App calcolatrice elettronica: 18 strumenti ed esempi di calcolo

Sì, esiste un'app calcolatrice elettronica per il telefono che fa proprio questi calcoli: la schermata Strumenti di BlueGrays raccoglie 18 strumenti in quattro sezioni: Resistenze, Calcolatori, Condensatori e induttori e Riferimento. Sette sono gratuiti (Codice colori, Codice SMD, Legge di Ohm, Resistenza per LED, Codice condensatore, Codice induttore, Tensioni dei LED) e 11 sono Premium. Nove degli strumenti Premium si aprono anche per gli utenti gratuiti come Calcolo di esempio: vedi lo strumento funzionare con valori già inseriti, e per usare i tuoi serve Premium. In breve, leggere il valore di una resistenza dai colori, capire quanti ohm mettere davanti a un LED o calcolare una corrente con la legge di Ohm non costa nulla; i calcoli di progetto come il partitore di tensione, il 555, la durata della batteria e i tempi RC stanno dalla parte Premium.

La teoria della legge di Ohm, dei collegamenti in serie e in parallelo e del condensatore l'abbiamo spiegata in articoli a parte: legge di Ohm, calcolo delle resistenze in serie e in parallelo e cos'è un condensatore. Questo articolo non ripete la teoria, racconta gli strumenti. Prima vediamo come è organizzata la schermata e l'elenco completo dei 18 strumenti, poi risolviamo sette esempi passo passo, con i numeri che l'app ti mostrerà: codice colori, codice SMD, resistenza per LED, partitore di tensione, onda quadra con il 555, durata della batteria di un ESP32 e costante di tempo RC. Alla fine trovi i calcoli salvati, i riferimenti su pinout e transistor, una tabella degli strumenti per lezione e un elenco del tipo "ho X, quale strumento apro?".

Dov'è la schermata Strumenti e come è organizzata?

La schermata Strumenti si apre quando tocchi la scheda Strumenti nella barra in basso dell'app. In alto c'è la casella di ricerca Cerca: resistenza, LED, 555…, sotto una striscia Usati di recente con gli strumenti che hai già aperto e poi le schede degli strumenti divise in quattro sezioni. Gli strumenti Premium hanno una piccola etichetta Premium sulla scheda, così capisci quali sono gratuiti senza aprirli. In fondo all'elenco c'è la scheda Ti manca uno strumento? con il pulsante Proponi. L'ordine delle sezioni segue le domande che ti fai al banco di lavoro: prima riconoscere il componente che hai in mano, poi calcolare il circuito, infine consultare una tabella. Ecco cosa contiene ogni sezione:

18 strumenti di elettronica: cosa calcolano e quali sono gratis

Esempio 1: leggere una resistenza da 220 Ω con il codice colori

1. Apri lo strumento Codice colori, resta sulla scheda Dai colori al valore e scegli 4 bande.
2. Tieni la resistenza con la banda oro a destra e inserisci i colori da sinistra a destra: banda 1 rosso (2), banda 2 rosso (2), banda 3 marrone (moltiplicatore ×10), banda 4 oro (tolleranza 5%).
3. Lo strumento restituisce 22 × 10 = 220 Ω ±5% e mostra anche l'intervallo di tolleranza: 209–231 Ω.
4. Nella stessa schermata vedi in quali serie normalizzate si trova il valore: 220 Ω è un valore molto comune presente nelle serie E6, E12 ed E24.
5. Se vuoi esserne sicuro, misura la resistenza sulla portata in ohm del multimetro; una lettura tra 209 e 231 Ω conferma che hai letto bene i colori.

Funziona anche al contrario: scrivi un valore come 220, 4k7, 4,7k o 1M2 nella scheda Dal valore ai colori e lo strumento disegna le bande. Se inserisci un valore che non si può scrivere con 4 bande, per esempio 4,99 kΩ, ti mostra il valore più vicino e ti dice di scegliere 5 bande per quello esatto. Le resistenze a 5 bande hanno tre cifre, un moltiplicatore e una banda di tolleranza; quelle a 6 bande aggiungono in fondo una banda per il coefficiente di temperatura, che lo strumento mostra in ppm/K. Con poca luce i colori ingannano; marrone e rosso, o arancione e rosso, si confondono spesso. Per un componente critico, quindi, misurare con il multimetro resta il controllo più affidabile.

