Hay componentes que entendemos al toque porque los podemos ver funcionar, pero el potenciómetro no es uno de ellos. Adentro pasa todo en una pista de material resistivo que mide milímetros, así que casi siempre lo explicamos con analogías prestadas (la del flujo de agua es la clásica) y nos quedamos con la idea a medias. Este proyecto le da la vuelta al problema: en vez de imaginar la resistencia, la construyes a escala gigante con una pieza impresa en 3D, un lápiz y un poco de papel aluminio, y la ves cambiar el brillo de un LED moviendo un brazo con la mano.
La gracia es doble. Por un lado armas un modelo concreto que sirve de cero para una sala de clases o para tu propio mesón de maker: cualquiera que mueva el brazo entiende en segundos que más pista recorrida es más resistencia. Por otro, es un circuito de electrónica analógica básico que repasas con materiales que probablemente ya tienes tirados en un cajón. Al terminar vas a tener un potenciómetro casero funcionando y, más importante, vas a poder explicarle a otra persona por qué un potenciómetro regula la resistencia de un circuito.
Qué es realmente un potenciómetro
Un potenciómetro es, en esencia, una resistencia variable. Es uno de los componentes más comunes en los circuitos analógicos justamente porque te deja ajustar la resistencia a mano, y por eso lo encuentras en perillas de volumen, controles de brillo o reguladores de velocidad. Incluso en proyectos digitales aparece seguido: si conectas uno a un pin de entrada analógica de un Arduino, puedes controlar cualquier parámetro arbitrario, como el volumen de un tono o la velocidad de un motor, leyendo el valor con analogRead.
Pero la pregunta de fondo es: cómo hace para variar la resistencia. Adentro de un potenciómetro real hay una pista de material resistivo y un contacto móvil llamado cursor (o wiper) que se desliza sobre ella. La resistencia entre un extremo de la pista y el cursor depende de cuánta pista quede en el medio. Mientras más largo es el tramo que la corriente tiene que atravesar, mayor es la resistencia. Así de simple: la resistencia crece con la longitud de la pista.
Ese es el principio que este modelo te deja tocar con las manos.
Cómo funciona el modelo: la pista de grafito
Acá está el truco más entretenido del proyecto. La pista resistiva no la trae la pieza impresa: la dibujas tú con un lápiz. El grafito de la mina conduce la electricidad (mal, pero conduce), y eso lo convierte en una resistencia perfecta para experimentar. Rellenas con el lápiz el canal curvo de la base, capa sobre capa, hasta dejar una franja de grafito pareja y bien oscura de un extremo al otro.
Sobre esa pista apoya un brazo giratorio que lleva el contacto de salida. Al girarlo, mueves el punto de contacto a distintas posiciones a lo largo del grafito y cambias la distancia entre la entrada y la salida del circuito. Si alargas el tramo de pista entre los dos puntos de contacto, subes la resistencia; si lo acortas, la bajas. Ese brazo cumple exactamente la misma función que el cursor de un potenciómetro de verdad.
La diferencia honesta con un potenciómetro comercial es la precisión. En el componente real todo está fabricado con tolerancias finas para entregar una salida predecible y repetible. Acá es más rústico: no vas a poder predecir un valor exacto de ohm en cada posición, porque el grosor del grafito y la presión del contacto cambian un poco entre intentos. Pero para aprender es justo lo que necesitas, porque lo que importa se ve a simple vista.
El circuito y la prueba
El montaje eléctrico es de manual. La idea es armar una serie simple: la batería alimenta el circuito, la corriente pasa por la resistencia fija (cualquier valor entre 100 ohm y 1 kohm sirve bien) para no quemar el LED, sigue por el LED y vuelve a la batería pasando por la pista de grafito a través del brazo. El papel aluminio se usa para formar los contactos en la pista y en el brazo, porque hace de puente metálico entre el cable y el grafito.
