GPIO: Düğmeyi neden + 3.3v yerine toprağa bağlayın?

Çoğu örnekte, GPIO girişlerine kablolama düğmeleri gördüğümde, düğme, kapatıldığında pim ve toprak arasında bir devre tamamlanarak pim üzerinde düşük bir giriş oluşturacak şekilde kablolanır. Giriş değerini varsayılan olarak yüksek yapmak için bir çekme direnci kullanılır. Pi üzerindeki kod daha sonra bir düğmeye basıldığında düşük algılayabilir.

Düğmeleri + 3.3v'ye bağladım, böylece sinyal daha yüksek gibi görünüyor ve kod daha mantıklı görünüyor, ancak çoğu insanın toprağa bağlanmayı tercih etmesinin bir nedeni olmalı. Avantajları nelerdir?

GND'ye kablo düğmeleri ve mantığının tercih edilmesinin (ve daha sonra tüm internette kopyalanmasının) ana nedenlerinden biri güç optimizasyonudur.

• GND'ye dirençli bir pimi DÜŞÜK çekmek 0 watt maliyeti.
• Dirençli + Vcc'ye YÜKSEK bir pim çekmek güç gerektirir.

Karmaşık devrelerde veya bataryalara dayanan devrelerde bu güç çok değerlidir.

Diğer nedenler arasında düşük EMF üretimi bulunur. Kablosuz cihazlarda mantığı yüksek çekmek, aşırı hassas RF alıcılarında gereksiz çapraz konuşmaya neden olur. Bu tür alıcı-vericilerde gürültüyü filtrelemek için kullanılan bir GND düzlemi vardır ve burası tüm mantığın aşağı çekildiği yerdir. İşlemci daha sonra anahtarlama seslerini filtrelemek için GND düzlemini kullanır.

Elektrik mühendislerinin girişleri genellikle dirençlerle yüksek şekilde çekmesinin ve bunları topraklamak için anahtarları kullanmasının karmaşık tarihsel nedenleri vardır.

Ancak bu nedenler özellikle Raspberry Pi'nin hobi kullanımı ile ilgili değildir. Sizin için anlamlı olanı kullanın.

Ticari bir ürün yapıyorsanız veya tasarımınızın biraz daha iyi olmasını istiyorsanız, aşağıdaki pratik nedenlerden dolayı topraklama anahtarlı pull-up'ları seçeceksiniz:

• Uzun bir topraklama kablosu güce bağlı olandan daha az EMI / EMC radyasyon riski taşır
• Bir şeyi topraklamak ve bağlanmak için bir zemin noktası bulmak güç hattından daha kolaydır
• Tipik olarak devreden biraz uzağa yerleştirilen anahtar veya kablolar hasar görürse veya kabloyu veya dahili anahtar parçalarını kasaya veya kullanıcıya kısaltırsa, hiçbir zarar verilmez - hepsi zeminde

Kesinlikle bir pull-up direncine gerek yoktur, BMC GPIO, giriş olarak programlandığında, hiçbir zarar görmese de etkinleştirilen dahili pull-up dirençlere sahiptir.

GPIO pinini doğrudan 3V3 veya GND'ye bağlamak zayıf bir uygulamadır. GPIO çift yönlüdür ve giriş olarak programlanırsa sorun olmaz. Öte yandan bir çıkış olarak programlanırsa aşırı akım çekilmesine neden olur.

İyi (güvenli) tasarım, akımı sınırlamak için basmalı düğmeyle seri seri direnç (1 kΩ) kullanır. Adam Davis'in nedenlerinden dolayı, butonu toprağa bağlamak ve GPIO pinine yakın koruyucu direnci bulmak tercih edilir.

RPi'de birini diğerinden tercih etmek için bir neden olduğunu düşünmüyorum. Çoğu insan muhtemelen başka yerlerde gördükleri devreleri kopyalar veya taşır.

Devreyi (teller veya PCB ile) bağlarken, hangisinin daha uygun olduğunu seçmek ve bunu yazılımınızda doğru anlama çevirmek iyidir.

TTL'nin eski günlerinde, bir pimi alçaltmak, yüksek çekmekten çok daha fazla akım gerektiriyordu. Dolayısıyla, bir çekme direnci bir açılan dirence göre daha yüksek direnç (ve dolayısıyla daha az güç israfı) olabilir. Modern CMOS ile önemli değil, ancak eski alışkanlıklar zor ölüyor.

Pimi dahili bir çekme direnci ile toprağa bağlamak daha az parça kullandığınız anlamına gelir. Tek ihtiyacınız olan bir düğme; akımı sınırlamak için harici bir dirence ihtiyaç duymazsınız.