Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsteiler 5V->3.3V


von Georg S. (Gast)


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Hallo Leute,

ich möchte ein ESP8266 mit einem Netzteil betreiben (Ausgang: 5V/0.4A 
DC).
Da der ESP-01 maximal 3.3 V Eingangsspannung erhalten darf wollte ich 
einen Spannungsteiler anwenden.

Mit meinem Elektrotechnik Grundwissen dachte ich, ich könnte einfach 2 
Widerstände in Reihe schalten. Über dem einen greife ich dann die 3.3V 
Spannung ab.
Ich habe mittels Spannungsteiler berechnet, dass das Verhältnis von dem 
Widerstand R2 zum Gesamtwiderstand ~2/3 sein muss (über R2 greife ich 
die Spannung ab).

Mein Problem ist allerdings wenn ich große Widerstände nehme, also 
R1=1000Ω und R2=2000Ω nehme, fallen laut Ohmschen Gesetz U=R*I 400V bzw. 
800V über den Widerständen ab.

Wenn ich kleine Widerstände nehme zum Beispiel R1=4.25Ω und R2=8.25Ω 
komme ich nach dem Ohmschen Gesetz zwar auf die erwünschte Spannungen 
(3.3V über R2), allerdings werden die Widerstände extrem heiß.


Für den Betrieb reicht der einfache Spannungsteiler also nicht aus. Kann 
in meiner Situation ein Stromteiler helfen?
Ich könnte mir vorstellen den Strom noch einmal zu teilen aber ich denke 
das man für den Betrieb eines ESP-01 mit den beiden LED schon ~100mA 
benötigt.

In Foreneinträgen fand ich heraus, dass der ESP-01 im Mittel ~80mA 
benötigt.

Also was meint ihr? Nochmal den Strom teilen oder gibt es doch noch eine 
andere Alternative?

: Verschoben durch Moderator
von ich (Gast)


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Ein Spannungsteiler ist eine sehr schlechte Idee. Nehm lieber einen 
Schaltregler (z.B.: LM2596) oder einen Linearregler (z.B.: AMS1117 3.3).

von Wolfgang (Gast)


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Georg S. schrieb:
> In Foreneinträgen fand ich heraus, dass der ESP-01 im Mittel ~80mA
> benötigt.

Der Mittelwert der Stromaufnahme des ESP8266 nützt dir allenfalls für 
die thermische Auslegung deines Wandlers. Die Schaltung muss elektrisch 
für den beim Senden auftretenden maximalen Strombedarf von etwa 350mA 
ausgelegt sein.

von Jörg R. (solar77)


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Georg S. schrieb:
> Also was meint ihr? Nochmal den Strom teilen oder gibt es doch noch eine
> andere Alternative?

Die Idee mit dem Spannungsteiler zur Versorgung funktioniert nicht.
Die Spannung über dem Widerstand an dem die 3,3V abfallen würde bei 
Belastung durch den ESP einbrechen.

Die benötigst einen Spannungsregler mit geringen Dropout, einen LDO.

Beispiel:
https://www.holtek.com.tw/documents/10179/82844a36-1633-498c-a6e3-4d99f2d0f6d7

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Georg S. schrieb:
> Mein Problem ist allerdings wenn ich große Widerstände nehme, also
> R1=1000Ω und R2=2000Ω nehme, fallen laut Ohmschen Gesetz U=R*I 400V bzw.
> 800V über den Widerständen ab.

Du legst 5V an und hast an den Spannungsteilerwiderständen 400V bzw. 
800V? Das hätte ich auch gerne! Kannst du mir ein funktionierendes 
Exemplar zukommen lassen? :-)

Ernsthaft, es geht nur so:
Jörg R. schrieb:
> Die benötigst einen Spannungsregler mit geringen Dropout, einen LDO.

Beitrag #6096313 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Manfred (Gast)


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Georg S. schrieb:
> Mit meinem Elektrotechnik Grundwissen

.. ist es nicht sonderlich weit her.