Esempio 2: i codici SMD 472, 1002 e 01C

Basta scrivere nello strumento Codice SMD la sigla stampata sul componente, con lettere e cifre così come sono; lo strumento riconosce il formato da solo e lo spiega in Come si legge. La confusione più frequente riguarda i codici EIA-96 come 01C: qui 01 non è un valore, ma un numero di posizione nella serie E96 all'1%. Il valore numero 1 è 100 e la lettera C significa ×100, quindi il risultato è 10 kΩ. In altre parole, 1002 e 01C sono la stessa resistenza scritta in due formati diversi. Per condensatori e induttori ci sono altri due strumenti gratuiti con la stessa logica: Codice condensatore traduce 104 in 10 × 10⁴ pF = 100 nF e legge la K di un codice come 103K come tolleranza del 10%; Codice induttore dà 101 = 100 µH e 4R7 = 4,7 µH.

Esempio 3: un LED rosso a 5 V e 15 mA

1. Apri lo strumento Resistenza per LED e scegli il rosso come colore del LED. Per un LED rosso lo strumento usa una tensione diretta tipica di circa 1,85 V.
2. Imposta Alimentazione su 5 V (un pin di Arduino Uno) e Corrente su 15 mA. Visto che usi un solo LED, lascia LED in serie a 1.
3. Lo strumento calcola la tensione che resta sulla resistenza: 5 − 1,85 = 3,15 V. La resistenza calcolata è 3,15 V / 15 mA = 210 Ω.
4. 210 Ω non è un valore in commercio, quindi lo strumento propone il valore standard immediatamente superiore: 220 Ω. È la resistenza rosso-rosso-marrone del primo esempio, e lo strumento ne disegna anche le bande.
5. Con 220 Ω la corrente reale è 3,15 / 220 ≈ 14,3 mA. Se la tensione del LED è al limite superiore (2,5 V per il rosso), la corrente scende a circa 11,4 mA; il LED si accende comunque bene.
6. La potenza dissipata sulla resistenza è di circa 45 mW. Lo strumento consiglia almeno 1/8 W con un margine doppio; la normale resistenza da 1/4 W del tuo kit basta e avanza.

Esempio 4: una coppia di resistenze pronta per passare da 5 V a 3,3 V

Immagina di voler collegare l'uscita di un sensore a 5 V all'ingresso a 3,3 V di un ESP32 o di una Pico. Lo strumento Partitore di tensione ha due modalità: in Calcola uscita inserisci R1 e R2 e lo strumento restituisce uscita, corrente, rapporto e potenza totale; in Trova resistenze inserisci l'ingresso e l'uscita desiderata e lo strumento propone Coppie pronte di resistenze standard. Il calcolo di esempio si apre con 5 V in ingresso, 10 kΩ sopra e 20 kΩ sotto: l'uscita è 5 × 20 / 30 = 3,33 V e nel partitore passano circa 0,17 mA. In modalità Trova resistenze, quando inserisci 3,3 come obiettivo e passi tra le serie E12, E24 ed E96, le proposte cambiano; ecco i risultati delle prime due serie:

Toccando una coppia, i suoi valori passano nel calcolo e vedi corrente e potenza. Per scegliere tra coppie con lo stesso rapporto, guarda la corrente: un partitore da 4,7 kΩ / 9,1 kΩ assorbe circa 0,36 mA dai 5 V, uno da 47 kΩ / 91 kΩ solo 0,036 mA. Resistenze piccole sprecano corrente, resistenze molto grandi rendono la lettura analogica più sensibile. Per questo la nota dell'app consiglia di tenere R1 + R2 di solito tra 10 e 100 kΩ e ricorda che l'uscita di un partitore non è un alimentatore: se colleghi un motore, un relè o un LED, la tensione scende. Il partitore serve per gli ingressi ADC e per portare un segnale da 5 V a 3,3 V. Per vedere la stessa idea nella pratica, guarda il progetto gratuito Misurare l'intensità luminosa con LDR: anche lì la LDR e una resistenza fissa formano un partitore e Arduino legge la tensione nel punto centrale.

