Die meisten Mikrocontroller-Pins kennen nur zwei Zustände: High oder Low. Dabei ist die Welt analog – Temperaturen, Lichtstärke und Akkuspannungen ändern sich stetig, nicht sprunghaft.

Ein ADC (Analog-Digital-Wandler) macht diese stetigen Signale für die Firmware, das Programm auf dem Mikrocontroller, lesbar. Ohne ihn könnte kein Mikrocontroller eine Spannung messen oder einen Sensor sinnvoll auswerten.

🔋 Ein ADC übersetzt eine Spannung am Pin in eine Zahl. Dabei wird die Spannung gegen die Masse (GND) gemessen, den gemeinsamen Bezugspunkt aller Spannungen in der Schaltung. Die Firmware kann diesen Zahlenwert auslesen und weiterverrechnen.

📡 Der Messbereich begrenzt, was der ADC erfassen kann. Spannungen außerhalb des Bereichs liefern nur den größten oder kleinsten möglichen Rohwert und keine sinnvolle Information. Beim ESP32 mit 3,3-V-Logik reicht der Messbereich typisch bis 3,3 V, passend zur Versorgungsspannung.

🔧 Die Auflösung in Bit bestimmt die Zahl der Stufen. Ein 12-Bit-Wandler wie im ESP32 teilt den Messbereich in 4096 Stufen; die Rohwerte laufen von 0 bis 4095. Bei 10 Bit wären es 1024 Stufen.

Ein Spannungsteiler, also zwei Widerstände, die eine Spannung teilen, liefert an den ADC-Pin die Hälfte der Versorgungsspannung. Bei einem Messbereich bis 3,3 V und 12 Bit liegt der Rohwert nahe der Mitte, also um 2048, weil eine Stufe nur etwa 0,8 Millivolt breit ist.

Ein Rohwert heißt nicht Spannung, sondern ist nur ein Zwischenschritt. Die Firmware muss den Rohwert erst über die Rechnung in eine Spannung umrechnen und dann über die Kennlinie des Sensors in die eigentliche Einheit wie Grad Celsius. Wer den Rohwert direkt als Messwert nimmt, misst falsch.

📌 Messbereich · Stufen · Rohwert umrechnen

📚 IoT von Grund auf · Tag 3 von 30
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