Pembagi Tegangan

Pembagi tegangan ideal untuk penskalaan tegangan tingkat sinyal, bias sensor, dan input referensi ADC di mana arus beban sangat kecil dibandingkan dengan arus diam yang mengalir melalui pembagi. Pembagi tegangan ini sederhana, murah, dan tidak memerlukan komponen aktif, menjadikannya pilihan pertama untuk aplikasi arus rendah seperti membaca sensor resistif (termistor dan LDR) atau mengubah level sinyal logika antara mikrokontroler 5V dan perangkat 3,3V.

Namun, pembagi tegangan tidak cocok untuk memberi daya pada beban yang menarik arus signifikan. Ketika resistansi beban mendekati besaran yang sama dengan R2, tegangan keluaran turun jauh di bawah nilai yang dihitung. Dalam situasi tersebut, regulator tegangan linier atau konverter buck switching adalah solusi yang tepat — keduanya mempertahankan output yang stabil terlepas dari perubahan beban. Pembagi berfungsi paling baik ketika impedansi beban setidaknya 10 kali lebih besar dari R2, sebuah aturan praktis yang menjaga kesalahan pemuatan di bawah 10%.

Kesalahan desain yang paling umum adalah mengabaikan hambatan beban. Jika R2 adalah 10K dan beban yang terhubung juga 10K, kaki bagian bawah efektif turun menjadi 5K, memotong tegangan keluaran kira-kira setengahnya dibandingkan dengan prediksi tanpa beban. Selalu hitung kombinasi paralel R2 dan resistansi beban Anda sebelum menyelesaikan nilai resistor. Jika stabilitas Vout lebih penting daripada konsumsi daya diam, turunkan kedua nilai resistor — misalnya, dari 10K dan 10K menjadi 1K dan 1K — untuk membuat pembagi menjadi kaku dibandingkan dengan beban.

Kesalahan umum kedua adalah menggunakan nilai resistor yang sangat tinggi di sirkuit analog yang sensitif. Resistor di atas 1MΩ lebih mudah menangkap kebisingan dari interferensi elektromagnetik, yang dapat merusak pembacaan ADC atau menimbulkan dengungan yang terdengar di jalur audio. Untuk pengukuran yang presisi, pertahankan resistor pembagi dalam rentang 1K–100K dan tempatkan kapasitor bypass kecil (100pF–1nF) di R2 untuk menyaring interferensi frekuensi tinggi jika tata letak berada di dekat sumber kebisingan yang berpindah.

Rumus intinya adalah Vout = Vin × R2 / (R1 + R2). Kalkulator juga memperoleh arus pembagi (I = Vin / (R1 + R2)) dan disipasi daya total (P = Vin² / (R1 + R2)) sehingga Anda dapat mengevaluasi penarikan daya diam di samping rasio tegangan. Ketiga nilai ini memberi Anda segalanya yang diperlukan untuk memilih peringkat watt resistor yang sesuai dan menilai dampak masa pakai baterai dalam desain portabel.

Fitur "Jepret ke Standar" memetakan R1 dan R2 yang Anda hitung ke nilai E24 atau E96 terdekat yang sebenarnya dapat Anda beli, lalu menghitung ulang Vout untuk menampilkan output dunia nyata setelah pembulatan. Panel analisis toleransi memperluas hal ini dengan menunjukkan Vout minimum dan maksimum kasus terburuk di seluruh pita toleransi penuh kedua resistor secara bersamaan — berguna ketika Anda perlu menjamin output tetap dalam jendela spesifikasi, seperti menjaga input ADC 3,3V di bawah maksimum absolut 3,6V pada semua kombinasi resistor.