Делитель для входа контроллера: 5 В в 3,3 В

Вход микроконтроллера не терпит напряжения выше своего питания, а датчики часто пятивольтовые. Делитель решает это одним расчётом: U_вых = U_вх · R₂/(R₁ + R₂). Для 5 → 3,3 В нужно отношение 0,66: подходят 1 кОм и 2 кОм, дающие 5 · 2/3 = 3,33 В. Номиналы берут небольшими, чтобы вход успевал перезаряжать свою ёмкость, но не настолько, чтобы зря греть делитель.

Что на схеме

Прочее

• an-dc — ps, 5 В
• an-resistor — r1, 1000 Ом
• an-resistor — r2, 2000 Ом
• an-voltmeter — pv
• an-gnd — gnd

Как соединено

Соединений на схеме: 6. Цепь считается от общей точки — земли: потенциалы всех узлов отсчитываются от неё. Направление тока задаёт полярность деталей, и у диода, электролита и транзистора она своя: перепутать выводы здесь значит получить другую схему, а не ту же самую наоборот.

Что попробовать

1. Прежде чем нажимать «Запустить», ответьте себе: Делитель 1 кОм и 2 кОм от 5 В. Сколько на выходе? Варианты: 1,67 В; 2,5 В; 3,33 В.
2. Запустите: на выходе 3,33 В — как раз то, что примет трёхвольтовый вход.
3. Ток делителя равен 5/3000 = 1,7 мА, мощность на верхнем резисторе — меньше трёх милливатт.
4. Такой делитель годится для медленных сигналов. Для быстрых линий его ставить нельзя: вместе с ёмкостью входа он превращается в фильтр.

Что модель считает, а что нет

Схема считается во времени: каждый шаг — двадцать микросекунд, и заряд конденсатора, ток в катушке и состояние перехода переходят из шага в шаг. Отсюда берутся кривая заряда, форма выпрямленного напряжения и пульсации после фильтра — их нельзя получить расчётом установившегося режима.

Полупроводники описаны уравнениями, а не таблицами: диод — формулой Шокли, биполярный транзистор — моделью Эберса-Молла с поправкой Эрли, полевой — квадратичной. Поэтому падение на диоде растёт с током, а режимы транзистора получаются сами, а не задаются. Не считаются нагрев деталей и его влияние на параметры, ёмкости переходов и всё, что происходит выше единиц мегагерц.

Смотрите также

• Закон Ома: ток, который можно посчитать заранее — Источник, резистор и амперметр — всё. Прежде чем нажимать «Запустить», посчитайте: двенадцать вольт делить на тысячу ом…
• Перегрузка: почему у резистора есть мощность — Тот же закон Ома, но резистор взят на сто ом. Ток вырос до 120 мА, и на четвертьваттном резисторе рассеивается полтора в…
• Последовательное соединение: сопротивления складываются — При последовательном включении через все резисторы идёт один и тот же ток, а напряжения на них складываются: R = R₁ + R₂…
• Параллельное соединение: складываются проводимости — При параллельном включении на всех резисторах одно напряжение, а токи складываются: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂. Для двух резистор…
• Смешанное соединение: считаем от дальнего конца — Схему разбирают с конца: сначала складывают параллельные ветви, потом последовательные. Здесь R₂ ∥ R₃ = 1000·1000/2000 =…
• Первый закон Кирхгофа: сколько втекло, столько и вытекло — В любом узле сумма втекающих токов равна сумме вытекающих: ΣI = 0. Здесь ток источника разветвляется на три: I = I₁ + I₂…

← Все примеры галереи