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Sui partitori di tensione
Un partitore di tensione è fatto da due resistenze in serie. La tensione al centro è una parte fissa della tensione di ingresso:
Vout = Vin × R2 ÷ (R1 + R2)
R1 va da Vin al centro, e R2 dal centro a massa. Con 5 V in ingresso, R1 = 10 kΩ e R2 = 20 kΩ, Vout = 5 × 20 ÷ 30 = 3,333 V.
Questo calcolatore funziona nei due sensi. Trova Vout dà l’uscita da Vin, R1 e R2, con un carico facoltativo sull’uscita. Trova una resistenza parte dalla tensione che vuoi e dalla resistenza che hai: dà il valore esatto dell’altra resistenza, il valore standard più vicino e le coppie standard migliori.
Funzioni
- Trova Vout — da Vin, R1 e R2, con la corrente, la potenza in ogni resistenza e la resistenza di uscita
- Trova una resistenza — l’altra resistenza per il Vout che vuoi, esatta e arrotondata a E12, E24 o E96
- Coppie standard più vicine — le cinque migliori coppie che puoi comprare, con il loro Vout reale
- Effetto del carico — aggiungi la resistenza di ciò che colleghi e vedi quanto scende Vout
- Controllo del livello logico — ti dice quando Vout va bene per un ingresso a 3,3 V
- Schema — il partitore disegnato con i tuoi valori
- Unità — Ω, kΩ o MΩ nella lista, oppure scrivi 4k7 o 10k
Da 5 V a 3,3 V
Un lavoro comune: mandare un segnale a 5 V (il pin TX di un Arduino Uno, un sensore a 5 V) a un ingresso a 3,3 V (ESP32, ESP8266, Raspberry Pi). Un pin a 3,3 V legge HIGH sopra circa 2,3 V e non deve ricevere più di circa 3,6 V.
| R1 | R2 | Vout da 5 V |
|---|---|---|
| 1 kΩ | 2 kΩ | 3,333 V |
| 10 kΩ | 20 kΩ | 3,333 V |
| 1,8 kΩ | 3,3 kΩ | 3,235 V |
| 4,7 kΩ | 10 kΩ | 3,401 V |
| 2,2 kΩ | 3,3 kΩ | 3,000 V |
| 1 kΩ | 1,5 kΩ | 3,000 V |
Le resistenze piccole (1 kΩ + 2 kΩ) tengono puliti i segnali veloci ma assorbono più corrente: 1,667 mA. Quelle grandi (10 kΩ + 20 kΩ) ne assorbono solo 0,1667 mA ma reagiscono più lentamente. Per una linea seriale a 9600 o 115200 baud vanno bene entrambe.
Leggere una batteria o un alimentatore da 12 V
Un ingresso analogico può leggere solo fino alla sua tensione di alimentazione: 5 V su un Arduino Uno, circa 3,3 V su un ESP32. Per misurare di più, dividi prima e moltiplica di nuovo nel codice.
| Da misurare | R1 | R2 | Vout al massimo del campo |
|---|---|---|---|
| Batteria da 9 V | 20 kΩ | 10 kΩ | 3,000 V |
| Alimentatore da 12 V | 15 kΩ | 10 kΩ | 4,800 V |
| Alimentatore da 24 V | 39 kΩ | 10 kΩ | 4,898 V |
| Cella LiPo (4,2 V) | 100 kΩ | 100 kΩ | 2,100 V |
Nel tuo codice: tensione reale = tensione misurata × (R1 + R2) ÷ R2. Con 20 kΩ e 10 kΩ è × 3. Lascia un po’ di margine in alto: un alimentatore da «12 V» può dare 12,6 V o più.
L’effetto del carico
Tutto ciò che colleghi a Vout si comporta come una resistenza in parallelo a R2. Fa scendere Vout. Con 5 V, R1 = 10 kΩ e R2 = 20 kΩ:
| Carico su Vout | Vout | Calo |
|---|---|---|
| nessuno | 3,333 V | — |
| 1 MΩ | 3,311 V | 0,66 % |
| 100 kΩ | 3,125 V | 6,25 % |
| 10 kΩ | 2,000 V | 40 % |
Regola pratica: il carico deve essere almeno 10 o 100 volte più grande di R2. Gli ingressi dei microcontrollori sono molto alti (molti megaohm), quindi vanno bene.
Segnale sì, alimentazione no
Un partitore va bene per i segnali: livelli logici, letture di sensori e ingressi ADC. Non è un alimentatore. Vout scende appena qualcosa assorbe corrente, e le resistenze sprecano potenza di continuo. Per alimentare una scheda a 3,3 V o un motore da una tensione più alta, usa un regolatore di tensione o un convertitore step-down.
Domande frequenti
Qual è la formula del partitore di tensione?
Vout = Vin × R2 ÷ (R1 + R2). R2 è la resistenza tra l’uscita e la massa.
Come scelgo R1 e R2?
Prima il rapporto: R2 ÷ (R1 + R2) = Vout ÷ Vin. Poi la taglia: valori da 1 kΩ a 100 kΩ vanno bene per la maggior parte dei segnali. Scegli una resistenza e lascia che Trova una resistenza calcoli l’altra.
Quali resistenze trasformano 5 V in 3,3 V?
1 kΩ e 2 kΩ, oppure 10 kΩ e 20 kΩ, danno 3,333 V. Con soli valori E12, 1,8 kΩ e 3,3 kΩ danno 3,235 V.
Posso alimentare una scheda a 3,3 V con un partitore di tensione?
No. La corrente della scheda fa scendere Vout e lo fa cambiare di continuo. Usa un regolatore a 3,3 V.
Un partitore funziona su una linea bidirezionale?
No. Abbassa solo un segnale che va in una direzione, da un’uscita a 5 V a un ingresso a 3,3 V. Per le linee bidirezionali come l’I2C un partitore non basta.
Perché il Vout misurato è più basso del risultato?
Qualcosa carica l’uscita, oppure le resistenze si discostano per la loro tolleranza (± 5 % ciascuna per i componenti E24). Aggiungi il carico in Altre opzioni per vederne l’effetto.
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Come si usa
- Scegli Trova Vout o Trova una resistenza
- Trova Vout: scrivi Vin, R1 e R2 (scegli Ω, kΩ o MΩ, oppure scrivi 4k7)
- Trova una resistenza: scrivi Vin, il Vout che vuoi e la resistenza che hai
- Aggiungi un carico in Altre opzioni per vedere come scende Vout
- Oppure tocca un esempio come 5 V → 3,3 V