Esempio 5: un'onda quadra a 1 Hz con il 555

Lo strumento Timer 555 ha le modalità Onda quadra e Impulso singolo. Per l'onda quadra inserisci tre valori: R1 (tra il pin 7 e VCC), R2 (tra il pin 6 e il pin 7) e C (tra il pin 6 e GND). Il calcolo di esempio si apre con R1 = 1 kΩ, R2 = 68 kΩ e C = 10 µF. La frequenza si ricava da f ≈ 1,44 / ((R1 + 2·R2) · C): 1,44 / (137 kΩ × 10 µF) = 1,44 / 1,37 s ≈ 1,05 Hz. Lo strumento mostra anche i tempi separati: tempo HIGH 0,693 × (R1 + R2) × C ≈ 0,478 s, tempo LOW 0,693 × R2 × C ≈ 0,471 s, periodo ≈ 0,95 s. Il duty cycle è il tempo HIGH diviso per il periodo: 0,478 / 0,95 ≈ 50,4%. L'anteprima del LED sullo schermo lampeggia davvero a questa velocità; quando la frequenza sale, lo strumento avverte che l'occhio non vede più il lampeggio e che il LED appare luminoso quanto il duty cycle. Un esempio più veloce: con R1 = 1 kΩ, R2 = 10 kΩ e C = 100 nF lo strumento mostra circa 687 Hz e un duty cycle del 52,4%, un tono udibile su un cicalino. In modalità Impulso singolo la durata è t = 1,1 × R × C: con 100 kΩ e 10 µF fa 1,1 secondi. Per i pin dell'integrato e il montaggio, vedi l'articolo integrato 555.

Esempio 6: durata della batteria di un ESP32 in deep sleep

1. Nello strumento Durata batteria scegli una 18650 come batteria (2600 mAh). Tra le opzioni ci sono anche CR2032, 9 V, LiPo e 2 × AA, e puoi scrivere la capacità a mano.
2. Scegli ESP32 · deep sleep come profilo di corrente: la scheda resta attiva 5 secondi assorbendo 80 mA, in sleep assorbe 10 µA e il ciclo si ripete ogni 600 secondi (10 minuti).
3. Calcola la corrente media: (80 mA × 5 s + 0,010 mA × 595 s) / 600 s = (400 + 5,95) / 600 ≈ 0,677 mA.
4. Calcola la capacità utilizzabile: lo strumento conta l'85% della capacità per tenere conto di invecchiamento, freddo e perdite del regolatore: 2600 × 0,85 = 2210 mAh.
5. Calcola l'autonomia: 2210 / 0,677 ≈ 3266 ore, cioè circa 136 giorni (4,5 mesi).

La lezione della tabella è chiara: nel profilo pronto circa il 98,5% dell'energia si consuma da attivo, e lo strumento lo scrive senza giri di parole: "La maggior parte dell'energia si consuma da attivo". Ridurre la corrente di sleep da 10 µA a 5 µA non cambia quasi nulla, mentre accorciare il tempo attivo da 5 secondi a 1 secondo allunga la durata della batteria di quasi cinque volte. Lo strumento disegna il profilo di corrente su un grafico logaritmico di due cicli, così vedi insieme il picco breve e alto del risveglio e la base lunga e bassa dello sleep. Un'avvertenza: schede come Arduino Uno assorbono milliampere anche in sleep per via del regolatore e del LED di alimentazione, quindi mettere in sleep una Uno non allunga la batteria quanto su un ESP32. Il progetto Premium ESP32 Deep Sleep — Risparmio della batteria (OLED + contatore in RTC RAM) dell'app mostra questo scenario nel codice; per i modi di alimentare una scheda a batteria, vedi l'articolo alimentare Arduino a batteria.

