- Ausgangsspannung
- – V
- Die Ausgangsspannung Vout = Vin x R2 / (R1 + R2), gemessen über R2. Dies ist der ideale Wert bei unbelastetem Ausgang. Beim Anschließen einer Last (Sensor, Verstärkerstufe) sinkt die Spannung durch den Belastungseffekt.
- Strom durch den Teiler
- – mA
- Der Ruhestrom durch den Spannungsteiler. Bei batteriebetriebenen Projekten (ESP32) ist ein niedriger Strom wünschenswert. Faustregel: Wählen Sie R1 und R2 zwischen 10 kΩ und 100 kΩ für einen guten Kompromiss zwischen Genauigkeit und Energieeinsparung.
- Ausgangsimpedanz
- – Ω
- Die Ausgangsimpedanz des Spannungsteilers (R1 parallel zu R2). Für einen Arduino-ADC werden maximal 10 kΩ für eine zuverlässige Messung empfohlen. Bei höheren Impedanzen kann die Messung instabil werden.
- ADC-Impedanzprüfung
- –
- Prüft, ob die Ausgangsimpedanz innerhalb der 10-kΩ-Grenze eines Arduino-ADC liegt.
- Leistung in R1
- – mW
- Die in R1 als Wärme abgegebene Leistung.
- Leistung in R2
- – mW
- Die in R2 als Wärme abgegebene Leistung.
- Leistungsprüfung der Widerstände
- –
- Prüft, ob die Leistung innerhalb der Belastbarkeit von Standardwiderständen mit 0,25 W liegt.
- Spannungsprüfung Mikrocontroller
- –
- Prüft, ob die Ausgangsspannung für den ausgewählten Mikrocontroller sicher ist.
So rechnet der Spannungsteiler berechnen
Ein Spannungsteiler besteht aus zwei in Reihe geschalteten Widerständen, wobei die Ausgangsspannung über dem unteren Widerstand R2 abgegriffen wird. Die Formel Vout = Vin x R2 / (R1 + R2) geht von einem unbelasteten Ausgang aus. Beim Anschließen einer Komponente (Sensor, Mikrocontroller-Eingang) liegt diese parallel zu R2, wodurch der effektive Widerstand und die Ausgangsspannung sinken. Diese Berechnung ist für hochohmige Lasten wie den Analogeingang eines Arduino oder ESP32 genau.
Verwenden Sie ein Potentiometer als variablen Spannungsteiler? Der Gesamtwiderstand ist R1 + R2, der Schleifer (mittlerer Anschluss) bestimmt das Verhältnis. Für batteriebetriebene Projekte sind Widerstände von 10 kΩ bis 100 kΩ ein guter Kompromiss zwischen Genauigkeit und Energieeinsparung. Beachten Sie auch die Ausgangsimpedanz (R1 parallel zu R2): Für einen Arduino-ADC werden maximal 10 kΩ für eine zuverlässige Messung empfohlen. Bei höheren Impedanzen kann die Messung instabil werden.
Formeln
-
Ausgangsimpedanz
zout = round((r1 * r2) / (r1 + r2), 2) -
Ausgangsspannung
vout = round(vin * r2 / (r1 + r2), 4)Die Ausgangsspannung Vout = Vin x R2 / (R1 + R2), gemessen über R2. Dies ist der ideale Wert bei unbelastetem Ausgang. Beim Anschließen einer Last (Sensor, Verstärkerstufe) sinkt die Spannung durch den Belastungseffekt. -
Strom durch den Teiler
stroom = round(vin / (r1 + r2) * 1000, 4)Der Ruhestrom durch den Spannungsteiler. Bei batteriebetriebenen Projekten (ESP32) ist ein niedriger Strom wünschenswert. Faustregel: Wählen Sie R1 und R2 zwischen 10 kΩ und 100 kΩ für einen guten Kompromiss zwischen Genauigkeit und Energieeinsparung. -
Ausgangsimpedanz
zout_label = round(zout, 2)Die Ausgangsimpedanz des Spannungsteilers (R1 parallel zu R2). Für einen Arduino-ADC werden maximal 10 kΩ für eine zuverlässige Messung empfohlen. Bei höheren Impedanzen kann die Messung instabil werden. -
ADC-Impedanzprüfung
impedantie_check = if(zout <= 10000, 'Ausgangsimpedanz geeignet für den Arduino-ADC (max. 10 kΩ).', 'Ausgangsimpedanz zu hoch für den Arduino-ADC - wählen Sie kleinere Widerstände für eine zuverlässige Messung.')Prüft, ob die Ausgangsimpedanz innerhalb der 10-kΩ-Grenze eines Arduino-ADC liegt. -
Leistung in R1
vermogen_r1 = round((vin - vout) * (vin - vout) / r1 * 1000, 4)Die in R1 als Wärme abgegebene Leistung. -
Leistung in R2
vermogen_r2 = round(vout * vout / r2 * 1000, 4)Die in R2 als Wärme abgegebene Leistung. -
Leistungsprüfung der Widerstände
vermogen_check = if(vermogen_r1 > 250, 'R1 überlastet - Leistung über 250 mW. Bei 250 mW wird ein 0,25-W-Widerstand sehr heiß. Verwenden Sie einen 0,5-W- oder 1-W-Widerstand.', if(vermogen_r2 > 250, 'R2 überlastet - Leistung über 250 mW. Bei 250 mW wird ein 0,25-W-Widerstand sehr heiß. Verwenden Sie einen 0,5-W- oder 1-W-Widerstand.', 'Leistung innerhalb der Grenzen von Standard-0,25-W-Widerständen. Halten Sie für den Dauerbetrieb eine Reserve von 50 % ein (max. 125 mW).'))Prüft, ob die Leistung innerhalb der Belastbarkeit von Standardwiderständen mit 0,25 W liegt. -
Spannungsprüfung Mikrocontroller
spanning_check = if(vout <= max_spanning_out, 'Ausgangsspannung sicher für den ausgewählten Mikrocontroller.', 'Ausgangsspannung zu hoch für den ausgewählten Mikrocontroller. Passen Sie R1 und R2 für eine niedrigere Ausgangsspannung an.')Prüft, ob die Ausgangsspannung für den ausgewählten Mikrocontroller sicher ist.
Häufige Fragen
Wofür wird ein Spannungsteiler häufig verwendet?
Ein Spannungsteiler wird häufig bei Mikrocontrollern wie Arduino und ESP32 eingesetzt, um höhere Spannungen auf ein sicheres Messniveau zu bringen.
Wie lautet die Formel zur Berechnung der Ausgangsspannung eines Spannungsteilers?
Die Formel für die Ausgangsspannung (Vout) lautet Vout = Vin x R2 / (R1 + R2), wobei Vin die Eingangsspannung und R1 und R2 die beiden Widerstände sind. Diese Formel geht von einem unbelasteten Ausgang aus.
Welche Widerstandswerte werden für batteriebetriebene Projekte oder einen Arduino-ADC empfohlen?
Für batteriebetriebene Projekte sind Widerstände von 10 kΩ bis 100 kΩ ein guter Kompromiss zwischen Genauigkeit und Energieeinsparung. Für einen Arduino-ADC werden maximal 10 kΩ für eine zuverlässige Messung empfohlen.