Die Spannungsteiler-Formel
Zwei Widerstände in Reihe zwischen Ue und Masse teilen die Spannung im Verhältnis ihrer Werte. Die Ausgangsspannung wird am Mittelabgriff über R2 abgenommen (unbelasteter Teiler).
Rechenbeispiele
Eine 12-V-Batterie mit einem 3,3-V-Mikrocontroller messen: R1 = 30 kΩ und R2 = 10 kΩ ergeben 12 × 10 ÷ 40 = 3,00 V, der Querstrom beträgt nur 0,3 mA. Für ein 5-V-Signal auf etwa 3,3 V mit R1 = 10 kΩ: R2 = 10 × 3,3 ÷ 1,7 = 19,4 kΩ; der nächste E24-Wert 20 kΩ ergibt 3,33 V.
Spannungsteiler am ADC
- Ua muss unter dem ADC-Maximum bleiben: 5 V beim Arduino Uno, 3,3 V bei ESP32, Raspberry Pi Pico (RP2040) und anderen 3,3-V-Boards (deren Pins sind nicht 5-V-tolerant).
- Der ADC des ESP32 ist deutlich unter 3,3 V am genauesten: Espressif nennt bei höchster Dämpfung etwa 2,45 V als empfohlenes Maximum.
- Das Datenblatt des ATmega328P empfiehlt eine Quellimpedanz von höchstens 10 kΩ; der Innenwiderstand des Teilers ist R1 ∥ R2.
- Ein Spannungsteiler ist für Signale gedacht, nicht zur Versorgung: Unter Last bricht die Spannung ein.
Häufige Fragen
Wie mache ich aus 5 V 3,3 V mit Widerständen?
Mit R1 = 1 kΩ und R2 = 2 kΩ (oder 10 kΩ und 20 kΩ): 5 × 2 ÷ 3 = 3,33 V. Das reicht für langsame Signale, nicht zur Versorgung.
Wie messe ich 12 V mit dem ESP32?
Teilen Sie die Spannung auf unter etwa 2,5–3 V herunter, z. B. 30 kΩ über 10 kΩ (12 V → 3 V) oder 47 kΩ über 10 kΩ (12 V → 2,1 V), und skalieren Sie den Messwert im Code.
Warum sinkt die Spannung unter Last?
Die Last liegt parallel zu R2 und verkleinert den unteren Widerstand. Zur Versorgung brauchen Sie einen Spannungsregler oder Puffer.