Visst har du ibland stött på projekt där du behöver tryckknappar eller knappar för en digital ingång, och därmed kunna trycka för att öppna eller stänga den. Men för att denna typ av krets ska fungera korrekt behöver du motstånd konfigurerade som pull-down eller som pull-up. Det är just av denna anledning som vi kommer att visa dig exakt vad dessa konfigurationer är, hur de fungerar och hur du kan använda dem i dina projekt med Arduino.
Observera att pull-up- och pull-down-motståndskonfigurationerna tillåter ställ in standby-spänningar för när knappen inte är intryckt och därmed säkerställa en bra avläsning av det digitala systemet, eftersom det annars kanske inte läses som en 0 eller 1 som den ska.
Vad gör ett motstånd?
Hur ska du veta motståndet är en grundläggande elektronisk komponent som är gjord av ett material som motverkar passage av elektrisk ström, det vill säga elektroners rörelse genom den, vilket gör denna rörelse svår, elektrisk energi omvandlas till värme, eftersom friktionen av elektroner kommer att generera nämnda värme.
Beroende på typ av material och dess sektion, kommer det att ta mer eller mindre arbete för elektronerna att kunna röra sig genom denna komponent. Detta betyder dock inte att det är ett isolerande material, i vilket det inte skulle finnas någon möjlighet till rörelse av elektroner genom det.
Denna ansträngning att övervinna elektronerna när det gäller att cirkulera är just den elektrisk motstånd. Denna magnitud mäts i ohm (Ω) och representeras av bokstaven R. På samma sätt, enligt Ohms lagformel, har vi att motståndet är lika med:
R = V/I
Det vill säga att motståndet är likvärdigt med att dividera spänningen med intensiteten, det vill säga, volt mellan ampere. Enligt detta, om vi har en strömkälla som ger en konstant spänning, blir intensiteten mindre ju större motståndet är.
Dra upp motstånd
Som du har sett, så att spänningen inte är obestämd i en krets med en tryckknapp eller en knapp, så att den alltid fungerar med exakta höga eller låga spänningsvärden, som en digital krets behöver, en dra upp motstånd, vars funktion är att polarisera spänningen mot källspänningen (Vdd), som kan vara 5v, 3.3v osv. På detta sätt, när knappen är öppen eller i vila, kommer inspänningen alltid att vara hög. Det vill säga, om vi till exempel har en digital krets som arbetar på 5v, så skulle den digitala kretsens inspänning alltid vara 5v i detta fall.
När knappen trycks in flyter strömmen genom motståndet och sedan genom knappen, vilket leder spänningen från ingången till den digitala kretsen till jord eller GND, det vill säga det skulle vara 0v i detta fall. Därför, med pull-up motståndet vad vi skulle göra är det ingången skulle ha ett högt värde (1) så länge knappen inte berörs och att den är på en låg nivå (0) när den trycks in.
Dra ner motstånd
På samma sätt som den föregående har vi dra ner motståndetDet vill säga, det är precis tvärtom. I det här fallet har vi att när knappen är i vila är spänningen som kommer in i den digitala ingången låg (0V). När knappen trycks in kommer en högspänningsström att flyta (1). Till exempel kan vi ha 5v när du trycker och 0v när du låter den vila.
Som du ser är det motsatsen till pull-up, och kan vara mycket praktiskt i vissa fall där en högspänning inte är tänkt att börja med. kanske detta påminner dig mycket om reläer, när de normalt är öppna eller normalt stängda, som vi har sett tidigare. Tja, det här är något liknande...
Vanliga frågor
Till sist, låt oss se några ofta tvivel Om dessa pull-up- och pull-down-motståndsinställningar:
Vilken ska jag använda?
Använd a pull-up- eller pull-down-konfigurationen beror på varje fall. Det är sant att neddraget kan vara mer populärt i vissa fall, men det behöver inte vara det bästa, långt ifrån. För att summera:
- Om du till exempel använder en logisk grind med två tryckknappar anslutna till dess ingångar och du vill att ingångarna ska vara noll medan du inte trycker på dem, använd sedan rullgardinsmenyn.
- Om du till exempel använder en logisk grind med två tryckknappar kopplade till dess ingångar och du vill att ingångarna ska vara en medan du inte trycker på dem, använd då en pull-up.
Som du kan se finns det inget bättre eller sämre, det är bara en fråga om preferenser.
Aktiverar intern Pull-up på Arduino
Vissa mikrokontroller har interna pull-up-motstånd så att de kan aktiveras. Detta uppnås genom vissa instruktioner inbäddade i koden. Om du vill aktivera pull-up av arduino mikrokontroller, deklarationen som du måste lägga i konfigurationen av din skiss är följande:
pinMode(pin, INPUT_PULLUP); //deklarera ett stift som en ingång och aktivera det interna pullup-motståndet för det stiftet
Denna teknik används ofta både för att ansluta tryckknappar och för I2C-kretsar.
Vilket motståndsvärde ska jag använda?
Slutligen ska det också sägas att de kan användas olika motståndsvärden i pull-up- och pull-down-konfigurationer. Till exempel kan den användas från 1K till 10K beroende på vissa faktorer som variationsfrekvensen, längden på kabeln som används etc.
Ju äldre motstånd för pull-up, ju långsammare stiftet reagerar på spänningsförändringar. Detta beror på att systemet som matar ingångsstiftet i huvudsak är en kondensator tillsammans med pull-up-motståndet, vilket bildar en RC-krets eller ett filter, som tar tid att ladda och ladda ur som du redan vet. Om du vill ha snabba signaler är det därför bäst att använda motstånd mellan 1KΩ och 4.7KΩ.
Som regel använder många pull-up och pull-down inställningar motstånd med 10KΩ värden. Och detta beror på att det rekommenderas att använda ett motstånd som är minst 10 gånger mindre än impedansen för det digitala stiftet som används. När de digitala stiften används som ingång har de en variabel impedans, beroende på chipets tillverkningsteknik, men oftast är impedansen 1MΩ.
Det är också nödvändigt att ta hänsyn till förbrukningen och strömmen som kommer in i den digitala kretsen, ju lägre resistans, desto högre ström och därför högre förbrukning och strömmen som kommer in i chippet. Vi kan inte heller sätta ett överdrivet högt motstånd för att ha en låg förbrukning, eftersom om strömmen är väldigt liten kan det hända att chippet inte är så känsligt för så små förändringar och inte vet om det är på hög eller låg spänning hela tiden . Till exempel, i en krets med 5V strömförsörjning kan resistansen vara 10KΩ, med vetskapen om att strömmen som kommer in i kretsen är 0.5mA, något som förbrukningsmässigt är försumbart, eftersom det förutsätter en effekt på 2.5 mW.