Určitě jste se někdy setkali s projekty, ve kterých potřebujete tlačítka nebo tlačítka pro digitální vstup, tedy možnost stisknutím otevřít nebo zavřít. Aby však tento typ obvodu správně fungoval, potřebujete rezistory konfigurované jako pull-down nebo jako pull-up. Právě z tohoto důvodu vám ukážeme, co přesně tyto konfigurace jsou, jak fungují a jak je můžete použít ve svých projektech s Arduino.
Všimněte si, že konfigurace pull-up a pull-down rezistoru umožňují nastavit pohotovostní napětí když tlačítko není stisknuto a tím zajistíte dobré čtení digitálního systému, protože jinak by nemusel být přečten jako 0 nebo 1, jak by měl.
Co dělá rezistor?
Jak bys to měl vědět odpor je základní elektronická součástka který je vyroben z materiálu, který brání průchodu elektrického proudu, to znamená pohybu elektronů přes něj, což tento pohyb ztěžuje, se elektrická energie přemění na teplo, protože tření elektronů bude generovat uvedené teplo.
Záleží na druh materiálu a jeho sekce, bude vyžadovat více či méně práce, než se elektrony budou moci touto komponentou pohybovat. To však neznamená, že jde o izolační materiál, ve kterém by nebyla možnost pohybu elektronů přes něj.
Tato snaha překonat elektrony, pokud jde o cirkulaci, je přesně ta elektrický odpor. Tato veličina se měří v ohmech (Ω) a je reprezentován písmenem R. Stejným způsobem podle vzorce Ohmova zákona máme, že odpor je roven:
R = V/I
To znamená, že odpor je ekvivalentní dělení napětí intenzitou, tj. voltů mezi ampéry. Podle toho, pokud máme zdroj, který poskytuje konstantní napětí, intenzita bude tím menší, čím větší bude odpor.
Pull Up Resistance
Jak jste viděli, aby napětí v obvodu s tlačítkem nebo tlačítkem nebylo neurčité, aby vždy pracoval s přesnými hodnotami vysokého nebo nízkého napětí, jak digitální obvod potřebuje, vytáhnout rezistor, jehož funkcí je polarizovat napětí směrem k napětí zdroje (Vdd), které může být 5v, 3.3v atd. Tímto způsobem, když je tlačítko otevřené nebo v klidu, bude vstupní napětí vždy vysoké. To znamená, že pokud máme například digitální obvod, který pracuje na 5V, vstupní napětí digitálního obvodu by v tomto případě bylo vždy 5V.
Když je tlačítko stisknuto, proud protéká rezistorem a poté tlačítkem a odvádí napětí ze vstupu do digitálního obvodu na zem nebo GND, to znamená, že v tomto případě by to bylo 0 V. Proto bychom s pull-up rezistorem udělali toto vstup by měl vysokou hodnotu (1), dokud se tlačítka nedotknete, a že je při stisknutí na nízké úrovni (0)..
Odpor stáhnout dolů
Podobně jako u předchozího máme stáhnout odporTo znamená, že je to právě naopak. V tomto případě máme, že když je tlačítko v klidu, napětí, které vstupuje na digitální vstup, je nízké (0V). Při stisknutí tlačítka poteče vysokonapěťový proud (1). Například bychom mohli mít 5v při stisknutí a 0v při ponechání v klidu.
Jak vidíte, je opak tahu, a může být velmi praktické v některých případech, kdy není zamýšleno vysoké napětí. možná tohle vám hodně připomíná relé, když jsou normálně otevřené nebo normálně zavřené, jak jsme viděli dříve. Tak tohle je něco podobného…
Preguntas frecuentes
Nakonec se na některé podíváme časté pochybnosti O těchto nastaveních pull-up a pull-down rezistorů:
Kterou bych měl použít?
Použijte a konfigurace pull-up nebo pull-down bude záviset na každém případě. Je pravda, že stahovačka může být v některých případech populárnější, ale nemusí být nejlepší, zdaleka ne. Shrnout to:
- Pokud například používáte logické hradlo se dvěma tlačítky připojenými k jeho vstupům a chcete, aby vstupy byly nulové, aniž byste je mačkali, pak použijte pull-down.
- Pokud například používáte logické hradlo se dvěma tlačítky připojenými k jeho vstupům a chcete, aby vstupy byly jeden, když je nemačkáte, pak použijte pull-up.
Jak vidíte, není lepší nebo horší, je to jen otázka preference.
Povolení Internal Pull-up na Arduinu
Některé mikrokontroléry obsahují vnitřní pull-up rezistory, takže je lze aktivovat. Toho je dosaženo určitými instrukcemi vloženými do kódu. V případě, že chcete aktivovat pull-up mikrokontrolér arduino, prohlášení, které musíte vložit do nastavení náčrtu, je následující:
pinMode(pin, INPUT_PULLUP); //deklarujte pin jako vstup a aktivujte interní pullup rezistor pro tento pin
Tato technika je široce používána jak pro připojení tlačítek, tak pro I2C obvody.
Jakou hodnotu odporu bych měl použít?
Nakonec je třeba také říci, že se dají použít různé hodnoty odporu ve vytahovacích a stahovacích konfiguracích. Například může být použit od 1K do 10K v závislosti na některých faktorech, jako je frekvence variací, délka použitého kabelu atd.
Čím starší odpor pro vytažení, tím pomaleji pin reaguje na změny napětí. Je to proto, že systém, který napájí vstupní kolík, je v podstatě kondenzátor spolu s pull-up rezistorem, takže tvoří RC obvod nebo filtr, jehož nabíjení a vybíjení trvá, jak již víte. Pokud tedy chcete rychlé signály, je nejlepší použít odpory mezi 1KΩ a 4.7KΩ.
Zpravidla mnoho pull-up a pull-down nastavení používá rezistory s hodnoty 10KΩ. A to proto, že se doporučuje použít odpor alespoň 10x menší, než je impedance použitého digitálního pinu. Když jsou digitální piny použity jako vstup, mají proměnnou impedanci v závislosti na technologii výroby čipu, ale nejčastěji je impedance 1MΩ.
Je také nutné vzít v úvahu spotřebu a proud, který jde do digitálního obvodu, čím nižší odpor, tím vyšší proud a tedy i vyšší spotřeba a proud, který bude vstupovat do čipu. Stejně tak nemůžeme klást přehnaně vysoký odpor, abychom měli nízkou spotřebu, protože pokud je proud velmi malý, může se stát, že čip není tak citlivý na tak malé změny a neví, zda je neustále na vysokém nebo nízkém napětí. . Například v obvodu s 5V napájecím zdrojem by mohl být odpor 10KΩ, s vědomím, že proud, který bude vstupovat do obvodu, je 0.5 mA, což je z hlediska spotřeby zanedbatelné, protože předpokládá výkon 2.5 mW.