Gerilim Bölücü Hesaplama
- Yüksüz çıkış
- —
- Bölme oranı
- —
- Bölücü akımı
- —
- Çıkış direnci (R1 ∥ R2)
- —
- R1 gücü
- —
- R2 gücü
- —
Kullanılan formüller
Vçıkış = Vgiriş × R2 / (R1 + R2)
Yük varken R2 yerine R2 ∥ RL = R2·RL / (R2 + RL) kullanılır.
Kısa cevap Gerilim bölücü nasıl hesaplanır?
Gerilim bölücüde çıkış gerilimi V_çıkış = V_giriş × R2 / (R1 + R2) formülüyle bulunur; R1 üst, R2 toprağa bağlı alt dirençtir. Örneğin 12 V, 4,7 kΩ ve 1,8 kΩ ile çıkış yaklaşık 3,3 V olur. Çıkışa bağlanan yük R2'ye paralel geldiği için yük, bölücü dirençlerinden en az 10 kat büyük olmalıdır.
Gerilim bölücü, iki dirençle bir gerilimin belirli bir oranını elde etmenin en basit yoludur. 12 V'luk bir aküyü mikrodenetleyicinin ADC'siyle ölçmek, bir sensörün referansını ayarlamak veya bir regülatörün geri besleme gerilimini belirlemek için hemen her kartta en az bir tane bulunur. Araç iki şekilde çalışır: dirençleri biliyorsanız çıkış gerilimini, hedef gerilimi biliyorsanız bu gerilimi en az hatayla veren standart direnç çiftlerini bulur.
Formül
Vçıkış = Vgiriş × R2 / (R1 + R2). R1 girişle çıkış arasındaki (üst), R2 çıkışla toprak arasındaki (alt) dirençtir. Oran yalnızca dirençlerin birbirine oranına bağlıdır; 1 kΩ / 2 kΩ ile 100 kΩ / 200 kΩ aynı çıkışı verir. Fark, bölücünün çektiği akımda ve çıkışın ne kadar "sağlam" olduğundadır.
Direnç büyüklüğü nasıl seçilir?
- Küçük dirençler (1 – 10 kΩ): Çıkış yükten daha az etkilenir ve gürültüye dayanıklıdır, ama bölücü sürekli akım çeker. Pil ile çalışan cihazda 12 V / 10 kΩ bölücü 1,2 mA demektir; bu, uyku akımının yüzlerce katı olabilir.
- Büyük dirençler (100 kΩ – 1 MΩ): Akım tüketimi mikroamper seviyesine iner, ancak çıkış direnci yükselir. ADC'nin örnekleme kondansatörü her ölçümde bu direnç üzerinden dolar ve okunan değer düşük çıkabilir. Çözüm, çıkışa 10 – 100 nF bir kondansatör koymaktır.
Araç, çıkış direncini (R1 ∥ R2) ayrıca gösterir; bu değer, bölücünün bağlı olduğu devreye kaynak direnci gibi görünür.
Yük etkisi
Çıkışa bir yük bağlandığında yük, R2'ye paralel hale gelir ve çıkış gerilimi düşer. Yük direncini girerseniz araç yüklü çıkışı ve yüzde düşüşü hesaplar. Kural olarak yük, bölücü dirençlerinden en az 10 kat büyük olmalıdır. Gerilim bölücü bir besleme kaynağı değildir; bir devreyi beslemek için regülatör kullanılmalıdır.
Çalışılmış örnek: 12 V'u 3,3 V'luk ADC ile ölçmek
Hedef oran 3,3 / 12 = 0,275'tir. E24 serisinde toplam ≈ 10 kΩ olacak şekilde arama yapıldığında R1 = 4,7 kΩ ve R2 = 1,8 kΩ gibi çiftler çıkar. Ancak akü şarj olurken 14,4 V'a çıkabileceğini unutmayın: bölücüyü en yüksek gerilime göre tasarlayın ki ADC girişi 3,3 V'u aşmasın. Güvenlik için çıkışa küçük bir seri direnç ve 3,3 V'a kenetleyen bir diyot eklemek de iyi bir alışkanlıktır.
Sıkça sorulan sorular
Gerilim bölücüyle 12 V'tan 5 V besleme alabilir miyim?
Hayır. Yük akımı değiştikçe çıkış gerilimi de değişir ve bölücü sürekli güç harcar. Besleme için lineer (ör. 7805, LM317) veya anahtarlamalı regülatör kullanın.
Seviye dönüştürücü olarak kullanılabilir mi?
5 V bir çıkışı 3,3 V'luk bir girişe indirmek için düşük hızlı sinyallerde kullanılabilir (ör. 2,2 kΩ / 3,3 kΩ). Yüksek hızlı veya çift yönlü hatlarda (I²C) seviye dönüştürücü entegre tercih edilmelidir.
Direnç toleransı sonucu ne kadar etkiler?
%5 toleranslı iki dirençle oran en kötü durumda yaklaşık ±%5 sapabilir. Hassas ölçümlerde %1 (E96) veya %0,1 dirençler kullanın ya da yazılımda kalibrasyon yapın.
Direnç, kondansatör ve diğer komponentler için ürünlerimize göz atın.
Direnç ve Komponentler