確かに、デジタル入力用の押しボタンやボタンが必要なプロジェクトに出くわしたことがあるので、押して開いたり閉じたりすることができます。 ただし、このタイプの回路が正しく機能するためには、 プルダウンまたはプルアップとして構成された抵抗器. これらの構成が正確に何であるか、それらがどのように機能するか、およびプロジェクトでそれらをどのように使用できるかを示すのはまさにこのためです。 Arduinoの.
プルアップおよびプルダウン抵抗の構成により、 スタンバイ電圧を設定する ボタンが押されていない場合は、デジタル システムを適切に読み取ることができます。
抵抗器は何をしますか？
どのように知っておくべきですか ラレジステンシア あります 基本的な電子部品 これは、電流の通過、つまり電子の移動に反対する材料でできており、この移動を困難にします。電子の摩擦によって熱が発生するため、電気エネルギーが熱に変換されます。
に応じて 材料の種類と断面、電子がこのコンポーネントを通過できるようになるには、多かれ少なかれ仕事が必要です。 ただし、これは、それが絶縁体であることを意味するものではなく、その中を電子が移動する可能性はありません。
循環に関して電子を克服するこの努力は、まさに 電気抵抗. この大きさはオームで測定されます (Ω) であり、文字 R で表されます。同様に、オームの法則の式によれば、抵抗は次のようになります。
R = V / 私
つまり、抵抗は電圧を強度で除算することに相当します。つまり、 アンペア間のボルト. これによると、一定の電圧を供給する電源があれば、抵抗が大きいほど強度は小さくなります。
プルアップ抵抗
これまで見てきたように、プッシュボタンやボタンを備えた回路で電圧が不定にならないように、デジタル回路が必要とするように、常に正確な高電圧または低電圧値で動作するように、 プルアップ抵抗、その機能は、5v、3.3vなどの電源電圧（Vdd）に向かって電圧を分極することです。 このように、ボタンが開いているか静止しているとき、入力電圧は常に高くなります。 つまり、たとえば 5v で動作するデジタル回路がある場合、この場合、デジタル回路の入力電圧は常に 5v になります。
ボタンが押されると、電流は抵抗を通り、次にボタンを通り、入力からデジタル回路への電圧をグランドまたはGNDに流します。つまり、この場合は0vになります。 したがって、プルアップ抵抗を使用して行うことは、 ボタンが押されていない限り、入力は高い値 (1) になり、押されたときは低いレベル (0) になります。.
プルダウン抵抗
前のものと同様に、 プルダウン抵抗つまり、それは正反対です。 この場合、ボタンが静止しているとき、デジタル入力に入る電圧は低くなります (0V)。 一方、ボタンを押すと高圧電流が流れます (1)。 たとえば、押しているときは 5v、静止しているときは 0v にすることができます。
ご覧のとおり、 プルアップの反対、そして高電圧がそもそも意図されていない場合には非常に実用的です。 多分これ たくさんのリレーを思い出す、前に見たように、それらが通常開いているか通常閉じているとき。 うーん、これも似たような…
よくある質問
最後に、いくつか見てみましょう よくある疑問 これらのプルアップおよびプルダウン抵抗の設定について:
どちらを使うべきですか？
使用する プルアップまたはプルダウン構成は、それぞれのケースによって異なります. 場合によってはプルダウンの方が人気があるのは事実ですが、必ずしも最高である必要はありません。 要約すると：
- たとえば、XNUMX つのプッシュボタンが入力に接続された論理ゲートを使用していて、押していない間は入力をゼロにしたい場合は、プルダウンを使用します。
- たとえば、XNUMX つのプッシュボタンが入力に接続された論理ゲートを使用していて、押していない間は入力を XNUMX つにしたい場合は、プルアップを使用します。
ご覧のとおり、良い悪いはなく、好みの問題です。
Arduino で内部プルアップを有効にする
一部のマイクロコントローラには、アクティブ化できるように内部プルアップ抵抗が含まれています。 これは、コードに組み込まれた特定の命令によって実現されます。 のプルアップを有効にしたい場合 Arduinoマイクロコントローラ、スケッチのセットアップに入れなければならない宣言は次のとおりです。
pinMode(ピン、INPUT_PULLUP); //ピンを入力として宣言し、そのピンの内部プルアップ抵抗をアクティブにします
この手法は、プッシュ ボタンの接続と I2C 回路の両方で広く使用されています。
どの抵抗値を使用すればよいですか?
最後に、それらは使用できるとも言わなければなりません さまざまな抵抗値 プルアップおよびプルダウン構成で。 たとえば、変動の頻度や使用するケーブルの長さなどの要因に応じて、1K から 10K まで使用できます。
古いほど、 プルアップの抵抗、電圧変化に対するピンの応答が遅くなります。 これは、入力ピンに給電するシステムが本質的にプルアップ抵抗と一緒にコンデンサーであるため、RC 回路またはフィルターを形成するためです。 したがって、高速信号が必要な場合は、1KΩ ～ 4.7KΩ の抵抗を使用するのが最適です。
原則として、多くのプルアップとプルダウンのセットアップでは抵抗を使用します。 10KΩ値. これは、使用するデジタル ピンのインピーダンスの少なくとも 10 分の 1 の抵抗を使用することが推奨されているためです。 デジタルピンが入力として使用される場合、チップ製造技術に応じて可変インピーダンスになりますが、最も一般的なインピーダンスは XNUMXMΩ です。
また、消費とデジタル回路に入る電流を考慮する必要があります。 抵抗が低いほど、電流が高くなるため、消費が高くなります。 そしてチップに入る電流。 電流が非常に小さい場合、チップがそのような小さな変化の影響を受けにくくなり、常に高電圧か低電圧かがわからない可能性があるため、消費を抑えるために過度に高い抵抗を配置することもできません。 . たとえば、5V 電源の回路では、回路に入る電流が 10mA であることを知っていれば、抵抗は 0.5KΩ になる可能性があります。これは、2.5 mW の電力を想定しているため、消費に関しては無視できるものです。