Les potentiomètres à membranes fonctionnent comme des diviseurs de tension, tout comme les potentiomètres mécaniques. Ils se composent de trois membranes principales, ou feuilles, et l'intégralité de l'assemblage peut se loger dans une profondeur totale inférieure à un millimètre. L'un des objectifs principaux de la couche extérieure du dispositif, ou membrane externe, est de maintenir les couches inférieures - les couches conductrices et résistives - à l'abri des contaminants et des traumatismes mécaniques. Les trois membranes, même si leur épaisseur est bien inférieure à un millimètre, peuvent être longues de plusieurs pouces, voire plus si nécessaire.
À l'intérieur d'un potentiomètre à membrane
La membrane externe se trouve directement au-dessus de la membrane conductrice, qui est séparée de la membrane résistive par un espace vide ; l'épaisseur de cet espace est pratiquement identique à celle de chaque membrane. Dès l'application de la moindre pression sur la membrane externe, de l'ordre de celle d'un doigt sur une tablette, la membrane conductrice entre en contact avec la membrane résistive et une connexion électrique s'établit entre elles. Ainsi, la membrane conductrice joue le même rôle que le curseur d'un potentiomètre mécanique.
Figure 1 : Regard à l'intérieur d'un potentiomètre à membrane. (Source : Spectra Signal)
Comme le montre l'illustration ci-dessus, les potentiomètres à membranes ne disposent pas tous d'une couche externe ; dans certaines applications, le dispositif se trouve dans un environnement protégé et n'a pas besoin de cette couche. Dans cette version, la membrane conductrice est appelée le collecteur, et un fond adhésif est inclus pour fixer fermement l'équipement. Bien sûr, cette illustration n'est pas à l'échelle. Lorsque les quatre couches sont solidement posées l'une au-dessus de l'autre, comme elles le sont dans un dispositif fini, la totalité de l'épaisseur est inférieure à un millimètre.
Figure 2 : Un potentiomètre à membranes en action. (Source : Spectra Signal)
Comme le montre l'illustration, lorsque l'utilisateur appuie sur la membrane conductrice, il la pousse vers le bas à travers l'entretoise du circuit. La membrane conductrice est en contact avec un emplacement sur la membrane résistive. Les deux extrémités de la membrane résistive sont raccordées électriquement à l'appareil manufacturé dont ils constituent un élément, de même que la membrane conductrice. La résistance mesurée entre la membrane conductrice et l'une des extrémités de la membrane résistive dépend uniquement de la position où la membrane conductrice entre en contact avec la membrane résistive.
Potentiomètres à membranes à deux dimensions
Un potentiomètre à membranes, tel qu'il est défini à ce jour, n'est accessible que le long d'une ligne droite, et ne peut retourner qu'une valeur de résistance à la fois. Il est également possible de fabriquer des potentiomètres à membranes à deux dimensions couvrant toute la surface des appareils à écran tactile et capables de retourner deux valeurs de résistance - l'une spécifiant le point de contact vertical, et l'autre indiquant l'horizontal.
Les connexions d'un tel dispositif comprennent, comme auparavant, la membrane conductrice et les côtés gauche et droit de la membrane résistive, qui est désormais rectangulaire. Cependant, outre ces trois connexions, deux nouvelles font leur apparition - une dans la partie supérieure et l'autre dans la partie inférieure de la membrane résistive. Un microcontrôleur pourrait mesurer de façon alternative la résistance de la membrane conductrice par rapport au haut et au bas, puis mesurer la résistance de la membrane conductrice par rapport à la gauche et à la droite. Les deux résistances mesurées définiraient le point de l'écran tactile auquel l'utilisateur a accédé.
Les potentiomètres à membranes sont plus petits et moins onéreux que les potentiomètres mécaniques. Le procédé de fabrication est simple et peut être aisément modifié, de telle sorte que les concepteurs peuvent obtenir exactement ce dont ils ont besoin, même dans le cas d'une course relativement petite. En outre, ils peuvent constituer une solution peu coûteuse pour les fabricants confrontés à un problème qui pourrait être difficile à résoudre autrement.