Aşağı Çekme Dirençleri

Elektrik mühendisliğini anlama arayışımda, bu eğitimde rastladım:

http://www.ladyada.net/learn/arduino/lesson5.html

Geçiş yapana kadar diyagramları anladım. Anahtarların breadboard veya diyagramlarda nasıl çalıştığından emin değilim. Düşündüğüm spesifik olan bu (bu bir aşağı çekme direncidir):

Uygulama:

Şemaya dayanarak, olduğunu düşündüğüm şey: Güç anahtara gidiyor, düğme yukarıdaysa devre tamamlanmıyor. Düğmeye basılırsa, akım daha fazla çekme (100ohm <10kohm) olduğu için pin2'ye en az direnç yolunu alır.

Öğreticide açıklandığı gibi, düğme yukarıdayken, devre hala tamamlanmış gibi gelir, ancak 10k ohm direnç gücü gücü toprağa çeker. Hem 10k ohm hem de 100ohm eşit akım alıyorsa, akım pime 2'ye açık olandan daha yüksek bir dirençle yere çekilir.

İlk olarak, şimdilik 100 Ω direnci unutun. Düğmenin çalışması için gerekli değildir, bir programlama hatası yapmanız durumunda sadece bir koruma olarak vardır.

• Düğmeye basılırsa P2 doğrudan +5 V'ye bağlanır, böylece "1" gibi yüksek bir seviye olarak görülür.
• Düğme bırakılırsa +5 V artık sayılmaz, bağlantı noktası ile toprak arasında sadece 10 kΩ bulunur.

Bir mikrodenetleyicinin G / Ç pini giriş olarak kullanıldığında yüksek empedanstır, yani veri sayfasına göre maksimum olacak olan genellikle 1 uA'dan çok daha az olan küçük bir kaçak akım akar. Tamam, diyelim ki 1 µA. Daha sonra Ohm Yasasına göre, bu direnç boyunca 1 µA 10 kΩ = 10 mV voltaj düşüşüne neden olacaktır . Yani giriş 0,01 V olacaktır. Bu düşük bir seviye veya bir "0" dır. Tipik bir 5 V mikrodenetleyici 1,5 V'tan düşük herhangi bir seviyeyi düşük olarak görecektir. $\times$

Şimdi 100 is direnç. Pim çıkışını yanlışlıkla yaptıysanız ve düşük ayarladıysanız, düğmeye basmak kısa devreye neden olur: mikrodenetleyici pim üzerinde 0 V, aynı pim üzerinde +5 V anahtarını ayarlar. Mikrodenetleyici bundan hoşlanmaz ve IC hasar görebilir. Bu durumlarda 100 is direnç akımı 50 mA ile sınırlamalıdır. (Bu hala biraz fazla, 1 kΩ direnç daha iyi olurdu.)

Bir giriş pimine (düşük kaçak dışında) akım akmayacağından, direnç boyunca neredeyse hiç voltaj düşüşü olmayacaktır.

10 kΩ, aşağı çekme veya aşağı çekme için tipik bir değerdir. Daha düşük bir değer size daha düşük bir voltaj düşüşü sağlar, ancak 10 mV veya 1 mV çok fazla fark yaratmaz. Ancak başka bir şey var: düğmeye basılırsa direnç boyunca 5 V vardır, bu nedenle 5 V / 10 kΩ = 500 µA akım akacaktır. Bu, herhangi bir soruna neden olmayacak kadar düşüktür ve düğmeyi uzun süre basılı tutmayacaksınız. Ancak düğmeyi, uzun süre kapalı olabilecek bir anahtarla değiştirebilirsiniz. Daha sonra 1 kΩ aşağı çekmeyi seçerseniz, anahtar kapalı olduğu sürece direnç boyunca 5 mA'ya sahip olursunuz ve bu biraz atıktır. 10 kΩ iyi bir değerdir.

Bir çekme direnci elde etmek için bunu baş aşağı çevirebileceğinizi ve düğmeye basıldığında toprağa geçebileceğinizi unutmayın.

