Pont diviseur de tension
En électronique, il arrive très souvent que l’on dispose d’une certaine tension d’alimentation, mais que l’on ait besoin d’une tension plus faible pour faire fonctionner un composant spécifique. C’est là qu’intervient l’un des circuits les plus fondamentaux et les plus utilisés en électronique : le pont diviseur de tension.
Qu’est-ce qu’un pont diviseur de tension ?
Un pont diviseur de tension est un montage électronique simple composé d’au moins deux résistances montées en série. Son but est de créer, à partir d’une tension d’entrée, une tension de sortie plus faible au point de jonction des deux résistances. Il tire parti de la loi d’ohm : en faisant passer un courant à travers deux résistances en série, la tension se répartit proportionnellement à la valeur de ces résistances.
À quoi sert-il ?
Le pont diviseur de tension est omniprésent en électronique. Voici ses principales applications :
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Adapter des niveaux logiques : Vous avez un capteur qui envoie un signal en 5V, mais votre microcontrôleur ne tolère que 3.3V sur ses broches. Un pont diviseur permet d’abaisser ce signal de 5V à 3.3V en toute sécurité.
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Lire des capteurs analogiques : Les composants comme les photorésistances ou les thermistances changent de résistance en fonction de leur environnement. En les plaçant dans un pont diviseur avec une résistance fixe, on transforme cette variation de résistance en une variation de tension lisible par un microcontrôleur.
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Créer une tension de référence : Pour fournir une tension précise à un comparateur ou un amplificateur opérationnel.
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Le potentiomètre : Un potentiomètre (le bouton de volume d’une radio par exemple) n’est rien d’autre qu’un pont diviseur de tension mécanique et réglable !
Il faut faire attention à ne JAMAIS utiliser un pont diviseur de tension comme alimentation de puissance (pour alimenter un moteur, une LED ou une carte électronique). Le pont diviseur ne fonctionne correctement que si le courant tiré sur la sortie est quasi-nul. Si vous tirez du courant, la tension va s’effondrer et les résistances risquent de chauffer et de brûler. Pour abaisser une tension d’alimentation, utilisez un régulateur de tension ou un convertisseur Buck.
La formule du pont diviseur de tension
Le circuit classique se compose de deux résistances : R1 (la résistance connectée à la tension d’entrée Vin) et R2 (la résistance connectée à la masse). La tension de sortie Vout se mesure entre les deux résistances. La formule universelle est la suivante :
Exemples de calculs rapides
Exemple 1 : Diviser par deux
Si vous mettez deux résistances de la même valeur (par exemple R1 = 10kΩ et R2 = 10kΩ) avec une entrée de 5V :
Astuce : Si R1 = R2, la tension est toujours divisée par 2.
Exemple 2 : Convertir un signal 5V en 3.3V
Vous avez un signal 5V (Vin = 5V). Vous choisissez R1 = 1kΩ et R2 = 2kΩ.
C’est parfait pour brancher un capteur 5V sur un Raspberry Pi !
Calculez votre pont diviseur de tension
Testez par vous-même ! Modifiez les valeurs de la tension d’entrée et des résistances ci-dessous pour voir l’impact en temps réel sur la tension de sortie directement sur le schéma.
Comment bien choisir la valeur de ses résistances ?
Dans l’exemple ci-dessus pour passer de 5V à 3.3V, nous avons utilisé 1kΩ et 2kΩ. Mais nous aurions aussi pu utiliser 10kΩ et 20kΩ, ou 10Ω et 20Ω. Pourquoi en choisir une plutôt qu’une autre ?
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Des résistances trop faibles (ex : 10Ω et 20Ω) : Le courant qui traversera le circuit sera trop élevé. Vos résistances vont chauffer (Effet Joule) et consommer inutilement de la batterie.
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Des résistances trop élevées (ex : 1MΩ et 2MΩ) : Le circuit sera très sensible aux parasites et le courant de sortie sera tellement faible que la broche de votre microcontrôleur risque de ne pas lire la bonne valeur.
La règle d’or : En général, pour les applications avec des microcontrôleurs, on utilise des résistances comprises entre 1kΩ et 100kΩ. Les valeurs de l’ordre de 10kΩ sont souvent le meilleur compromis.
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