Esempio 7: costante di tempo RC e frequenza di taglio

Nello strumento Costante di tempo RC inserisci una resistenza e un condensatore e scegli la curva di Carica o di Scarica. Per i 10 kΩ e 100 µF del calcolo di esempio, τ = R × C = 10.000 Ω × 0,0001 F = 1 secondo. Lo strumento crea una tabella: a 1τ (1 s) il condensatore raggiunge il 63% della tensione di alimentazione, a 2τ l'86%, a 3τ il 95%; a 5τ (5 s) è considerato carico con il 99,3%. Per arrivare al 50% servono 0,69 secondi. Usato come filtro passa-basso, lo stesso RC ha una frequenza di taglio fc = 1 / (2π × R × C) ≈ 0,16 Hz. Se porti il condensatore a 100 nF, τ scende a 1 millisecondo e il taglio arriva a circa 159 Hz, un intervallo più utile per livellare un'uscita PWM o i rimbalzi di un pulsante. Puoi scrivere i valori come 100n, 4u7 o 22p; se sul condensatore c'è una sigla come 104, decodificala prima con lo strumento Codice condensatore. Per ridurre più condensatori in parallelo a un solo valore, usa lo strumento Serie / parallelo C.

Calcoli salvati, Usati di recente, ricerca e Proponi uno strumento

• Calcoli salvati (Premium): il pulsante Salva sotto ogni strumento memorizza il calcolo con i suoi dati nel tuo account; non si perde se cambi telefono e compare su tutti i tuoi dispositivi. Toccando un calcolo salvato, lo strumento si riapre con gli stessi valori; quelli che non ti servono più li togli con Elimina. Con un account gratuito, toccando Salva si apre la presentazione di Premium.
• Condividi: invia il risultato come breve testo via messaggio o con un'altra app, un modo rapido per passare al tuo compagno di laboratorio la resistenza che hai calcolato.
• Usati di recente: gli ultimi sei strumenti aperti restano in una striscia in alto, così torni al tuo strumento preferito con un tocco.
• Ricerca: quello che scrivi nella casella Cerca: resistenza, LED, 555… filtra gli strumenti e viene indicato quanti risultati ci sono. Se non ce n'è nessuno, la schermata ti rimanda alla scheda delle proposte.
• Proponi uno strumento: nella scheda Ti manca uno strumento? in fondo all'elenco tocca Proponi e scrivi in breve quale calcolatore o tabella ti servirebbe. Gli esempi suggeriti dall'app sono "pin del display a 7 segmenti" e "calcolo del convertitore buck".

Pinout e Transistor: tabelle di riferimento per il banco di lavoro

Lo strumento Pinout mostra i pin di una scheda su un disegno della scheda stessa. Oltre ad Arduino Uno, ESP32 e Raspberry Pi Pico, comprende schede delle stesse famiglie: Arduino Nano, Mega e Leonardo, ESP32-S3 e C3 SuperMini, Raspberry Pi 4 e Zero 2 W. Con i filtri in alto evidenzi un gruppo alla volta i pin Analogico, PWM, I2C, SPI, UART, DAC e Attenzione. Toccando un pin si apre la scheda PIN SELEZIONATO con il livello logico, il limite di corrente (20 mA consigliati sulla Uno, 40 mA al massimo; 4 mA di default sulla Pico, fino a 12 mA) e una spiegazione di a cosa serve quella funzione; puoi anche copiare un codice di esempio per il pin. Le note evitano errori pratici: sull'ESP32 i pin ADC2 non fanno letture analogiche con il Wi-Fi attivo, sulla Pico l'ingresso analogico funziona solo su GP26, GP27 e GP28, e un pin usato per l'I2C non può fare letture analogiche nello stesso momento. Per tutti i pin della Uno c'è anche l'articolo pin di Arduino Uno.

Lo strumento Transistor elenca i transistor NPN e PNP e i MOSFET più usati; scrivi BC547, TIP120 o IRLZ44N nella ricerca. Ogni scheda mostra l'ordine dei pin (lato stampato verso di te, piedini in basso, da sinistra a destra), i limiti di tensione e corrente e una riga Equivalente. Questa riga segnala una trappola importante: BC547 e 2N3904 si possono sostituire a vicenda, ma l'ordine dei pin è diverso (CBE sul BC547, EBC sul 2N3904); se cambi il componente senza controllare il circuito, il transistor finisce montato al contrario. Anche gli altri due strumenti della sezione Riferimento sono utili a lezione: in Porte logiche provi AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR e XNOR toccando gli ingressi A e B e vedi la tabella di verità e le sigle degli integrati (per esempio 7400 e 4011 per NAND). La tabella gratuita Tensioni dei LED riporta per ogni colore la tensione tipica e massima e la corrente massima. Per la teoria, vedi cos'è un transistor e porte logiche.