Bu, mantığınızı tersine çevirir: düğmeye basmak size "1" yerine "0" verecektir, ancak çalışma aynıdır: düğmeye basmak 0 V girişini yapar, düğmeyi serbest bırakırsanız direnç +5 V seviyesine giriş (ihmal edilebilir voltaj düşüşüyle).

Genellikle bu şekilde yapılır ve mikrodenetleyici üreticileri bunu dikkate alır: çoğu mikrodenetleyici, yazılımda etkinleştirebileceğiniz veya devre dışı bırakabileceğiniz dahili çekme dirençlerine sahiptir. Dahili pull-up'ı kullanırsanız, sadece düğmeyi toprağa bağlamanız yeterlidir, hepsi bu. (Bazı mikro denetleyiciler de yapılandırılabilir aşağı çekmelere sahiptir, ancak bunlar daha az yaygındır.)

Anahtarın güç alan ve bir miktar çıkış sinyali oluşturan süslü bir cihaz olmadığını unutmayın - bunun yerine, düğmeye basarak devreye eklediğiniz veya devreden çıkardığınız bir kablo olarak düşünün .

Anahtarın bağlantısı kesilirse (basılmazsa), akım için olası tek yol P2her iki dirençten toprağa kadardır. Böylece, mikrodenetleyici DÜŞÜK okuyacaktır.

Anahtar bağlıysa (basılıysa):

• Akım, güç kaynağından anahtar üzerinden geçer

• Bazı akım 100 ohm direnç üzerinden geçer P2. Mikrodenetleyici YÜKSEK okuyacaktır.

• 10 Kohm dirençten toprağa az miktarda akım akacaktır. Bu temelde boşa giden güçtür.

100 ohm direncin girmekte olan maksimum akımı sınırlamak için orada olduğunu unutmayın P2. Normalde böyle bir devreye dahil edilmez, çünkü mikrodenetleyicinin P2girişi zaten yüksek empedanslıdır ve fazla akım batmaz. Bununla birlikte, 100 ohm direnç dahil olmak üzere, yazılımınızın bir hata veya mantık hatası olması durumunda, bunun P2çıktı olarak kullanılmasına neden olması yararlıdır . Bu durumda, mikrodenetleyici P2düşük sürmeye çalışıyor ancak anahtar kısa devre yapıyor ve yüksek seviyeye bağlıyorsa, mikrodenetleyici pimine zarar verebilirsiniz. Güvende olmak için, 100 ohm direnç, bu durumda maksimum akımı sınırlar.

Düğmeye bastığınızda, girişin üstüne bir mantık yüksek seviyesi (+5 V) yerleştirirsiniz. Ancak direnci atlarsanız ve düğme bırakılırsa, giriş pimi sadece yüzer, bu da HCMOS'ta seviyenin tanımsız olduğu anlamına gelir. Bu istemediğiniz bir şeydir, bu nedenle girişi dirençle yere indirin. Direnç gereklidir, çünkü aksi halde düğmeye basmak kısa devreye neden olur.

Giriş yüksek empedanstır, yani içinden hiç akım akmaz. Direnç üzerinden sıfır akım, sıfır voltaj (Ohm Yasası) anlamına gelir, bu nedenle bir taraftaki 0 ​​V, giriş piminde 0 V (veya çok yakın) olacaktır.

Bu, bir düğmeyi bağlamanın bir yoludur, ancak direnci ve düğmeyi de değiştirebilirsiniz, böylece direnç +5 V'ye ve düğmenin toprağa gitmesini sağlar. Daha sonra mantık ters çevrilir: düğmeye basmak giriş piminde düşük bir seviye verecektir. Bununla birlikte, bu genellikle yapılır, çünkü çoğu mikrodenetleyicide yerleşik çekme dirençleri vardır, böylece sadece düğmeye ihtiyacınız vardır, daha sonra harici direnç atlanabilir. Dahili açmayı etkinleştirmeniz gerekebileceğini unutmayın.

Ayrıca bu cevaba bakınız .

