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A quoi servent les résistances pull-up ? Qu'est-ce qu'une résistance pull-up

Le fait que ses conclusions peuvent servir d'entrée et de sortie. Cet article examinera le fonctionnement des broches dans les modes d'entrée et de sortie. La plupart de entrées Arduino est capable de fonctionner comme des ports d'entrée et de sortie numériques - cela mérite également une attention particulière.

Les broches Arduino sont configurées en usine comme ports d'entrée, il n'est donc pas nécessaire d'utiliser la fonction pinMode (). Ces ports fournissent une charge relativement faible sur le microcircuit. La résistance interne sera égale à une résistance de 100 MΩ connectée à la broche du circuit. Par conséquent, une petite valeur de courant est nécessaire pour transférer le port d'un mode à un autre. Avec cela, les broches du circuit intégré peuvent être utilisées pour connecter une photodiode, un capteur tactile ou un capteur similaire avec un circuit de type RC.

Chaque microcontrôleur possède les bornes requises. Le redémarrage du microcontrôleur se produit lorsque le signal d'entrée est faible. De plus, une entrée d'amplificateur inverseur. La sortie de l'ampli aussi. Selon la conception du microcontrôleur, le nombre de ports et le nombre de ports changent.

Les sorties du microcontrôleur reproduisent un port E/S bidirectionnel 8 bits. Aujourd'hui, nous allons nous occuper d'une chose simple, quoique extrêmement importante. Nous allons plier et programmer notre première mise en page ! 🙂 Nous sommes vraiment occupés par le travail. Au début de son aventure avec un langage de programmation dont la seule tâche est d'afficher du texte à l'écran. Nous ne sortirons pas de cette tradition et écrirons une version du "microcontrôleur".

Cependant, les valeurs peuvent également avoir des valeurs aléatoires dues au bruit électrique et au contact avec une borne adjacente. Ceci est possible si rien n'est connecté à la broche.
Si le signal ne va pas au port d'entrée, vous devez régler le port sens connu... Cela peut être fait en attachant des résistances de rappel supplémentaires de 10 kΩ qui connecteront l'entrée à la terre ou au +5 V.

Composants et équipements électroniques

La tâche de notre système sera en alternance avec deux LED de couleurs différentes. Clignotement alterné avec deux diodes - dans ce cas rouge et vert. ... Pour construire notre système, vous aurez besoin. De plus, chaque broche a des fonctions supplémentaires.

Il remplit généralement la fonction de réinitialisation du microcontrôleur. Pour que cette broche fonctionne comme une broche E/S normale, vous devez définir le bit de configuration en conséquence. Le prix que vous payez pour cela est de désactiver la programmation en série.

Configuration des broches Arduino

Atmega, un microcontrôleur, intègre des résistances pull-up de 20 kΩ. Ils se prêtent à la programmation avec les commandes suivantes :

pinMode (broche, INPUT); // assigne un port d'entrée à la sortie ;
digitalWrite (broche, HAUT); // activer la résistance pull-up.

Le but d'une telle résistance est de faire passer le courant nécessaire pour éclairer légèrement la LED qui est connectée à la broche configurée comme port d'entrée. Ce voyant indique que la broche n'est pas configurée comme port de sortie dans la fonction pinMode () pendant la programmation.

Les broches du microcontrôleur sont regroupées dans des ports. Chaque port se voit attribuer trois registres de 8 bits pour sa configuration. Chaque bit du registre correspond à une broche sur le port. Cela sera mieux vu dans le tableau. Mais qu'est-ce que l'entrée mystérieuse du trident et l'entrée du rétracteur ?

Cela signifie que si nous ajustons la tension de cette manière, aucun courant ne passera par cette broche. Cela permet de décharger la source du signal et de lire facilement l'état logique de l'entrée. Entrée du circuit en état haute impédance.

Si le signal est faible, il sera réglé. Entrée schématique avec résistance de rappel interne. Elle est similaire à l'entrée à trois états décrite précédemment, sauf qu'elle est forcée dans une résistance interne avec des valeurs comprises entre 20 et 50 kΩ. La tension derrière elle est égale à la tension d'alimentation, car il n'y a pas de chute de tension. Logique lecture du microcontrôleur booléen... Le courant commence à traverser la résistance de rappel directement à la terre. Selon la deuxième loi de Kirchhoff, la tension sera supprimée aux bornes de cette résistance.

Les résistances de rappel et les états des broches (HIGH ou LOW) sont contrôlés par les mêmes registres. Ainsi, si le port est configuré comme un port d'entrée avec une valeur HIGH, alors la configuration passera la valeur HIGH à la fonction pinMode(). Cette opération fonctionne également dans le sens inverse.

Comment ne pas gâcher votre Arduino ?