Da sich der Laststrom ändert, ist ein Spannungsteiler unbrauchbar, es 
muß eine elektronisch regelnde Schaltung her.

Im Bereich Markt hat doch gerade jemand LM1117-33 angeboten, die sollten 
Deine Aufgabe lösen können.

Beitrag "[V] Bauteile verschiedenster Art"

von Klaus R. (klausmeisterr)


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Warum nimmst Du nicht einfach eines der zig fach erhältlichen Boards wie 
NodeMCU usw? Alle haben einen 5V Spannungswandler bereits on-Board

: Bearbeitet durch User
von schUk0 (Gast)


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Georg S. schrieb:
> Mein Problem ist allerdings wenn ich große Widerstände nehme, also
> R1=1000Ω und R2=2000Ω nehme, fallen laut Ohmschen Gesetz U=R*I 400V bzw.
> 800V über den Widerständen ab.

Da komme ich jetzt irgendwie nicht ganz mit... XD

von Walther (Gast)


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schUk0 schrieb:
>
>
> Da komme ich jetzt irgendwie nicht ganz mit... XD

Der Rechenweg ist dort erläutert und ich habe seinen Schaltplan mal in 
LTSpice übernommen und komme auf die gleichen berechneten Werte.

Obwohl es natürlich nach den Kirchhoffschen Gesetzen unmöglich ist.

Trotzdem frage auch ich mich was der Denkfehler hier ist und wieso das 
Ohmsche Gesetz anscheinend versagt.

Gruß Walther

von Wolfgang (Gast)


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Walther schrieb:
> Trotzdem frage auch ich mich was der Denkfehler hier ist und wieso das
> Ohmsche Gesetz anscheinend versagt.

Keine Angst, das Ohmsche Gesetz versagt nicht, wenn es zum Problem 
passt.

Seht es mal anders rum: Der hohe berechnete Spannungsabfall deutet 
darauf hin, dass bei der Rechnung Eingangs- und Ausgangsgrößen vermischt 
wurden.
Bei 5V und den genannten Widerständen fließt einfach kein Strom von 
400mA.

von HildeK (Gast)


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Walther schrieb:
> Der Rechenweg ist dort erläutert und ich habe seinen Schaltplan mal in
> LTSpice übernommen und komme auf die gleichen berechneten Werte.
Zeig das mal. Wo gibt es die Erläuterung des Rechenwegs?

> Trotzdem frage auch ich mich was der Denkfehler hier ist und wieso das
> Ohmsche Gesetz anscheinend versagt.
Es versagt nie!
Wenn du Schaltung / Simulation zeigst, dann kann man dir das genau 
sagen.
Vermutlich hast du keine Spannungsquelle mit 5V angeschlossen, sondern 
eine Stromquelle mit 400mA.

von Michael U. (amiga)


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von Walther (Gast)


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HildeK schrieb:
>
> Vermutlich hast du keine Spannungsquelle mit 5V angeschlossen, sondern
> eine Stromquelle mit 400mA.

Das war tatsächlich mein Problem. Danke.

von Stefan F. (Gast)


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ich schrieb:
> Nehm lieber einen Schaltregler z.B.: LM2596

Nein, der braucht mehr als 5V Eingangsspannung.

Ich habe mit dem LF33CV gute Erfahrung gemacht.

von Georg T. (drmedbanana)


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Hallo ich melde mich hier mal unter neuem Account.
Ja bei der Berechnung habe ich einige Sachen durcheinander gebracht das 
sehe ich ein.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich habe mit dem LF33CV gute Erfahrung gemacht.

Ich habe im Datenblatt gelesen, dass dieser maximal 1A Strom liefert.
Was passiert mit dem Rest des Stroms, wenn der ESP8266 ESP-01 laut 
deiner Seite nur maximal 400mA verbraucht?

