Divisori di tensione

Applicazioni

I divisori di tensione hanno tantissime applicazioni, sono tra i circuiti più comuni utilizzati dagli ingegneri elettrici. Qui ci sono solo alcuni dei molti posti in cui troverai divisori di tensione.

Potenziometri

Un potenziometro è un resistore variabile che può essere utilizzato per creare un partitore di tensione regolabile.

Allinterno del potenziometro sono presenti un singolo resistore e un tergicristallo, che taglia il resistore in due e si sposta per regolare il rapporto tra le due metà. Esternamente lì di solito sono tre pin: due pin si collegano a ciascuna estremità del resistore, mentre il terzo si collega al tergicristallo del potenziometro.

Se i pin esterni si collegano a una fonte di tensione (uno a terra, laltro a Vin), luscita (Vout al pin centrale simulerà un partitore di tensione. pentola completamente in una direzione e la tensione può essere zero; girata dallaltra parte la tensione di uscita si avvicina allingresso; un tergicristallo nella posizione centrale significa che la tensione di uscita sarà la metà dellingresso.

I potenziometri sono disponibili in una varietà di pacchetti e hanno molte applicazioni proprie: possono essere utilizzati per creare una tensione di riferimento, regolare le stazioni radio, misurare la posizione su un joystick o in tonnellate di altre applicazioni che richiedono una tensione di ingresso variabile.

Lettura di sensori resistivi

Molti sensori nel mondo reale sono semplici dispositivi resistivi. Una fotocellula è un resistore variabile, che produce una resistenza proporzionale alla quantità di luce che rileva. Altri dispositivi come i sensori flessibili, i resistori sensibili alla forza e i termistori sono anche resistori variabili.

Si scopre che la tensione è davvero facile da misurare per i microcontrollori (quelli con convertitori analogico-digitali – almeno ADC). Resistenza? Non così tanto. Ma, aggiungendo un altro resistore ai sensori resistivi, possiamo creare un partitore di tensione. Una volta nota luscita del partitore di tensione, possiamo tornare indietro e calcolare la resistenza del sensore.

Ad esempio, la resistenza della fotocellula varia tra 1kΩ alla luce e circa 10kΩ al buio. Se lo combiniamo con una resistenza statica da qualche parte nel mezzo, ad esempio 5,6 kΩ, possiamo ottenere unampia gamma dal partitore di tensione che creano.

Unoscillazione di circa 2,45 V dalla luce al buio. Molta risoluzione per la maggior parte degli ADC!

Cambio di livello

Sensori più complicati possono trasmettere le loro letture utilizzando interfacce seriali più pesanti, come UART, SPI o I2C. Molti di questi sensori funzionano a una tensione relativamente bassa, al fine di risparmiare energia. Sfortunatamente, non è raro che quei sensori a bassa tensione alla fine si interfacciano con un microcontrollore che funziona a una tensione di sistema più alta. Questo porta a un problema di spostamento di livello, che ha una serie di soluzioni tra cui la divisione della tensione.

Ad esempio, un accelerometro ADXL345 consente una tensione di ingresso massima di 3,3 V, quindi se si tenta di interfacciarlo con un Arduino (presumendo che funzioni a 5 V), sarà necessario fare qualcosa per ridurre il segnale da 5 V a 3,3 V Divisore di tensione! Tutto ciò che serve è una coppia di resistori il cui rapporto dividerà un segnale di 5V a circa 3,3V. I resistori nella gamma 1kΩ-10kΩ sono generalmente i migliori per tale applicazione; let “s

Tieni presente che questa soluzione funziona solo in una direzione. Un partitore di tensione da solo non sarà mai in grado di aumentare una tensione più bassa fino a una più alta.

Applicazione non “s

Per quanto allettante possa essere utilizzare un partitore di tensione per ridurre, ad esempio, un alimentatore a 12V per 5 V, i divisori di tensione non devono essere utilizzati per fornire alimentazione a un carico.

Anche la corrente richiesta dal carico dovrà passare attraverso R1. La corrente e la tensione su R1 producono energia, che viene dissipata sotto forma di calore. Se quella potenza supera il valore nominale del resistore (di solito tra & frac18; W e 1W), il calore inizia a diventare un grosso problema, potenzialmente fondendo la scarsa resistenza.

Questo non menziona nemmeno quanto sarebbe inefficiente un alimentatore con divisore di tensione. Fondamentalmente, non utilizzare un partitore di tensione come fonte di tensione per tutto ciò che richiede anche una modesta quantità di potenza. Se devi abbassare un voltaggio per usarlo come alimentatore, controlla i regolatori di tensione o gli alimentatori di commutazione.