Con todo conectado, mueves el brazo de un lado a otro y observas el LED. Cuando el contacto recorre poco grafito, la resistencia total es baja, pasa más corriente y el LED brilla fuerte. A medida que barres el brazo hacia el otro extremo y obligas a la corriente a cruzar más pista, la resistencia sube, la corriente cae y el LED se va apagando de a poco. Ese degradé de brillo es la demostración: estás viendo, en tiempo real, cómo la posición del cursor controla la corriente del circuito.
Por eso es tan buen recurso para una sala de clases o un taller: cada estudiante mueve el brazo y entiende por su cuenta cómo trabaja un potenciómetro, sin fórmulas en la pizarra. Y si te gusta la parte más técnica, este mismo modelo es la excusa perfecta para introducir la ley de Ohm: con la tensión de la batería fija, la corriente que ilumina el LED queda determinada por la resistencia total del circuito, y tú estás cambiando esa resistencia con la mano.
Variantes y mejoras
Cuando ya tengas el modelo andando, hay varias formas de exprimirlo más que no están en el proyecto original:
- Mide la resistencia real con un multímetro. En vez de quedarte solo con el brillo del LED, pon el multímetro en modo óhmetro entre el contacto de entrada y el brazo, y anota cómo sube el valor a medida que recorres más pista. Así pasas de una demostración cualitativa a una medición concreta, ideal para una guía de laboratorio.
- Conviértelo en un divisor de tensión para Arduino. El uso más potente de un potenciómetro es como divisor de tensión. Toma la salida del brazo, llévala a un pin analógico de un Arduino o un ESP32 y léela con
analogRead. Vas a ver el número subir y bajar al girar el brazo, y de paso conectas el modelo físico con la programación. - Dos LEDs para ver el contraste. Pon un segundo LED con su resistencia en el extremo opuesto de la pista. Cuando uno se atenúa, el otro se ilumina, y queda mucho más evidente cómo se reparte la corriente según la posición del cursor.
- Refuerza la pista de grafito. Si notas que el LED parpadea o el contacto se corta, pásale el lápiz unas cuantas capas más: mientras más grafito acumulado, más estable la conducción. Es el mejor momento para conversar por qué el grafito es un conductor pobre comparado con el cobre.
Personalización para Chile
En Chile puedes conseguir los componentes del circuito en MechatronicStore, con stock local y despacho a todo el país. Para este modelo solo necesitas la parte eléctrica básica (la pieza la imprimes tú, y el lápiz y el aluminio los tienes en la casa):
- Resistencias 1/4W variedad de valores (SKU N/D) por unidad. Sirve cualquier valor entre 100 ohm y 1 kohm para proteger el LED; con una de 220 ohm o 470 ohm quedas perfecto.
- Pack 100 Leds Colores 3mm y 5mm (SKU D-502), $3.490. Necesitas un solo LED para el modelo, pero el pack te deja de sobra para hacer la variante de dos LEDs o repetir el experimento en una sala completa.
- Cables macho hembra para Arduino 30cm (SKU C-418), $2.990 (agotado). Para conectar la batería, la resistencia y el LED al modelo sin soldar nada.
- Pila Batería 9V DURACELL (SKU L-005V1), $4.990. Es la misma batería de 9V que aparece en las fotos del proyecto y alcanza de sobra para encender el LED.
El papel aluminio para los contactos, el lápiz de grafito y el filamento PLA para imprimir la pieza no van en el carrito porque seguramente ya los tienes. Si en algún tutorial en inglés ves que usan un potenciómetro comercial ya armado, recuerda que la idea acá es justo la contraria: construirlo desde cero para entender qué tiene adentro.
Recursos
- Tutorial original (inglés): 3D Print This Model to Learn How Potentiometers Work por Cameron Coward en Hackster.io.
- Modelo imprimible: el archivo STL del proyecto está enlazado desde el artículo original de Hackster.io.
Versión chilena basada en el proyecto de Cameron Coward, con los componentes en stock local en MechatronicStore.