Hast du den LV33CV auch in Verbindung mit einem ESP-01 betrieben?
Regelt der LF33CV das automatisch?
Oder kann der Controller Schaden nehmen?


Verzeiht bitte meine Unwissenheit.

von Stefan F. (Gast)


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Georg T. schrieb:
> Was passiert mit dem Rest des Stroms, wenn der ESP8266 ESP-01 laut
> deiner Seite nur maximal 400mA verbraucht?

Der Rest wird nicht aufgenommen.

Das ist wie bei: Deine Steckdosen liefern dauerhaft bis zu 16A, 
kurzzeitig locker das Doppelte. Trotzdem brennen die kleineren 
Verbraucher nicht durch.

> Hast du den LV33CV auch in Verbindung mit einem ESP-01 betrieben?

Ja

> Regelt der LF33CV das automatisch?

Ja

> Oder kann der Controller Schaden nehmen?

Nein

von Georg T. (drmedbanana)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Georg T. schrieb:
>> Was passiert mit dem Rest des Stroms, wenn der ESP8266 ESP-01 laut
>> deiner Seite nur maximal 400mA verbraucht?
>
> Der Rest wird nicht aufgenommen.

Danke dann werde ich mich mal nach einem LF33CV umsehen.

von Stefan F. (Gast)


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Vergiss nicht die Kondensatoren gemäss Datenblatt plus 100uF direkt am 
ESP Modul.

von Wolfgang (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Vergiss nicht die Kondensatoren gemäss Datenblatt plus 100uF direkt am
> ESP Modul.

Der ESR bei den 100µF ist unkritisch?

von Stefan F. (Gast)


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Ich denke der ist unkritisch weil auf dem Modul nich ein Keramik 
Kondensator parallel dazu liegt. Jedenfalls habe ich an der Stelle 
bisher immer standard Elkos verwendet.

von Forist (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich denke der ist unkritisch weil auf dem Modul nich ein Keramik
> Kondensator parallel dazu liegt.

Ein Keramikkondensator kann nicht die mehrere Millisekunden langen 
Sendepulse brücken, d.h. der 100u muss die vollen 350mA (mit 
entsprechendem Spannungsabfall am ESR) liefern. Wenn er das nicht 
müsste, wäre er über flüssig.

von Christian B. (luckyfu)


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Forist schrieb:
> Wenn er das nicht
> müsste, wäre er über flüssig.

Ja, schon, aber durch den Keramikkondensator, welcher deutlich schneller 
seine Kapazität zur Verfügung stellt als der Elko erkauft man sich die 
Zeit, die ein höherer ESR kostet. Daher ist das an der Stelle 
tatsächlich recht unkritisch.

Nochzumal hier ein höherer Ripplestrom auf der 3,3V Seite ebenfalls 
unproblematisch sein dürfte.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Christian B. schrieb:
> Ja, schon, aber durch den Keramikkondensator, welcher deutlich schneller
> seine Kapazität zur Verfügung stellt als der Elko erkauft man sich die
> Zeit, die ein höherer ESR kostet. Daher ist das an der Stelle
> tatsächlich recht unkritisch.

Ich war bisher eher davon ausgegangen, dass ein kleiner Kondensator 
parallel zum Elko dessen Induktivität ausgleicht.

Der Spannungsabfall am ESR des Elko bleibt ja, weil der kleine 
Kondensator schnell entladen ist. Doof ist, dass bei vielen 
Kondensatoren gar keine Angabe zum ESR im Datenblatt steht.

von Weg mit dem Troll (Gast)


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Es macht Sinn Eingangsspannungen per Spannungsteiler zu reduzieren. Die 
Groesse der Widerstande ist eine Frage der Geschwindigkeit. Fuer 
langsame Signale, resp DC, wuerde ich zB 20k & 10k oder groesser nehmen. 
Falls Strom Sparen ein Thema ist, muss man sich das nochmals genauer 
ueberlegen.

von Wolfgang (Gast)


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Weg mit dem Troll schrieb:
> Es macht Sinn Eingangsspannungen per Spannungsteiler zu reduzieren.

