Un potentiomètre à trois broches fournit une tension variable que l’entrée analogique d’une carte Arduino peut mesurer. Voici comment identifier ses connexions, réaliser le câblage et interpréter les valeurs obtenues pour suivre une position.
Pour lire une position avec une carte Arduino, raccordez les deux extrémités du potentiomètre à l’alimentation et à la masse, puis reliez sa broche centrale à une entrée analogique. Le composant agit alors comme un diviseur de tension : en tournant l’axe ou en déplaçant le curseur, vous faites varier la tension mesurée par la carte.
Le câblage d’un potentiomètre à trois broches avec Arduino est simple, mais il faut respecter la plage électrique admissible de l’entrée analogique et repérer correctement le curseur. Les étapes ci‑dessous vous montrent le raccordement, la conversion de la mesure et les précautions utiles pour obtenir une lecture interprétable.
Un potentiomètre comporte une piste résistive et un contact mobile, appelé curseur. Ses deux broches extérieures correspondent aux extrémités de la piste. La broche centrale est reliée au curseur. Quand vous tournez l’axe d’un modèle rotatif ou déplacez la commande d’un modèle à glissière, le curseur se déplace le long de la piste.
Pour le montage de mesure, placez une extrémité de la piste au potentiel positif de l’alimentation et l’autre à la masse. La broche centrale fournit alors une tension intermédiaire. C’est le principe d’un potentiomètre utilisé comme diviseur de tension : la résistance entre le curseur et chaque extrémité change avec la position, et la tension au curseur évolue en conséquence.
Sur un potentiomètre linéaire idéal, la tension est approximativement proportionnelle à la course électrique du curseur. À une extrémité, elle se rapproche de 0 V ; à l’autre, elle se rapproche de la tension d’alimentation. Entre ces deux points, elle prend une valeur intermédiaire. La correspondance n’est pas nécessairement parfaitement proportionnelle sur un composant réel, notamment si sa loi de variation n’est pas linéaire.
La tension de sortie d’un potentiomètre est donc la tension présente sur sa broche centrale, mesurée par rapport à la masse du circuit. Elle ne donne pas directement un angle en degrés : elle indique d’abord une position électrique relative. Pour obtenir un angle ou une distance, vous devrez ensuite calibrer les valeurs correspondant aux limites mécaniques réelles.
Un potentiomètre rotatif courant possède trois broches alignées, mais leur disposition physique dépend du modèle et de la façon dont vous l’observez. Ne déduisez donc pas le brochage uniquement de la position de l’axe ou d’une photographie. La broche centrale est généralement celle du curseur, tandis que les deux broches extérieures sont les extrémités de la piste. En cas de doute, vérifiez la fiche technique ou contrôlez le composant au multimètre, hors tension.
Pour identifier le curseur avec un ohmmètre, mesurez la résistance entre différentes paires de broches pendant que vous faites varier la commande. Entre les deux extrémités, la résistance totale reste globalement stable. Entre le curseur et l’une des extrémités, la valeur augmente ou diminue avec le mouvement ; entre le curseur et l’autre extrémité, elle varie en sens inverse. Cette vérification aide à repérer les broches d’un potentiomètre sur Arduino avant de brancher l’alimentation.
Vous pouvez inverser les deux broches extérieures sans endommager le fonctionnement normal du diviseur : cela inverse simplement le sens de variation. Si la valeur analogique augmente quand vous souhaitez qu’elle diminue, permutez les connexions d’alimentation et de masse aux extrémités, ou inversez le calcul logiciel. Ne permutez pas le curseur avec une extrémité si votre objectif est de conserver le montage classique en diviseur.
Un modèle rotatif est pratique lorsque la position se règle avec un axe ; un modèle à glissière rend le déplacement linéaire plus visible. Le principe électrique reste le même dans les deux cas. Vous pouvez comparer les potentiomètres rotatifs et les modèles à glissière selon l’espace disponible et la forme de commande recherchée.
Pour un montage de base, utilisez une carte compatible Arduino, un potentiomètre linéaire à trois broches et des fils de connexion. Les valeurs de 10 kΩ sont courantes pour ce type de lecture, mais la valeur et la puissance du composant doivent toujours convenir au montage et à sa tension d’alimentation. Les références proposées pour un usage avec Arduino sont à comparer selon le format et la résistance recherchés.
