slider. Area lintasan tuas yang terbuka ini rentan dimasuki oleh debu dan kotoran yang dapat merusak komponen konduktif di dalamnya.
Pada jenis potensiometer slider yang memiliki harga yang lebih mahal, biasanya area terbuka lintasan tuas slider ini diberi penutup untuk mencegah kotoran masuk mengkontaminasi track konduktif di dalam slider.
Pada beberapa desain produk potensiometer dilengkapi dengan 4 terminal. Kita tidak perlu bingung dengan jumlah terminal yang 4 bbuah ini, karena pada dasarnya yang digunakan hanya 3 buah. Sementara satu terminal tambahannya biasanya terhubung ke salah satu terminal konduktif.
3. Potensiometer preset atau trimer
Potensiometer preset atau trimer memiliki ukuran dan bentuk yang lebih kecil. Potensiometer ini biasanya digunakan untuk mengatur preset tegangan suatu rangkaian elektronika. Karena ukurannya yang kecil dan jarang sekali diuatk atik, maka potensiometer preset umumnya dipasang langsung pada pcb.
Pengaturan nilai hambatan dari potensiometer preset biasanya dilakukan sekali pada saat melakukan kalibrasi atau penyetelan sirkuit. Setelah itu dibiarkan saja tanpa dirubah lagi, keculai pada saat ingin melakukan kalibrasi ulang rangkaian.
Di pasaran, potensiometer hadir dalam dua bentuk, bentuk pipih yang terbuat dari logam dan bentuk kotak yang biasanya memiliki kemasan plastik. Untuk mengatur nilai hambatan kedua jenis potensiometer preset tersebut dilakukan dengan cara memutar tuas menggunakan obeng pipih.
Bahan konduktif yang menyusun jenis potensiometer ini terbuat dari bahan jenis karbon dan umumnya memiliki nilai hambatan yang tidak terlalu besar, maksimum 5k Ohm. Komponen ini tidak dirancang untuk tahan terhadap perubahan putaran tuas berulang ulang. Karena itu tidak disarankan untuk selalu memutar mutar tuas potensiometer preset.
4. Rheostat
Rheostat adalah potensiometer yang lebih besar dan jarang ditemukan pada perangkat elektronika. Nilai peringkat daya untuk potensiometer jenis ini cukup besar hingga mencapai beberapa ratus watt. Karena itu komponen konduktif yang digunakan untuk pembuatan rheostat tidak terbuat dari karbon, tetapi menggunakan kawat konduktif nichrome.
Secara struktur bentuk dan cara kerja memiliki kesamaan dengan potensiometer rotary atau slider. Hanya saja rheostat dirancang dengan ukuran bentuk yang lebih besar karena harus menangani daya listrik yang lebih tinggi.
Lilitan kawat daya tinggi dililitkan pada batang isolator keramik dan kedua ujung kawat konduktif tersebut dihubungkan ke terminal. Sementara diatas lilitan kawat ditempelkan wiper logam yang dapat bergerak bebas di sepanjang lilitan kawat tersebut.
Perubahan nilai hambatan rheostat dilakukan dengan cara menggerakkan wiper baik secara rotary maupun slider. Biasanya, jumlah terminal rheostat yang digunakan hanya dua saja, karena secara umum penggunaan rheostat ini adalah untuk mengurangi laju aliran arus listrik tinggi sama seperti resistor nilai tetap. Hanya saja pada rheostat nilai resistensinya bisa diatur sesuai keinginan.
Pada dasarnya semua potensiometer dapat digunakan sebagai rheostat, karena memiliki fungsi dan cara kerja yang sama. Hanya saja potensiometer lebih didesain untuk penggunaan pada sirkuit dengan arus rendah.
Di bawah ini memperlihatkan tabel perbedaan antara potensiometer dan rheostat.
| Jenis | Potensiometer | Rheostat |
|---|---|---|
| Jumlah terminal | 3 terminal | 2 terminal |
| Jenis putaran | Putaran tunggal, multi putaran | Putaran tunggal |
| Jenis sambungan | Paralel dengan sumber tegangan | Seri dengan sumber tegangan |
| Penggunaan | Pengendali tegangan | Pengendali arus listrik |
| Output sinyal | Linear, logaritmik | linear |
Fungsi potensiometer
- Pengatur level volume pada perangkat audio
- Pengatur tegangan
- Pengatur arus listrik
- Perangkat sensor posisi
- sebagai pengatur kalibrasi rangkaian
- Sirkuit dimmer
- Pengatur kecepatan motor
Kesimpulan
Potensiometer adalah perangkat komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk mengendalikan laju aliran tegangan atau arus listrik. Meskipun dirancang dalam bentuk yang berbeda, secara umum semua jenis potensiometer memiliki fungsi dan cara kerja yang sama.
Potensiometer diproduksi dengan beragam nilai ukuran hambatan, mulai dari 1k Ohm hingga beberapa ratus kilo Ohm. Komponen ini banyak digunakan terutama pada sirkuit audio, kecuali potensiometer jenis rheostat yang lebih sering dipakai untuk sirkuit kelistrikan.
Demikian pembahasan jenis dan fungsi potensiometer untuk berbagai rangkaian elektronika dan kelistrikan. Semoga membantu anda dalam memahami karakteristik dan fungsi potensiometer.