Lies mal die ersten beiden Sätze des TO.

Georg S. schrieb:
> ich möchte ...

Bei bis zu knapp 400mA Stromaufnahme des ESP willst du keinen 
Spannungsteiler verwenden, um auf die 3.3V zu kommen.

von Joachim B. (jar)


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Wolfgang schrieb:
> Bei bis zu knapp 400mA Stromaufnahme des ESP willst du keinen
> Spannungsteiler verwenden, um auf die 3.3V zu kommen.

man könnte aber wer 10-fachen Querstrom spendiert, also 4A, dummerweise 
nicht mit

Georg S. schrieb:
> Netzteil betreiben (Ausgang: 5V/0.4A

mit einnem 4A Netzteil ginge das, wie lernte man in der Ausbildung, "die 
stabilisierende Wirkung des Spannungsteilers"
Bei 5V/3,3V mit 4A bleiben am oberen R = 1,7V/4A = 0,425 Ohm nur 6,8W 
hängen, am unteren R = 3,3V/4A = 0,825 Ohm nur 13,2W hängen, es stellt 
sich am unteren R 3,3V ein, wenn der ESP aber 400mA zieht

also mit oberen Teiler R=0,425 Ohm und unteren Teiler R=0,825 Ohm gibt 
das bei ESP 0mA 3,3V für den ESP und mit ESP 400mA ergibt das 3,2V für 
den ESP.
Q.E.D. Spannungsteiler stabilisiert :)

Machbar ja, aber ziemich unsinnig

von Stefan F. (Gast)


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Joachim B. schrieb:
>> Bei bis zu knapp 400mA Stromaufnahme des ESP willst du keinen
>> Spannungsteiler verwenden, um auf die 3.3V zu kommen.

> man könnte aber wer 10-fachen Querstrom spendiert

Nein, der ESP benötigt eine stabile glatte Versorgungsspannung.

von Joachim B. (jar)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Nein

doch

Stefan ⛄ F. schrieb:
> der ESP benötigt eine stabile glatte Versorgungsspannung.

wischiwaschi wieder mal, definiere "stabile glatte Versorgungsspannung"

so langsam zweifel ich immer mehr an deine "Elektronikerausbildung"

meinst du mit "stabile glatte Versorgungsspannung" einen Bleiakku mit 
3,3V DC Ri = 10 mOhm, oder was soll das?

Bis jetzt ist jeder ESP wunderbar mit fast allen Versorgungen zurecht 
gekommen, aus dem Steckernetzteil, aus dem Handylader und die sind alles 
andere als "stabil & glatt", manchmal hilft noch ein Zusatzelko für 
Stromspitzen, aber Laborqualität wird nicht benötigt wie unzählige ESP 
Versorgungen beweisen, nicht mal 3,2V statt 3,3V jucken einen ESP

von Stefan F. (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> definiere "stabile glatte Versorgungsspannung"

maximal 100mV Schwankung beim Senden, würde ich sagen.

Die erreichst du nicht mit 10-Fachem Querstrom durch einen simplen 
Spannungsteiler.

von Joachim B. (jar)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> maximal 100mV Schwankung beim Senden, würde ich sagen.

ich habe es vorgerechnet,

Joachim B. schrieb:
> Bei 5V/3,3V mit 4A bleiben am oberen R = 1,7V/4A = 0,425 Ohm nur 6,8W
> hängen, am unteren R = 3,3V/4A = 0,825 Ohm nur 13,2W hängen, es stellt
> sich am unteren R 3,3V ein, wenn der ESP aber 400mA zieht
>
> also mit oberen Teiler R=0,425 Ohm und unteren Teiler R=0,825 Ohm gibt
> das bei ESP 0mA 3,3V für den ESP und mit ESP 400mA ergibt das 3,2V für
> den ESP.
> Q.E.D. Spannungsteiler stabilisiert :)

100mV

aber egal, DU weisst es ja besser!

