Noen ganger har du sikkert kommet over prosjekter der du trenger trykknapper eller knapper for en digital inngang, og dermed kan du trykke for å åpne eller lukke den. Men for at denne typen krets skal fungere riktig, trenger du motstander konfigurert som pull-down eller som pull-up. Det er nettopp derfor vi skal vise deg nøyaktig hva disse konfigurasjonene er, hvordan de fungerer, og hvordan du kan bruke dem i prosjektene dine med Arduino.
Vær oppmerksom på at opptrekks- og nedtrekksmotstandskonfigurasjonene tillater det stille inn standby-spenninger for når knappen ikke trykkes inn og dermed sikre en god lesing av det digitale systemet, siden det ellers ikke kan leses som 0 eller 1 som det skal.
Hva gjør en motstand?
Hvordan skal du vite det motstanden er en grunnleggende elektronisk komponent som er laget av et materiale som motsetter passasjen av elektrisk strøm, det vil si bevegelse av elektroner gjennom det, noe som gjør denne bevegelsen vanskelig, elektrisk energi omdannes til varme, siden friksjonen av elektroner vil generere nevnte varme.
Avhengig av type materiale og dets seksjon, vil det kreve mer eller mindre arbeid for elektronene å kunne bevege seg gjennom denne komponenten. Dette betyr imidlertid ikke at det er et isolerende materiale, der det ikke ville være noen mulighet for bevegelse av elektroner gjennom det.
Denne innsatsen for å overvinne elektronene når det gjelder å sirkulere er nettopp elektrisk motstand. Denne størrelsen måles i ohm (Ω) og er representert med bokstaven R. På samme måte har vi ifølge Ohms lovformel at motstanden er lik:
R = V/I
Det vil si at motstanden tilsvarer å dele spenningen med intensiteten, det vil si, volt mellom ampere. I følge dette, hvis vi har en strømkilde som gir konstant spenning, vil intensiteten bli mindre jo større motstanden er.
Pull Up Resistance
Som du har sett, slik at spenningen ikke er ubestemt i en krets med en trykknapp eller en knapp, slik at den alltid fungerer med presise høye eller lave spenningsverdier, slik en digital krets trenger, en trekke opp motstand, hvis funksjon er å polarisere spenningen mot kildespenningen (Vdd), som kan være 5v, 3.3v, etc. På denne måten, når knappen er åpen eller i hvile, vil inngangsspenningen alltid være høy. Det vil si at hvis vi for eksempel har en digital krets som fungerer på 5v, vil inngangsspenningen til den digitale kretsen alltid være 5v i dette tilfellet.
Når knappen trykkes, flyter strømmen gjennom motstanden og deretter gjennom knappen, og avleder spenningen fra inngangen til den digitale kretsen til jord eller GND, det vil si at den ville være 0v i dette tilfellet. Derfor, med pull-up motstanden er det vi ville gjort det inngangen vil ha en høy verdi (1) så lenge knappen ikke berøres, og at den er på et lavt nivå (0) når den trykkes inn.
Trekk ned motstand
I likhet med den forrige har vi trekke ned motstandenDet vil si at det er akkurat motsatt. I dette tilfellet har vi at når knappen er i ro er spenningen som kommer inn i den digitale inngangen lav (0V). Mens når knappen trykkes inn vil en høyspenningsstrøm flyte (1). For eksempel kan vi ha 5v når du trykker og 0v når du lar den hvile.
Som du ser er det det motsatte av pull-up, og kan være svært praktisk i noen tilfeller der en høyspenning ikke er ment til å begynne med. kanskje dette minner deg mye om releer, når de er normalt åpne eller normalt lukkede, som vi har sett før. Vel, dette er noe lignende...
Vanlige spørsmål
Til slutt, la oss se noen hyppige tvil Om disse pull-up og pull-down motstandsoppsettene:
Hvilken bør jeg bruke?
Bruk a pull-up eller pull-down konfigurasjon vil avhenge av hvert enkelt tilfelle. Det er riktig at nedtrekket kan være mer populært i noen tilfeller, men det trenger ikke være det beste, langt ifra. For å oppsummere:
- Hvis du for eksempel bruker en logisk port med to trykknapper koblet til inngangene, og du vil at inngangene skal være null mens du ikke trykker på dem, bruk nedtrekksknappen.
- Hvis du for eksempel bruker en logisk port med to trykknapper koblet til inngangene og du vil at inngangene skal være én mens du ikke trykker på dem, så bruk en pull-up.
Som du kan se, er det ikke noe bedre eller verre, det er bare et spørsmål om preferanse.
Aktiverer intern Pull-up på Arduino
Noen mikrokontrollere inkluderer interne pull-up motstander slik at de kan aktiveres. Dette oppnås ved hjelp av visse instruksjoner som er innebygd i koden. I tilfelle du ønsker å aktivere pull-up av arduino mikrokontroller, erklæringen du må legge inn i oppsettet av skissen din er følgende:
pinMode(pin, INPUT_PULLUP); //erklær en pinne som en inngang og aktiver den interne pullup-motstanden for den pinnen
Denne teknikken er mye brukt både for å koble til trykknapper og for I2C-kretser.
Hvilken motstandsverdi bør jeg bruke?
Til slutt skal det også sies at de kan brukes ulike motstandsverdier i pull-up og pull-down konfigurasjoner. For eksempel kan den brukes fra 1K til 10K avhengig av noen faktorer som variasjonsfrekvensen, lengden på kabelen som brukes, etc.
Jo eldre motstand for opptrekket, jo tregere er pinnen til å reagere på spenningsendringer. Dette er fordi systemet som mater inngangspinnen i hovedsak er en kondensator sammen med pull-up-motstanden, og danner dermed en RC-krets eller filter, som tar tid å lade og utlade som du allerede vet. Derfor, hvis du ønsker raske signaler, er det best å bruke motstander mellom 1KΩ og 4.7KΩ.
Som regel bruker mange pull-up og pull-down oppsett motstander med 10KΩ verdier. Og dette er fordi det anbefales å bruke en motstand som er minst 10 ganger mindre enn impedansen til den digitale pinnen som brukes. Når de digitale pinnene brukes som inngang, har de en variabel impedans, avhengig av brikkefremstillingsteknologien, men oftest er impedansen 1MΩ.
Det er også nødvendig å ta hensyn til forbruket og strømmen som skal inn i den digitale kretsen, jo lavere motstand, jo høyere strøm og derfor høyere forbruk og strømmen som kommer inn i brikken. Vi kan heller ikke sette en for høy motstand for å ha et lavt forbruk, siden hvis strømmen er veldig liten kan det skje at brikken ikke er så mottakelig for så små endringer og ikke vet om den er på høy eller lav spenning til enhver tid . For eksempel, i en krets med 5V strømforsyning, kan motstanden være 10KΩ, vel vitende om at strømmen som kommer inn i kretsen er 0.5mA, noe som forbruksmessig er ubetydelig, siden den antar en effekt på 2.5 mW.