U bent vast wel eens projecten tegengekomen waarin u drukknoppen of knoppen voor een digitale ingang nodig heeft, zodat u deze kunt openen of sluiten. Om dit type circuit correct te laten werken, hebt u echter nodig weerstanden geconfigureerd als pull-down of als pull-up. Precies om deze reden gaan we u laten zien wat deze configuraties precies zijn, hoe ze werken en hoe u ze kunt gebruiken in uw projecten met Arduino.
Merk op dat de pull-up en pull-down weerstandconfiguraties dit toestaan stand-by spanningen instellen voor wanneer de knop niet wordt ingedrukt en zorgen zo voor een goede uitlezing van het digitale systeem, omdat het anders mogelijk niet als een 0 of 1 wordt gelezen zoals zou moeten.
Wat doet een weerstand?
Hoe moet je dat weten? het verzet is een fundamentele elektronische component die is gemaakt van een materiaal dat de doorgang van elektrische stroom tegenwerkt, dat wil zeggen de beweging van elektronen erdoorheen, waardoor deze beweging moeilijk wordt, elektrische energie wordt omgezet in warmte, aangezien de wrijving van elektronen die warmte zal genereren.
Afhankelijk van type materiaal en de sectie ervan, zal het meer of minder werk kosten voordat de elektronen door dit onderdeel kunnen bewegen. Dit betekent echter niet dat het een isolerend materiaal is, waarin er geen mogelijkheid voor elektronen doorheen zou zijn.
Deze inspanning om de elektronen te overwinnen als het gaat om circuleren is precies de elektrische weerstand:. Deze magnitude wordt gemeten in Ohm (Ω) en wordt weergegeven door de letter R. Op dezelfde manier hebben we volgens de formule van de wet van Ohm dat de weerstand gelijk is aan:
R = V / ik
Dat wil zeggen, de weerstand is gelijk aan het delen van de spanning door de intensiteit, dat wil zeggen, volt tussen versterkers. Volgens dit, als we een stroombron hebben die een constante spanning levert, zal de intensiteit lager zijn naarmate de weerstand groter is.
Trek de weerstand op
Zoals je hebt gezien, zodat de spanning niet oneindig is in een circuit met een drukknop of een knop, zodat het altijd werkt met precieze hoge of lage spanningswaarden, zoals een digitaal circuit nodig heeft, een weerstand optrekken, waarvan de functie is om de spanning te polariseren naar de bronspanning (Vdd), die 5v, 3.3v, etc. kan zijn. Op deze manier zal de ingangsspanning altijd hoog zijn wanneer de knop open of in rust is. Dat wil zeggen, als we bijvoorbeeld een digitaal circuit hebben dat werkt op 5v, zou de ingangsspanning van het digitale circuit in dit geval altijd 5v zijn.
Wanneer de knop wordt ingedrukt, stroomt de stroom door de weerstand en vervolgens door de knop, waardoor de spanning van de ingang naar het digitale circuit wordt omgeleid naar aarde of GND, dat wil zeggen dat het in dit geval 0 V zou zijn. Daarom zouden we dat met de pull-up-weerstand doen de invoer zou een hoge waarde (1) hebben zolang de knop niet wordt aangeraakt, en een lage waarde (0) wanneer deze wordt ingedrukt.
Trek de weerstand naar beneden
Net als bij de vorige hebben we de pull-down weerstandDat wil zeggen, het is precies het tegenovergestelde. In dit geval hebben we dat wanneer de knop in rust is, de spanning die de digitale ingang binnenkomt laag is (0V). Terwijl er bij het indrukken van de knop een hoogspanningsstroom gaat vloeien (1). We zouden bijvoorbeeld 5v kunnen hebben bij het indrukken en 0v bij het in rust laten.