Man kann auch 20-fachen Querstrom wählen, wird besser!

: Bearbeitet durch User
von Jörg R. (solar77)


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Joachim B. schrieb:
> man könnte aber wer 10-fachen Querstrom spendiert, also 4A, dummerweise
> nicht mit

Joachim, das mit dem Wirkungsgrad hast Du falsch verstanden. 90% 
verbraten ist der falsche Ansatz???

von Joachim B. (jar)


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Jörg R. schrieb:
> Joachim, das mit dem Wirkungsgrad hast Du falsch verstanden. 90%
> verbraten ist der falsche Ansatz???

im Winter nicht mal so schlecht, das Meiste wird Wärme ???

von uga, uga. (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> maximal 100mV Schwankung beim Senden, würde ich sagen.
>
> Die erreichst du nicht mit 10-Fachem Querstrom durch einen simplen
> Spannungsteiler.

Ich empfehle Dir, vor solchen Aussagen die Gegenprobe zu machen...
Erreichbar ist es auf jeden Fall, aber in dem Fall schreit nicht nur
Greta rum - Lösung ist, und war schon immer, nur für Kleinsignal.

Und bitte hör' Du jetzt auch wieder mal auf mit den Sticheleien,
@Joachim, denn das führt wohl sonst eher in den Abgrund...

von Joachim B. (jar)


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uga, uga. schrieb:
> Und bitte hör' Du jetzt auch wieder mal auf mit den Sticheleien,

darum bat ich schon an anderer Stelle, aber mir zu schreiben er kann 
keine 100mV Abweichung vertragen und dann selbst 100mV zu ergänzen kann 
man auch als Stichelei auffassen oder als gespaltene Persönlichkeit!

Joachim B. schrieb:
> meinst du mit "stabile glatte Versorgungsspannung"
Stefan ⛄ F. schrieb:
> maximal 100mV Schwankung beim Senden, würde ich sagen.

und was ergab meine Rechnung?

Joachim B. schrieb:
> mit einem 4A Netzteil ginge das, wie lernte man in der Ausbildung, "die
> stabilisierende Wirkung des Spannungsteilers"
> Bei 5V/3,3V mit 4A bleiben am oberen R = 1,7V/4A = 0,425 Ohm nur 6,8W
> hängen, am unteren R = 3,3V/4A = 0,825 Ohm nur 13,2W hängen, es stellt
> sich am unteren R 3,3V ein, wenn der ESP aber 400mA zieht
>
> also mit oberen Teiler R=0,425 Ohm und unteren Teiler R=0,825 Ohm gibt
> das bei ESP 0mA 3,3V für den ESP und mit ESP 400mA ergibt das 3,2V für
> den ESP.

und was sind 3,2V als Abweichung von 3,3V?
Also ich komme da auf 100mV

von Wolfgang (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Joachim, das mit dem Wirkungsgrad hast Du falsch verstanden. 90%
> verbraten ist der falsche Ansatz???

Was denkst du, wie manche Toaster ihre Elektronik versorgen - die 
verwenden genau einen Spannungsteiler, um aus der Netzspannung eine 
handliche Betriebsspannung abzuleiten. Da reicht ein kleiner Abgriff am 
Heizdraht.

