La formula
Vout = Vin × R2 ÷ (R1 + R2) I = Vin ÷ (R1 + R2)
R1 va dall’ingresso all’uscita, R2 dall’uscita a massa. Con 12 V, R1 = 47 kΩ e R2 = 10 kΩ l’uscita è 12 × 10 ÷ 57 = 2,11 V, e il partitore assorbe 0,21 mA.
Misurare una batteria con un ADC
Scegli il rapporto in modo che la tensione massima della batteria, anche in carica, resti sotto il limite dell’ADC. Una cella Li-ion a 4,2 V con 100 kΩ e 100 kΩ dà 2,1 V: nei limiti su tutti i chip qui sotto, e solo 21 µA assorbiti.
| Letta da | max |
|---|---|
| ADC dell’ESP32 | 2,45 V |
| ADC dell’ESP32-C3 | 2,5 V |
| ADC dell’ESP32-S3 | 2,9 V |
| ADC dell’RP2040 / Pico | 3,1 V |
| Arduino Uno, riferimento 5 V | 4,8 V |
Massimo consigliato sul pin dell’ADC. ESP32 ed ESP32-C3: intervallo del datasheet con attenuazione 11/12 dB. ESP32-S3: intervallo misurato da Espressif. RP2040: l’ADC legge da 0 V ad ADC_AVDD, 3,3 V nominali. ATmega328P: da 0 V ad AVCC, tenuto un po’ sotto 5 V perché l’alimentazione USB è spesso un po’ più bassa.
Valori alti risparmiano batteria ma lasciano all’ADC una sorgente debole. Un condensatore da 100 nF tra il pin dell’ADC e massa risolve il problema per segnali lenti come la tensione di una batteria.
Scegliere i valori
Il rapporto tra le due resistenze fissa la tensione; la loro somma fissa la corrente e quanto è stabile l’uscita. Valori bassi (1–10 kΩ) tengono ferma l’uscita con un carico leggero ma assorbono milliampere. Valori alti (100 kΩ–1 MΩ) assorbono microampere, che è ciò che vuoi da una batteria. Con resistenze all’1 % l’uscita può scostarsi fino a circa il 2 %.
A cosa non serve un partitore
Un partitore non può alimentare niente: un carico sull’uscita finisce in parallelo a R2 e abbassa la tensione. Per far funzionare un circuito a tensione più bassa usa un regolatore. Per segnali logici lenti, come un TX seriale a 5 V verso un RX a 3,3 V, un partitore da 1 kΩ e 2 kΩ è un convertitore di livello logico semplice e diffuso.
Domande frequenti
Come ottengo 3,3 V da 5 V con le resistenze?
Per un segnale, 1 kΩ in alto e 2 kΩ in basso danno 3,33 V. Per alimentare un circuito a 3,3 V da 5 V usa un regolatore: la tensione di un partitore crolla appena qualcosa assorbe corrente.
Che resistenze uso per misurare una batteria da 12 V con un ESP32?
Una batteria al piombo arriva a circa 14,5 V in carica. 68 kΩ e 12 kΩ danno 2,18 V a 14,5 V e tengono l’ADC dell’ESP32 nei limiti fino a circa 16 V. Aggiungi 100 nF sul pin e usa un pin dell’ADC1.
Perché l’uscita cambia quando collego qualcosa?
Il carico finisce in parallelo a R2 e la abbassa. Per un errore di circa l’1 %, tieni il carico almeno 100 volte più grande dell’impedenza di uscita del partitore (R1 e R2 in parallelo); 10 volte danno circa il 10 %. Oppure aggiungi un buffer con operazionale sull’uscita.
Qual è R1?
R1 è la resistenza in alto, tra ingresso e uscita. R2 è quella in basso, tra uscita e massa. Scambiandole ottieni Vin − Vout invece di Vout.