Potentiometer-Verdrahtung leicht gemacht: Der professionelle Leitfaden

Beim Bedienen eines Radios oder Musikinstruments dreht man einen Knopf für die Lautstärkeregelung. Auch bei Audioverstärkern fallen die zahlreichen Regler auf. Potentiometer ermöglichen die Lautstärkeregelung in all diesen Geräten. Dieser Artikel beleuchtet, wie Potentiometer zur Lautstärkeregelung funktionieren. Zudem erklären wir den entscheidenden Prozess der Potentiometer-Verdrahtung in elektronischen Schaltungen und stellen verschiedene Potentiometer-Typen vor. Lesen Sie weiter für Einblicke in die generische Potentiometer-Verdrahtung.

Was ist ein Potentiometer?

Abbildung 1: Ein Potentiometer

Ein Potentiometer ist ein verstellbarer Widerstand. Bei einem linearen Potentiometer ändert das Drehen der Welle den Widerstand. Im Gegensatz zu festen Widerständen lässt sich der Widerstandswert eines Potentiometers variieren.

Zudem verfügt ein Potentiometer über drei Anschlusspins. Zwischen diesen Pins befindet sich ein widerständiges Material wie Kohlenstoff, das den Widerstand erzeugt. Diese Grundstruktur findet sich in allen linearen Potentiometern unabhängig vom Modell.

Ein Potentiometer eignet sich auch zur Erfassung des Ausgangssignals eines elektrischen Geräts. Beispiel: Ein Radiolautsprecher besitzt einen äußeren Schaft als Lautstärkeregler. Dreht man diesen Knopf, ändert sich der variable Widerstandswert, woraufhin sich die elektrischen Signalwerte ändern.

Wie funktioniert ein Potentiometer?

Abbildung 2: Potentiometer, Schieberegler, Knopf, Equalizer (Vektor)

Wie erwähnt, besteht ein Potentiometer im Wesentlichen aus drei Hauptteilen. Die beiden äußeren Anschlüsse sind mit dem Widerstandsmaterialstreifen verbunden. Der mittlere Anschluss ist mit dem Schleifer (Wiper) verbunden.

Wir bezeichnen die Anschlüsse als 1, 2 und 3 wie im Schaltplan dargestellt. Hierbei sind 1 und 3 die Anschlüsse am Widerstandsmaterial, während 2 der Anschluss am Schleifer ist.

Abbildung 3: Ein Potentiometer-Schaltplan

Der Schleifer teilt den Widerstand in zwei Pfade auf. Der längere Pfad weist einen höheren Widerstand auf. In einem Stromkreis ist die Länge ein entscheidender Faktor für den Widerstandswert.

Betrachten wir zwei Widerstände R1 und R2. Die Spannung am Schleifer entspricht der Spannung an R2. Damit fungiert die Schaltung als Spannungsteiler. Die Ausgangsspannung berechnet sich nach:

V_out = R2 / (R1 + R2) × V_in

V_in ist die Versorgungsspannung. Durch Verschieben des Schleifers in Richtung Anschluss 3 lässt sich die Ausgangsspannung verändern.

Potentiometer-Verdrahtung

Im Folgenden drei gängige Beispiele für die Verdrahtung eines Potentiometers.

Verdrahtungsbeispiel 1: Variabler Widerstand

Diese Schaltung entsteht, wenn man einen einfachen variablen Widerstand benötigt. Es werden nur zwei Pins verwendet: der mittlere Pin und einer der äußeren Pins. Hier das Schematische:

Abbildung 4: Variable Widerstands-Verdrahtung

Eine solche einfache Schaltung eignet sich hervorragend zum Dimmen einer LED. Der zusätzliche Widerstand im Stromkreis schützt die LED vor Zerstörung, selbst wenn der Widerstand auf Null gedreht wird.

Im Betrieb: Dreht man den Potentiometerknopf in die eine Richtung, steigt der Widerstand; in die andere Richtung sinkt er.

Verdrahtungsbeispiel 2: Ungewöhnliche Verbindung

Manchmal stößt man auf eine Verbindung wie in diesem Schaltplan:

Abbildung 5: Ungewöhnliche Potentiometer-Verbindung

Der untere und der mittlere Pin sind verbunden, was den Widerstand nicht beeinflusst. Obwohl diese Verbindung seltsam wirkt, ist sie nicht unüblich. Sie entspricht elektrisch der Verbindung von nur zwei Pins.