Allerdings ist beim Toaster zugegebenermaßen das Verbraten Programm ;-)

von Jörg R. (solar77)


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Wolfgang schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Joachim, das mit dem Wirkungsgrad hast Du falsch verstanden. 90%
>> verbraten ist der falsche Ansatz???
>
> Was denkst du, wie manche Toaster ihre Elektronik versorgen

3 Smileys reichen wohl nicht um die Ernsthaftigkeit meines Kommentars zu 
entkräften?


> Allerdings ist beim Toaster zugegebenermaßen das Verbraten Programm ;-)

Die Glühlampe in meinem Backofen hat 100% Wirkungsgrad, jedenfalls wenn 
der Backofen in Betrieb ist;-)

von Harlekin (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Die Glühlampe in meinem Backofen hat 100% Wirkungsgrad, jedenfalls wenn
> der Backofen in Betrieb ist;-)

Ehm, da entweicht doch Licht durchs Backofenfenster.

von Jörg R. (solar77)


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Harlekin schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Die Glühlampe in meinem Backofen hat 100% Wirkungsgrad, jedenfalls wenn
>> der Backofen in Betrieb ist;-)
>
> Ehm, da entweicht doch Licht durchs Backofenfenster.

Ja, aber es macht die Küche heller.

von uga, uga. (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> uga, uga. schrieb:
>> Und bitte hör' Du jetzt auch wieder mal auf mit den Sticheleien,
>
> darum bat ich

Nein, darum hatte ich Dich gebeten - leider ohne jeden Erfolg.

von Joachim B. (jar)


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uga, uga. schrieb:
> Nein, darum hatte ich Dich gebeten

klar ist ja logisch wenn du einen anderen zitierst

aber zu 100mV != 100mV schreibst du nichts Stefanus?

is klar, da wird wieder mal einfaches Rechnen ad absurdum geführt aber 
ich soll sticheln?

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> aber zu 100mV != 100mV schreibst du nichts Stefanus?

Was soll man dazu großartig sagen? Die Sachlage ist klar: Du hast Recht.

Trotzdem sollte bitte niemand diese Idee (Stromversorgung durch 
Spannungsteiler) weiter verfolgen. Das ist genau so unsinnig, wie ein 
Haus aus ganz viel dickem Papier zu bauen, anstatt aus Steinen.

von Maxim B. (max182)


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Joachim B. schrieb:
> Man kann auch 20-fachen Querstrom wählen, wird besser!

Ich finde auch die Lösung mit Spannungsteiler am besten. Als Nebeneffekt 
kommt mehr Wärme, was im Winter nur zu Gute kommt. Ich schlage vor, für 
mehr Stabilität und Wärme den Strom auf 100x zu stellen. Allerdings 
braucht man dann andere Netzteil.

von Joachim B. (jar)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Was soll man dazu großartig sagen? Die Sachlage ist klar: Du hast Recht.

Das wissen ja mehr das 100mV = 100mV sind, ich weiss immer noch nicht 
warum DU mir da widersprochen hast, aber dazu äusserst du dich ja leider 
nicht.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Trotzdem sollte bitte niemand diese Idee (Stromversorgung durch
> Spannungsteiler) weiter verfolgen.

schrieb ich ja auch, es hat evtl. NUR im Winter Sinn damit zu heizen, 
trotzdem ist es möglich.

Maxim B. schrieb:
> Ich schlage vor, für
> mehr Stabilität und Wärme den Strom auf 100x zu stellen. Allerdings
> braucht man dann andere Netzteil.

eben im Winter nützlicher = mehr Wärme

Ein anderes Netzteil braucht man auch bei 10-fachen Querstrom, 20-facher 
Querstrom dürfte die Sache nocht mehr stabilisieren als 10-fach, evtl. 
sogar unter 100mV drücken, notfalls hilft noch ein "dicker" Elko, ich 
las da mal was von µF....wo war das doch gleich, ach ja nach dem Regler, 
wäre also hier am unterem Teiler R.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> ich weiss immer noch nicht
> warum DU mir da widersprochen hast

verguckt, blind, müde - irgendwas in dieser Richtung. ich weiß es selber 
nicht.

von Joachim B. (jar)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> verguckt, blind, müde - irgendwas in dieser Richtung. ich weiß es selber
> nicht.

prima, reicht mir und nun Friede (etwas früher wäre nett gewesen!)

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