spannungsteiler. wieso K ohm wiederstand verwenden anstatt ohm

[pau (Gast)]

hey leute,
ich hab einen pro trinket(arduino nachbau) mit 3.3V. ich möchte an pin 6 
das signal auslesen.

jetzt hab ich aber ein high singal, dass 5v hoch ist. dieses möchte ich 
auf 3.3v runterbrechenen. dazu kann ich ein spannungsteiler anwenden.

indem ich einen widerstand(100 ohm) zwischen pin 6 und ground lege. und 
einen wiederstand(200 ohm) zwischen pin 6 und eingangssignal.

jetzt zu der fragen.
wieso sollte man lieber 10K oHm verwenden als 100 ohm bzw 20k als 
200ohm?

[René H. (Gast)]

Wegen dem Strom, um ihn zu begrenzen.

I=U/R

Grüsse,
René

[Andreas (Gast)]

Weil du die 5V mit I=5V/300Ohm=17mA belastest.
Das ist bei batteriebetriebenen Geräten unerwünscht.

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

In der genannten Reihenfolge würde der Teiler auf 5/3 Volt = 1,67V 
teilen.
Umgekehrt wird ein Schuh daraus.

Es kann sinnvoll sein, niederohmig zu arbeiten, wenn schnelle Signale 
noch durchkommen sollen. Der Eingang hat ein paar Picofarad, das bildet 
mit den Kiloohm einen RC-Tiefpass. Ein Rechteck hat danach ziemlich 
lange Anstiegs- und Abfallflanken.
Es gibt aber auch dafür die stromsparende Lösung, den Eingangswiderstand 
mit ein paar pF zu überbrücken.
Ich habe z.B. 2k7 am Eingang und 4k7 nach GND benutzt und 22pF über den 
2k7 gelötet, dann sieht ein Rechteck wieder ordentlich aus.

[HildeK (Gast)]

pau schrieb:
> wieso sollte man lieber 10K oHm verwenden als 100 ohm bzw 20k als
> 200ohm?

Es geht zunächst jedes 1:2-Verhältnis. Per Default wäre ich persönlich 
aber zunächst eher bei 1k/2k ... 5k/10k gelandet.
Niederohmige Widerstände verwendet man dann, wenn die Signale recht 
schnell sind, so dass parasitäre Kapazitäten oder die Eingangskapazität 
des nachfolgenden Bausteins keine zu starke Verschleifung der 
Signalflanken bewirken. Oder, wenn z.B. eine etwas länger Leitung dran 
hängt. Der Ausgang muss allerdings den Strom liefern können.
Sehr hochohmige Widerstände dann, wenn eh alles langsam ist und man 
Strom sparen muss. Man muss aber da mit erhöhter Empfindlichkeit auf 
Störungen rechnen.
Das sind ähnliche Betrachtungen wie bei der Wahl eines 
Pull-Up-Widerstands.

[Dietrich L. (dietrichl)]

Ein weiterer Punkt sollte beachtet werden:
Kann das Signal (+5V) anliegen, wenn der µC nicht versorgt ist?

Dann hilft ein hochohmiger Spannungsteiler, um den Eingang des µC vor 
Zerstörung zu schützen (der Strom über die Substratdioden muss klein 
genug sein. Da sollte der kleinere Widerstand mindestens 5...10kOhm 
sein.

Muss man aus Geschwindigkeitsgründen niederohmiger sein, braucht man im 
dem hier beschriebenen Fall eine zusätzliche Schutzbeschaltung des 
Eingangs.

[Thomas (Gast)]

pau schrieb:
> hey leute,
> ich hab einen pro trinket(arduino nachbau) mit 3.3V. ich möchte an pin 6
> das signal auslesen.
>
> jetzt hab ich aber ein high singal, dass 5v hoch ist. dieses möchte ich
> auf 3.3v runterbrechenen. dazu kann ich ein spannungsteiler anwenden.
>
> indem ich einen widerstand(100 ohm) zwischen pin 6 und ground lege. und
> einen wiederstand(200 ohm) zwischen pin 6 und eingangssignal.
>
> jetzt zu der fragen.
> wieso sollte man lieber 10K oHm verwenden als 100 ohm bzw 20k als
> 200ohm?

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[Gästchen (Gast)]

Das ist keine dumme Frage. Viele nehmen an, das würde aus dem Bauch 
heraus so festgelegt. Ist aber nicht so, da gibts durchus harte 
Kriterien.

Man versucht den günstigsten Kompromiss zu erreichen. Wünschenswert ist 
schon mal so hochohmig wie möglich, um den Stromverbrauch klein zu 
halten. Und außerdem kosten 10k oder 100k auch nicht mehr als 100E.

Da kommt schon mal die erste Grenze ins Spiel:
Man darf an einen analogen Eingang nur ein Signal mit bestimmtem, 
maximalen Widerstand hängen. Das steht im Datenblatt des 
ATMEL-Prozessors.

Das ist 10k, wenn man einen ATMEGA 128 benutzt:
http://www.atmel.com/images/doc2467.pdf
(siehe S237 oben)

Hier zählt der Ersatzinnenwiderstand:
Re= Ro||Ru = Ro*Ru/(Ro+Ru) <= 10k
Ro = der Widerstand oben
Ru = der Widerstand gegen Masse.

Daher kommen die Werte um die 10k.
Natürlich nimmt man immer ein bischen weniger, um das nicht sinnlos 
auszureizen, aber einige kOhm ist sinnvoll, vor allem wenn man eh an USB 
hängt, und die <1mA nicht wehtun schadet etwas mehr nicht.

Randbedingungen können das auch noch beeinflussen:
- Die Bandbreite (bei 10k und 10p >10MHz - ok)
- der Leckstrom im Pin (bei 1µA ist der Fehler dadurch klein)
- Die Erwärmung der Widerstände (bei >1k kein Faktor bei 5V)
und einiges mehr.