Le branchement se fait hors tension, afin d’éviter un contact accidentel entre l’alimentation et la masse. Sur une carte fonctionnant en logique 5 V, raccordez une extrémité du potentiomètre à 5 V et l’autre à GND. Reliez ensuite la broche centrale à A0. Sur une carte 3,3 V, utilisez la tension adaptée à cette carte et vérifiez la limite électrique de l’entrée analogique : une entrée prévue pour 3,3 V ne doit pas recevoir directement une tension de 5 V.
| Broche du potentiomètre | Connexion sur la carte | Rôle dans le montage |
|---|---|---|
| Extrémité 1 | 5 V ou 3,3 V, selon la carte | Alimente une extrémité de la piste résistive |
| Broche centrale, curseur | A0 ou une autre entrée analogique | Fournit la tension variable à mesurer |
| Extrémité 2 | GND | Établit la référence basse du diviseur |
Le tableau présente un exemple courant, pas un brochage universel de tous les modèles. Confirmez toujours les broches du composant avant de le monter. Si vous utilisez une alimentation externe pour le diviseur, sa masse doit être reliée à celle de la carte Arduino, faute de quoi l’entrée analogique ne disposera pas d’une référence commune fiable.
Choisissez une entrée analogique, par exemple A0, et non une broche numérique ordinaire. Les lettres et le nombre d’entrées disponibles varient selon les cartes. Consultez le repérage imprimé sur votre modèle, puis sélectionnez dans le programme l’entrée correspondant au fil relié au curseur.
Un potentiomètre de 10 kΩ constitue souvent un choix pratique pour un montage de lecture simple. Sa résistance limite le courant entre l’alimentation et la masse tout en permettant au curseur de fournir un signal exploitable. Vous pouvez examiner les potentiomètres de 10 kΩ si cette valeur correspond aux exigences de votre circuit. La valeur n’est toutefois pas le seul critère : vérifiez aussi le type de commande, le montage mécanique et la fiche technique.
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Le convertisseur analogique-numérique, ou CAN, transforme la tension présente sur A0 en un nombre. Sur une Arduino Uno classique, la lecture par analogRead() renvoie normalement une valeur de 0 à 1023, soit 1024 niveaux pour représenter la plage de référence. D’autres cartes peuvent utiliser une résolution différente : vérifiez leur documentation et les réglages éventuels du CAN avant d’interpréter les nombres.
Avec une référence analogique de 5 V sur une Uno, une lecture proche de 0 correspond à une tension proche de 0 V, tandis qu’une lecture proche de 1023 correspond à une tension proche de 5 V. À titre d’approximation, vous pouvez estimer la tension en multipliant la valeur lue par la référence et en divisant par 1023. La formule générale est : tension estimée = lecture × tension de référence ÷ valeur maximale du CAN.
La référence doit correspondre à la configuration réelle de la carte. Sur une carte alimentée en 3,3 V, ne reprenez pas automatiquement la valeur de 5 V dans vos calculs. De même, si vous changez de référence analogique, la conversion doit être adaptée. Les variations d’alimentation, les tolérances du potentiomètre et celles du convertisseur expliquent qu’une mesure réelle ne coïncide pas toujours exactement avec une valeur théorique.
La valeur brute est souvent suffisante pour comparer deux positions ou déclencher une action à partir d’un seuil. Pour afficher un pourcentage, vous pouvez ramener la lecture entre les limites observées à 0 et 100. Pour afficher un angle, il faut connaître la course mécanique utile et effectuer une calibration : relevez les valeurs obtenues aux deux limites, puis faites correspondre la plage mesurée à l’angle réellement parcouru. Un potentiomètre ne détecte pas à lui seul une position absolue après une coupure d’alimentation ; il indique la position instantanée de son curseur.
Après avoir vérifié le câblage, chargez un programme qui lit A0 et affiche le nombre reçu ainsi qu’une estimation de tension. L’exemple ci‑dessous suppose une Arduino Uno avec une référence par défaut de 5 V et une lecture sur 10 bits. Si votre carte ou sa référence diffère, adaptez les deux constantes correspondantes.
const int entreePot = A0;
const float referenceVolts = 5.0;
const float valeurMaximale = 1023.0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
int lecture = analogRead(entreePot);
float tension = lecture * (referenceVolts / valeurMaximale);
Serial.print("Lecture : ");
Serial.print(lecture);
Serial.print(" Tension estimee : ");
Serial.print(tension, 2);
Serial.println(" V");
delay(100);
}Ouvrez le moniteur série avec le même débit que celui indiqué par Serial.begin(), puis faites tourner l’axe lentement. La lecture devrait évoluer dans une plage croissante ou décroissante, selon le sens de câblage. La tension affichée est une estimation calculée à partir de la référence déclarée, non une mesure indépendante : pour une vérification précise, comparez avec un multimètre en respectant les précautions de mesure.
Pour transformer les lectures en position utilisable, relevez les valeurs minimale et maximale réellement observées aux limites de votre commande. Vous pouvez ensuite normaliser chaque lecture par rapport à ces bornes. Cette méthode compense une partie des écarts de montage, mais ne corrige pas une variation irrégulière, un faux contact ou une course mécanique qui ne couvre pas toute la plage électrique.