10kohm direnç, aşağı çekme direnci olarak adlandırılır, çünkü "yeşil" düğüm (100ohm ve 10kohm dirençleri bağlarken) anahtar tarafından + 5V'ye bağlanmadığında, bu düğüm toprağa çekilir (bu daldan düşük akım olduğu varsayılarak) , tabii ki). Anahtar kapatıldığında, bu düğüm + 5V'luk bir potansiyel kazanır.

Bu, mantıksal IC'lerin (AND kapıları, OR kapıları, vb.) Girişlerini kontrol etmek için kullanılır, çünkü girişlerinde belirli bir değer yoksa (0 veya 1 değeri) bu devreler düzensiz davranacaktır. Bir mantıksal geçit girişini yüzer halde bırakırsanız, çıkış güvenilir bir şekilde belirlenemez, bu nedenle geçit girişine her zaman belirli bir giriş (tekrar 0 veya 1,) uygulanması önerilir. Bu durumda P2, belirli bir mantıksal geçide bir giriş olur ve anahtar açıkken, 0 (GND) giriş değerine sahiptir; anahtar kapatıldığında, 1 (+ 5V) giriş değerine sahiptir.

akım en az dirençli yolu seçer

Bu yaygın yanılgının nereden geldiğinden emin değilim, ama Ohm yasasıyla doğrudan çeliştiği için gerçekten yanlış. Akım , dirençleriyle ters orantılı olarak olası tüm yolları izler. 10k bir dirence 5V uygularsanız, kaç alternatif yol (düşük direnç veya başka türlü) sağladığınızdan bağımsız olarak 0.5mA içinden akacaktır.

Bu arada, 100 Ohm dirençten geçen yol mutlaka direnç en az "direnç" değildir, çünkü direnç toprağa bağlı değildir . Tipik olarak, bu direnci> 10 MOhm empedanslı bir MCU girişine bağlarsınız, bu da 10k direncini en az direnç yolu haline getirir.

Aşağı çekme direncinin gerekli olmasının nedeni, mikrodenetleyicinin bir CMOS cihazı olması ve dolayısıyla giriş piminin nihayetinde bir MOSFET'in kapısı olmasıdır.

Butonunuz bir ampulü, bir LED'i veya bir röleyi kontrol ettiyse, açık devre "kapalı" olacağından aşağı çekme direncine ihtiyacınız olmaz. Düğme bırakıldığında ampul kapanır çünkü akım akmaz.

Cihazınız orijinal 7400 serisi mantık yongaları gibi gerçek bir TTL parçasıysa, açılan dirence ihtiyacınız yoktur, çünkü bu girişler bipolar transistörler olacaktır ve düğme bırakıldığında baz verici bağlantı noktasından akım akmayacak ve giriş "kapalı".

Bunun aksine, mikro denetleyicinizin girişi bir kapasitör gibi davranan bir MOSFET geçididir. Kapı voltajı yeterince yüksek olduğunda giriş "açık" olur. Bu düğmeye bastığınızda ve akım 100R dirençten mikro denetleyiciye aktığında olur. Kapı bir kapasitör gibi (çok hızlı) şarj olur ve giriş "açık" hale gelir. Şimdi düğmeyi bıraktığınızda ne olur? Artık akım akışı yok. Peki, bu girdi için ne anlama geliyor? Aşağı çekme direnci yoksa, kapıdaki yükün gidecek hiçbir yeri yoktur. Gerilim sadece 5V yakınında orada olacak ve giriş hala "açık" olacaktır. Aşağı çekme direnci, geçit yükünü, gerilimi "açık" seviyenin altına düşecek şekilde boşaltır. Dijital girişin "kapalı" olarak değerlendirilmesini istediğiniz budur.

Giriş pininize iki düğme bağlayarak bunu deneyebilirsiniz. Bir ila 5V ve bir tanesini toprağa bağlayın. 5V düğmesine bastığınızda giriş açılır. Serbest bıraktığınızda GND'ye bağlı olanı itene kadar açık kalacaktır.