Wird ein dritter Pin mit dem Schleiferanschluss verbunden, beeinflusst dies den Widerstand nicht. Warum manche diese Verbindung bevorzugen, hat keinen technischen Grund – es ist reine Vorliebe.

Verdrahtungsbeispiel 3: Lautstärkeeingang (Spannungsteiler)

Schließlich gibt es die folgende Verbindung, bei der alle drei Pins des Potentiometers verwendet werden:

Abbildung 6: Lautstärkeeingang-Potentiometer-Verbindung

Quelle: build-electronic-circuits.com

Diese Schaltung bildet einen Spannungsteiler, der zur Erhöhung der Eingangssignalspannung dient. Beispiel: Steuert man damit ein externes Gerät wie einen Audioverstärker, reduziert man durch Drehen des Knopfs die Lautstärke. Solche Verbindungen sind in Audiogeräten allgegenwärtig.

Wie verdrahtet man ein Potentiometer?

Abbildung 7: Potentiometer als elektronische Steuereinheit

Die Verdrahtung eines Potentiometers ist unkompliziert. Zuerst wird der erste Anschluss geerdet. Dann wird das Eingangssignal an den dritten Anschluss gelegt. Schließlich wird das Ausgangssignal am mittleren Anschluss abgenommen.

Die wesentlichen Schritte im Verdrahtungsprozess:

Auswahl und Vorbereitung eines Potentiometers

1. Identifizieren Sie die drei Anschlüsse am Potentiometer. Legen Sie es auf eine ebene Fläche. Wie erwähnt: Anschluss 1 = Masse, mittlerer Anschluss = Eingang, Anschluss 3 = Ausgang.
2. Ermitteln Sie den Widerstandsbereich, den das Potentiometer abdecken kann. Die meisten Potentiometer eignen sich nicht für Hochspannung. Lesen Sie die Spezifikationen. Beispiel: Ein 200 kΩ-Potentiometer liefert Widerstand bis 200.000 Ohm.
3. Während der Verdrahtung sollte das Potentiometer auf einer ebenen Fläche liegen, Anschlüsse zugewandt. Entfernen Sie die Rückseite des anzuschließenden elektrischen Systems, um Ein- und Ausgangsanschlüsse freizulegen.
4. Isolieren Sie die für die Verbindung benötigten Kabelabschnitte. Ein Abisolierwerkzeug ist hilfreich. Auch Lötzinn wird benötigt. Entfernen Sie ca. 1,3–2,5 cm Isolierung vom Kabelende. Beachten Sie, dass manche Bauteile spezifische Lötzinnsorten erfordern – wählen Sie passend.

Anlöten der Anschlüsse

Abbildung 8: Reglerknöpfe in verschiedenen Ausführungen

1. Löten Sie das Kabel an das Potentiometer und am anderen Ende an das elektrische Bauteil. Legen Sie das Kabel an die Anschlussstelle, geben Sie Lötflussmittel und Lötkolben auf und drücken Sie. Beginnen Sie mit Anschluss 1 (Masse).
2. Löten Sie ein Kabel an den mittleren Teil des Potentiometers (Eingang).
3. Löten Sie ein Kabel an den dritten Anschluss (Ausgang). Dies ist der Anschluss, der mit dem Ausgabegerät verbunden wird. Bei einer Gitarre liegt er am Eingangsklinkenanschluss, bei einem Audioverstärker am Eingangs kanals.

Verwendung des Potentiometers

Abbildung 9: Farbliche Schieberegler veranschaulichen die Funktionsweise eines Potentiometers

1. Prüfen Sie die Funktion: Verbinden Sie Ein- und Ausgang des Potentiometers mit den Messspitzen eines Voltmeters. Drehen Sie den Knopf – die Spannung sollte steigen/fallen. Tut sie das nicht, ist die Verdrahtung fehlerhaft.
2. Schließen Sie das Potentiometer an ein Ausgabegerät an (z. B. Gitarre). Drehen Sie den Knopf und prüfen Sie, ob sich der Ton ändert. Bei Variation ist das Potentiometer betriebsbereit.

Fazit

Wie gezeigt, ist ein Potentiometer ein Widerstand mit veränderlichem Widerstandswert. Wir haben sein Funktionsprinzip und die Verdrahtung erläutert. Mit diesen Erkenntnissen können Sie ein Potentiometer für Studien- oder DIY-Projekte problemlos einsetzen. Bei Rückfragen kontaktieren Sie uns – wir antworten zeitnah.