Spannungsmessung 9V–13V mit Arduino

Spannungen von 9 V bis 13 V mit dem Arduino möglichst genau messen

1. Warum ein Spannungsteiler?

Der Arduino kann an seinen analogen Eingängen maximal 5 V messen (bei 5 V-Boards, sonst 3,3 V). Höhere Spannungen würden den Eingang zerstören. Ein Spannungsteiler reduziert die zu messende Spannung auf einen sicheren Bereich.

2. Schaltungsaufbau: Spannungsteiler

Zwei Widerstände (R1 und R2) teilen die Spannung so, dass bei 13 V Eingangsspannung am Arduino z. B. maximal 4,8 V anliegen.

Formel Spannungsteiler:

$$ V_{\text{in, Arduino}} = V_{\text{mess}} \cdot \frac{R_2}{R_1 + R_2} $$

Beispiel für 13 V → 4,8 V:

$$ \frac{R_2}{R_1 + R_2} = \frac{4,8}{13} \approx 0,369 $$

• R2 = 10 kΩ
• R1 = 18 kΩ

3. Anschluss

• R1 zwischen Pluspol (13 V) und Arduino-Analog-Eingang (z. B. A0)
• R2 zwischen Arduino-Analog-Eingang (A0) und Masse (GND)
• GND der Messquelle und Arduino verbinden!

4. Arduino-Code (Beispiel)

const float R1 = 18000.0; // Ohm
const float R2 = 10000.0; // Ohm
const float Vref = 5.0;   // Referenzspannung Arduino (messen!)
const int analogPin = A0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int value = analogRead(analogPin);
  float v_in = (value / 1023.0) * Vref;
  float v_batt = v_in * (R1 + R2) / R2;
  Serial.print("Gemessene Spannung: ");
  Serial.print(v_batt, 2);
  Serial.println(" V");
  delay(1000);
}
  

Tipp: Miss die tatsächlichen Widerstandswerte mit einem Multimeter und trage sie im Code ein.

5. Genauigkeit optimieren

• Referenzspannung messen: Die Arduino-Referenzspannung (Vref) kann leicht abweichen. Miss sie am AREF-Pin und trage den Wert im Code ein.
• Widerstände genau messen: Trage die realen Werte ein, nicht nur die Nennwerte.
• Optional: Nutze die interne Referenz (z. B. 1,1 V), wenn der Spannungsteiler entsprechend angepasst wird.
• Mehrfachmessung: Mittelwertbildung aus mehreren Messwerten erhöht die Genauigkeit.

6. Sicherheit

• Schutzdiode (z. B. 5,1 V Zener) parallel zu R2 schützt den Arduino vor Überspannung.
• Hochohmige Widerstände (z. B. R1 ≥ 10 kΩ) schonen die Batterie und den Arduino.

Zusammenfassung

• Spannungsteiler verwenden
• Referenzspannung und Widerstände exakt messen
• Code entsprechend anpassen
• Optional: Schutzdiode verwenden

So misst du sicher und möglichst genau Spannungen von 9 V bis 13 V am Arduino!