Arbeitsauftrag: Widerstände und Spannungsteiler

Aufgabe 16.1 :
a) Berechne das Potential am Mittelkontakt (also Udown) mit den Widerstands- und Spannungswerten der Abbildung rechts oben. Würde der Input-Port high (PIN2=1) oder low (PIN2=0) sein?
b) Probiere aus, wie sich diese Kombination von Widerständen in der Praxis an einem Port des Mikrocontrollers verhält.
c) Ist die folgende Aussage richtig? Je kleiner Rdown im Verhältnis zu Rup ist, desto eher ist der Eingabe-Port high.

Aufgabe 16.2 : Mit Hilfe eines Spannungsteilers kann man auch normale Taster oder Schalter an den Eingängen eines Mikrocontrollers einsetzen. Setzt als Pull-Up-Widerstand einen Widerstand von 10 k! ein, an Stelle des Pull- Down-Widerstands einen Schalter. Er hat in geöffnetem Zustand einen Widerstand von nahezu unendlich (über 100 M!), im geschlossenen Zustand einen Widerstand von unter 1!. a) Testet, wie sich der Zustand eines Eingangs- Ports verändert, wenn der Schalter geöffnet bzw. geschlossen wird. b) „Berechnet“ die Spannung am Port bei geöffnetem und geschlossenem Schalter.

Herleitung :
Die angegebene Formel zur Berechung des Potentials des Mittelkontakts hat eine recht einfache Herleitung aus dem Ohmschen Gesetz: Durch beide Widerstände muss die gleiche Stromstärke fließen - sie beträgt Igesamt=Ugesamt/ Rgesamt. Dabei ist Rgesamt=Rup+Rdown. Wenn man nun nur den unteren Widerstand betrachtet, so muss die Spannung nur an diesem Widerstand so groß sein, dass sie diese Stromstärke durch diesen Widerstand treiben würde. Also Udown=Rdown Idown da Idown=Igesamt ist, ergibt sich durch Einsetzen von Igesamt die angegebene Formel.