Par exemple, pour une commande représentant une plage de 0 à 100 %, vous pouvez calculer une proportion entre les valeurs calibrées, puis limiter le résultat aux bornes attendues. Pour un angle, remplacez 100 par l’angle utile documenté ou mesuré. Évitez de supposer que la rotation mécanique va exactement d’une butée électrique à l’autre : certains mécanismes ont une course plus courte ou une zone de réglage différente.
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Avant de mettre le montage sous tension, vérifiez que les fils sont bien engagés et que le curseur va uniquement vers une entrée analogique, pas vers une tension supérieure à la limite de la carte. Les erreurs les plus courantes sont une broche centrale mal identifiée, une masse absente, l’emploi d’une entrée numérique à la place d’une entrée analogique et une alimentation de 5 V appliquée à une carte dont les entrées acceptent seulement 3,3 V.
Une valeur qui oscille légèrement peut provenir du bruit électrique, de fils longs, d’un contact imparfait ou du comportement normal du convertisseur. Pour commencer, gardez les fils courts et vérifiez les connexions. Un petit condensateur entre A0 et GND peut atténuer certaines variations rapides, mais il modifie aussi la réponse temporelle du signal. Ne l’ajoutez pas sans tenir compte de la vitesse à laquelle vous devez détecter le mouvement.
Un filtrage logiciel simple, comme une moyenne de plusieurs lectures, peut lisser les variations, au prix d’une réponse un peu moins immédiate. Si les valeurs restent instables ou présentent des sauts importants, le filtrage ne remplace pas le diagnostic d’un faux contact ou d’un composant usé. Pour approfondir le sujet, consultez notre guide sur la stabilisation d’une lecture analogique Arduino.
Pour la lecture d’une position avec une carte Arduino, choisissez d’abord le type de commande : rotative pour un axe, à glissière pour un déplacement linéaire, ou ajustable traversante pour un réglage destiné à rester en place. Un ajustable n’est pas toujours confortable si la position doit être modifiée fréquemment. À l’inverse, un modèle de commande manuelle peut être encombrant pour une calibration qui ne sera effectuée qu’au montage.
Examinez ensuite la valeur résistive, le type de variation, la course, le format des broches et les contraintes mécaniques. Une piste linéaire est généralement adaptée lorsque vous voulez que la tension évolue approximativement en proportion du déplacement. Une loi logarithmique répond à un autre usage, notamment certaines commandes audio, et n’est pas à choisir par défaut pour traduire une position en pourcentage.
La résistance nominale doit être compatible avec le circuit, et pas seulement avec l’entrée Arduino. Un potentiomètre placé entre l’alimentation et la masse consomme un courant qui dépend de sa résistance totale. Une résistance trop faible augmente ce courant ; une résistance élevée peut rendre la lecture plus sensible aux conditions du circuit et aux caractéristiques d’acquisition du CAN. Les recommandations varient selon les cartes, vérifiez donc les spécifications du microcontrôleur si votre montage s’écarte d’un montage simple.
Pour un usage de commande, un bouton adapté à l’axe peut faciliter le réglage, mais vérifiez le diamètre et la forme de l’axe avant le montage. Si vous utilisez une glissière, contrôlez l’entraxe et la fixation. Un potentiomètre bien choisi doit correspondre à la fois à la fonction électrique et à l’interface mécanique que l’utilisateur manipulera.
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En résumé, le câblage relie les extrémités de la piste à une tension adaptée et à la masse, puis le curseur à une entrée analogique. L’Arduino transforme cette tension en une valeur numérique ; un programme peut ensuite l’afficher, la filtrer ou la convertir en position relative. La précision finale dépend du potentiomètre, du convertisseur, du câblage et d’une calibration réalisée sur la course réellement utilisée.
Les deux broches extérieures sont les extrémités de la piste résistive et la broche centrale est le curseur. Dans le montage en diviseur, les extrémités vont à l’alimentation adaptée et à GND, tandis que le curseur est relié à une entrée analogique.
Oui, permuter les deux extrémités inverse le sens dans lequel la valeur analogique évolue lorsque vous tournez la commande. Cela ne change pas le principe du diviseur de tension, à condition de laisser le curseur connecté à l’entrée analogique.
Un modèle de 10 kΩ est un choix courant pour une lecture analogique simple. Il faut toutefois vérifier les spécifications de la carte et les exigences du circuit complet, notamment si le potentiomètre alimente autre chose que l’entrée analogique.
Relevez les valeurs lues aux deux limites mécaniques réellement utilisées, puis faites correspondre cette plage à l’angle mesuré. La valeur de l’ADC seule représente une position électrique relative et ne fournit pas automatiquement un angle absolu.
Des contacts imparfaits, des fils longs, du bruit électrique ou les variations normales du convertisseur peuvent produire de petites fluctuations. Vérifiez d’abord le câblage et la masse, puis envisagez un filtrage logiciel ou matériel si une réponse légèrement plus lente est acceptable.
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