センサーやレベルシフト用の分圧回路を設計する

やりたいこと

5Vのセンサー信号を3.3Vのマイコンピンへ入れるには分圧が必要です。直列の抵抗2本で間から信号を取ります。Vout = Vin × R2 ÷ (R1 + R2)。ただし実際に買える抵抗値を選ぶ作業が面倒な部分です。

どの向きでも解ける

入力電圧・出力電圧・R1・R2のうち任意の3つを入れると4番目が計算されます。次に計算値に最も近いE24規格値を確認します。棚から14.7kΩは買えないからです。

• 抵抗を大きくすると無駄電流は減りますが、高インピーダンス入力への信号は弱くなります。分圧の消費電流も表示されます。
• 結果は出力に何も繋がっていない前提です。R2と並列に負荷が入ると電圧はさらに下がります。

具体例

5V → 3.3V: R1 = 1kΩならR2は約1.94kΩ。最も近いE24は2kΩで、実際の出力は3.33Vになります。ロジックレベル変換には十分ですが、ADCリファレンスに使うなら誤差を検算してください。

対応範囲

無負荷の抵抗2本分圧のみで、定電流・負電源・3タップのチェーンは扱いません。まとまった電流を取るならレギュレータを使ってください。負荷がR2の数分の一になる時点で分圧の出力は垂れ下がります。