Für mein Projekt mit dem Raspberrypi wollte ich mittels der GPIO Pins prüfen, ob an meinem externen Gerät eine Spannung anliegt. Nachdem diese jedoch 32V beträgt, und die GPIO Pinks maximal 3,3V vertragen, wollte ich das Problem mit einem Spannungsteiler, 2 Widerständen in Reihe, einem 100k Ohm und einem 10,4k Ohm Widerstand lösen. Dabei fällt an R2 die gewünschte Spannung von ca. 3V ab.
Jedoch besteht nun das Problem darin, dass die externe Spannung schwankungen unterliegt. Um unabhängig von der Spannung prüfen zu können, ob eine Spannung anliegt oder nicht, sollte die Schaltung aus 2 Wiederständen mit jeweils 100k Ohm und einer Z-Diode von 3V gebaut werden. (vgl. Abbildung).
Durch die Zener Diode in Sperrichtung wird sichergestellt, dass immer 3V abfallen, liegt die Spannung unterhalb, sorgt der Parallelgeschaltete Widerstand als "Pulldown" Widerstand für einen sicheren 0V Zustand am Raspberry Pi, bzw. für 1/2 U_ges wenn 3 > U_ges > 0.
So viel zur Theorie. In der Praxis messe ich jedoch an der Diode eine Spannung zwischen 1,8 und 2,2 V, bei einer Eingangsspannung von 12 bis 40V. Die Abweichung sollte durch den parallelen Widerstand hervorgerufen werden, jedoch kann ich mir nicht erklären, weshalb keine Spannung zwischen 2,8 und 3V vorliegt, wie es eigentlich auch die Simulation in https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html zeigte.
Liegt es an falsch gewählten Werten der Widerständen, oder benötige ich eine Zener Diode mit einer höhren Durchbruchsspannung ?
Vielen Dank im Voraus.
Abbildung 1
