Gerilim Bölücü Hesaplayıcı

V çıkışı (V)
Sonraki

Direnç bölücü, bir gerilimi düşürmenin en basit yoludur: seri bağlı iki direnç, çıkış aralarından alınır. Neredeyse her ADC girişinde, bir potansiyometrenin sürgüsünde, 5 V’tan 3,3 V’a seviye kaydırmada ve referans gerilimi düğümlerinde bulunur. Giriş gerilimi Vin ile iki direnç değeri R1 ve R2 girin; bu hesaplayıcı çıkış gerilimi Vout, bölücüden geçen akımı ve iki direncin harcadığı toplam gücü verir.

Bu hesaplayıcı nasıl kullanılır

  1. 1

    Giriş gerilimini girin

    Vin değerini volt cinsinden yazın, örneğin 12 V.

  2. 2

    R1 ve R2 değerlerini ohm cinsinden girin

    R1 üstteki, R2 alttaki dirençtir; çıkış ikisinin arasından alınır. Genel kullanım için her biri 10 kΩ iyi bir başlangıçtır.

  3. 3

    Çıkış gerilimini okuyun

    Vout = Vin × R2 / (R1 + R2) siz yazdıkça güncellenir.

  4. 4

    Akımı ve gücü kontrol edin

    Araç ayrıca bölücüden geçen akımı ve iki direncin harcadığı toplam gücü gösterir; böylece bütçenizi aşmazsınız.

Bu hesaplayıcının kullandığı formüller

Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)

Seri bağlı iki dirençten geçen akım:

I = Vin / (R1 + R2)

Bölücünün harcadığı toplam güç (iki direnç birlikte):

P = Vin × I = Vin² / (R1 + R2)

Dağılıma ihtiyacınız varsa her direnç P_R1 = I² × R1 ve P_R2 = I² × R2 harcar; ikisi her zaman aracın gösterdiği toplam güç P değerini verir.

Örnek: varsayılan 12 V bölücü

Vin = 12 V ve R1 = R2 = 10 kΩ için:

Vout = 12 × 10000 / (10000 + 10000) = 6 V
I    = 12 / 20000                    = 0.6 mA
P    = 12 × 0.0006                   = 7.2 mW

İki eşit direnç gerilimi her zaman yarıya böler ve burada çift, zararsız 7,2 mW harcar.

Hedef bir çıkış için R2 boyutlandırma

Bu araç Vout değerini hesaplar, ancak aynı formülü elle düzenleyerek hedef bir çıkış için dirençleri seçebilirsiniz. Bir ADC için 12 V’tan 3,3 V’a inmek üzere, R1 = 10 kΩ ile:

R2 = R1 × Vout / (Vin - Vout)
   = 10000 × 3.3 / (12 - 3.3)
   = 3793 Ω

En yakın standart E24 değeri 3,9 kΩ. Bunu hesaplayıcıya geri girin: Vout = 12 × 3900 / 13900 = 3.37 V, biraz pay bırakan 3,3 V’luk bir ADC için yeterince yakın.

Yük tuzağı

Bir gerilim bölücü, sonraki kademenin akım çekmediğini varsayar. Çıkışta R_load dirençli gerçek bir yük varsa, etkin alt direnç R2 || R_load olur ve Vout düşer. İki pratik kural:

  • R_load’u en az R2’nin 10 katı yapın ki hata yaklaşık %10’un altında kalsın.
  • Daha da iyisi: bölücüyü bir işlemsel yükselteçli gerilim takipçisiyle izleyin. Neredeyse hiç akım çekmez ve düşük empedanslı bir çıkış sunar.

Tolerans yığılması

E24 dirençleri genellikle ±%5’tir. En kötü durumda R1 ve R2 toleransları Vout üzerinde kabaca ±%10 olacak şekilde birleşir. Hassas bir referans için ±%1 toleranslı E96 dirençleri ya da özel bir Zener veya gerilim referansı IC’si kullanın.

Sık Sorulan Sorular

Pille çalışan tasarımlarda, enerji tasarrufu için 10-100 µA toplam bölücü akımı hedefleyin (yani R1 + R2, 100 kΩ ile 1 MΩ arasında). Yükün ya da gürültünün akım tüketiminden daha önemli olduğu yerlerde direnç başına 1-10 kΩ kullanın.

Evet. İki dış ucu Vin ile toprağa bağlayın ve Vout’u sürgüden alın. Aynı formül geçerlidir, ancak R1 + R2 her zaman sürgü konumundan bağımsız olarak potansiyometrenin toplam değerine eşittir.

Genellikle bölücünün empedansı ADC’nin örnekle-ve-tut kapasitörü için çok yüksektir. Kaynak empedansını ADC veri sayfanızın belirttiği değerin altında tutun (küçük mikrodenetleyicilerde çoğu zaman 10 kΩ altında) ya da ADC girişinden toprağa 10-100 nF’lık bir kapasitör ekleyin.

Hayır. Giriş gerilimi ve direnç değerleri yalnızca sonucu hesaplamak için kullanılır; kaydedilmez veya günlüğe yazılmaz.

İlgili Araçlar

Araç diğer dillerde mevcuttur