Per studenti e insegnanti: quale strumento in quale lezione?

Gli strumenti non sostituiscono un libro di testo, ma sono un buon secondo passo per controllare un calcolo fatto a mano. Supponiamo che tu stia spiegando la legge di Ohm a una classe di 24 studenti: prima fanno il calcolo su carta, poi lo confrontano con lo strumento gratuito e infine misurano con il multimetro. Per una lezione che sviluppa questo percorso in tre passi, vedi l'articolo attività sulla legge di Ohm. Per gli strumenti segnati come "esempio" in tabella, un account gratuito mostra solo l'esempio già pronto; se gli studenti devono provare altri valori, proietta un account Premium alla lavagna oppure imposta il compito sui valori dell'esempio.

Guida alla scelta: ho X, quale strumento apro?

• Una resistenza con bande colorate → Codice colori.
• Una minuscola resistenza SMD con un codice di 3–4 caratteri → Codice SMD.
• Un condensatore con la sigla 104, 473 o 2n2 → Codice condensatore; se devi combinarne diversi → Serie / parallelo C.
• Un induttore con la sigla 101 o 4R7 → Codice induttore.
• Un LED e una tensione di alimentazione → Resistenza per LED; se ti chiedi quanti volt chiede un colore di LED → Tensioni dei LED.
• Un valore calcolato che non si trova in commercio, per esempio 5 kΩ → Valore standard: nella E12, 4,7 kΩ + 330 Ω in serie (5,03 kΩ) oppure 10 kΩ ∥ 10 kΩ in parallelo (esattamente 5 kΩ).
• Due grandezze note, per esempio tensione e resistenza → Legge di Ohm; una catena di più resistenze → Serie / parallelo.
• Un segnale a 5 V e una scheda a 3,3 V → Partitore di tensione.
• Un 555 e qualche resistenza e condensatore → Timer 555; il tempo di carica di un singolo condensatore → Costante di tempo RC.
• Un progetto ESP32 alimentato a batteria → Durata batteria.
• Un segnale debole di un sensore da amplificare → Guadagno op-amp (la teoria è in cos'è un amplificatore operazionale).
• Un transistor che non conosci → Transistor; una scheda in cui non sai cosa collegare a quale pin → Pinout.
• Un integrato logico come il 7400 → Porte logiche.

In sintesi: i calcoli di tutti i giorni, come leggere colori e sigle, la legge di Ohm e la resistenza per LED, li hai pronti sul telefono con gli strumenti gratuiti; i calcoli di progetto come partitore di tensione, 555, durata della batteria e tempi RC puoi esplorarli prima nell'esempio e, se ti servono, farli con i tuoi valori con Premium. Un calcolo da solo non fa funzionare un circuito; il risultato va provato su una breadboard. Apri la schermata Strumenti nell'app BlueGrays, ripeti uno degli esempi di questo articolo con i tuoi componenti e poi monta il progetto gratuito LED lampeggiante o Semaforo con le stesse resistenze e gli stessi LED. Se vuoi controllare il tuo circuito dal telefono, prova BlueGrays IoT in La Mia Officina › I miei dispositivi › Aggiungi nuovo dispositivo. Scegli uno degli 8 modelli pronti per un ESP32 o un Raspberry Pi Pico W. Ohmi prepara il codice con la chiave del tuo dispositivo e tu lo carichi una sola volta dall'Arduino IDE con la libreria BlueGraysIoT. Il tuo primo dispositivo è gratuito: 1 dispositivo, un grafico per 1 valore e 24 ore di cronologia. Per i passaggi, consulta la guida per controllare un ESP32 dal telefono.