Zoals u ziet, is het zo het tegenovergestelde van de pull-up, en kan erg praktisch zijn in sommige gevallen waar een hoog voltage niet bedoeld is om mee te beginnen. misschien dit doet je denken aan veel relais, wanneer ze normaal open of normaal gesloten zijn, zoals we eerder hebben gezien. Nou, dit is iets soortgelijks...
Veel gestelde vragen
Laten we eindelijk wat zien veelvuldige twijfels Over deze pull-up en pull-down weerstandsopstellingen:
Welke moet ik gebruiken?
Gebruik a pull-up of pull-down configuratie hangt af van elk geval. Het is waar dat de pull-down in sommige gevallen misschien populairder is, maar het hoeft niet de beste te zijn, verre van dat. Het opsommen:
- Als u bijvoorbeeld een logische poort gebruikt met twee drukknoppen die zijn aangesloten op de ingangen en u wilt dat de ingangen nul zijn terwijl u ze niet indrukt, gebruik dan de pull-down.
- Als u bijvoorbeeld een logische poort gebruikt met twee drukknoppen die zijn aangesloten op de ingangen en u wilt dat de ingangen één zijn terwijl u ze niet indrukt, gebruik dan een pull-up.
Zoals je kunt zien, is er geen beter of slechter, het is gewoon een kwestie van voorkeur.
Interne pull-up inschakelen op Arduino
Sommige microcontrollers bevatten interne pull-up weerstanden zodat ze geactiveerd kunnen worden. Dit wordt bereikt door bepaalde instructies die in de code zijn ingebed. Als je de pull-up van de arduino-microcontroller, de verklaring die u in de opzet van uw schets moet plaatsen, is de volgende:
pinModus (pin, INPUT_PULLUP); // verklaar een pin als invoer en activeer de interne pullup-weerstand voor die pin
Deze techniek wordt veel gebruikt zowel voor het aansluiten van drukknoppen als voor I2C circuits.
Welke weerstandswaarde moet ik gebruiken?
Tot slot moet ook gezegd worden dat ze gebruikt kunnen worden verschillende weerstandswaarden in pull-up en pull-down configuraties. Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt van 1K tot 10K, afhankelijk van enkele factoren, zoals de variatiefrequentie, de lengte van de gebruikte kabel, enz.
Hoe ouder de weerstand voor de pull-up, hoe langzamer de pin reageert op spanningsveranderingen. Dit komt omdat het systeem dat de ingangspin voedt in wezen een condensator is samen met de pull-up-weerstand, waardoor een RC-circuit of -filter wordt gevormd, wat tijd kost om op te laden en te ontladen, zoals u al weet. Wil je dus snelle signalen, dan kun je het beste weerstanden tussen 1KΩ en 4.7KΩ gebruiken.
In de regel gebruiken veel pull-up en pull-down opstellingen weerstanden met 10KΩ waarden. En dit komt omdat het wordt aanbevolen om een weerstand te gebruiken die minstens 10 keer lager is dan de impedantie van de gebruikte digitale pin. Wanneer de digitale pinnen als invoer worden gebruikt, hebben ze een variabele impedantie, afhankelijk van de chipproductietechnologie, maar meestal is de impedantie 1MΩ.
Het is ook noodzakelijk om rekening te houden met het verbruik en de stroom die het digitale circuit binnengaat, hoe lager de weerstand, hoe hoger de stroom en dus hoe hoger het verbruik en de stroom die de chip binnenkomt. Evenmin kunnen we een te hoge weerstand plaatsen om een laag verbruik te hebben, want als de stroom erg klein is, kan het gebeuren dat de chip niet zo gevoelig is voor zulke kleine veranderingen en niet altijd weet of hij op hoge of lage spanning staat . In een circuit met een voeding van 5V zou de weerstand bijvoorbeeld 10KΩ kunnen zijn, wetende dat de stroom die het circuit binnenkomt 0.5mA is, iets wat qua verbruik verwaarloosbaar is, aangezien het een vermogen van 2.5 mW veronderstelt.