Du fait qu'une résistance et une LED sont connectées à la borne du circuit 13, il est difficile de l'utiliser comme port d'entrée. En raison d'une diminution de la tension aux bornes de la LED et de la résistance à la suite de la connexion de la résistance de rappel, il y aura une tension insuffisante à l'entrée. Pour utiliser une broche comme entrée numérique, une résistance de rappel externe doit être connectée entre la terre et la broche.

De cette façon, la logique lira la valeur booléenne. Il a été conçu pour connecter un périphérique à un microcontrôleur en utilisant un seul fil. À cette époque, des protocoles de transfert de données entièrement nouveaux ont été développés, prenant en compte les longueurs de connexion plus longues, les mécanismes de réseau et le contrôle du transfert de données. Le système maître trouve et adresse le périphérique esclave, contrôle le flux de données et envoie un signal de synchronisation. Les données sont transmises de manière synchrone de 0 à 16,3 kbps en mode standard et jusqu'à 115 kbps en mode surcharge.

À faible impédance, les broches sont configurées comme des ports de sortie. Ils sont capables de conduire des courants importants. De telles sorties peuvent être à la fois une source de courant et un puits de courant jusqu'à 40 mA. Cette intensité de courant est suffisante pour connecter une LED avec résistance série mais pas assez pour connecter les moteurs, les solénoïdes et la plupart des relais.

Chaque front descendant du signal initie et synchronise le bit transmis. La durée du bit est strictement définie et est de 60 µs 1 µs pour le temps dit de récupération. Il met vitesse maximum transmission en mode standard. La pente du signal aval doit passer le temps qu'il faut pour s'assurer qu'il ne s'agit pas d'une violation sur la ligne. Plus tard, la transmission de l'état de la ligne d'interface est déjà valable pour le bit transmis. Les figures 1 et 2 montrent comment envoyer un bit logique 0 ou 1.

Ils diffèrent pratiquement les uns des autres par la durée de l'état bas. Des mots de 1 octet sont envoyés. Lorsque le premier bit est transmis, le moins significatif. Une maintenance trop faible provoque une coupure de courant et peut entraîner un dysfonctionnement. Par conséquent, l'état bas de la ligne ne doit apparaître que lorsqu'il est nécessaire de transmettre le bit d'information.

Doit être évité des courts-circuits Broches numériques Arduino, car elles peuvent endommager les transistors de sortie. Dans de telles situations, la sortie numérique du contrôleur sera désactivée, mais le circuit continuera à fonctionner. Dans le cas où l'appareil n'a pas besoin d'une grande consommation de courant, il est plus rationnel de le connecter via des résistances de 1 kOhm ou 470 Ohm.

Cependant, en règle générale, la valeur des résistances de rappel connectées à l'intérieur du microcontrôleur atteint 100 kΩ et, par conséquent, le courant traversant cette résistance est trop faible pour alimenter les appareils connectés à la ligne d'interface. Il est connecté en parallèle avec la résistance interne du microcontrôleur, ou lorsque le port est un collecteur ouvert ou un drain ouvert, une résistance de rappel avec une résistance d'environ 5 kΩ entre la ligne 1 fil et la tension d'alimentation positive. Cependant, pour certains systèmes, ce courant est trop faible.

La résistance de rappel est utilisée, par exemple, au moyen d'un transistor parallèle qui lui est connecté lors de la conversion de l'échantillon transmis ou des données externes. Dans ces situations, 12V est généralement utilisé pour programmer les bits de données. Le fabricant garantit que ce code est unique et ne convient qu'à un seul système à l'échelle. Force est de constater que le nombre de combinaisons disponibles est très important. L'octet de poids faible contient le code du groupe de puces. Comme plusieurs microcircuits peuvent appartenir à un groupe, la partie inférieure de l'identifiant peut être la même pour différentes puces.

Pour comprendre ce qu'est la résistance, imaginons un tuyau dans lequel s'écoule de l'eau. Puisque rien n'interfère avec le mouvement de l'eau dans le tuyau, la pression à la sortie du tuyau sera égale à la pression à l'entrée du tuyau. Maintenant, coupons mentalement le tuyau en deux parties et plaçons un maillage entre eux, le même que la passoire avec laquelle nous semons la farine. Il est également souhaitable d'imaginer que ce maillage ait une certaine épaisseur, mais ce n'est pas nécessaire. Maintenant, la tête à la sortie du tuyau sera différente de la tête à l'entrée du tuyau, et sa différence dépendra de la taille de la maille.

Si nous faisons une analogie avec un circuit électrique, alors le courant c'est de l'eau, une résistance - maille, une taille de la cellule - résistance. La fonction de la grille est de limiter le débit d'eau, et le but principal de la résistance dans les circuits électriques est de limiter le courant.

Les 6 octets suivants contiennent un code unique qui a été défini pendant la production. Toutes les données reçues ou envoyées par le maître sont envoyées de la même manière. Si ces deux valeurs sont identiques, cela signifie que la transmission est correcte. La méthode d'énumération est très similaire, bien qu'elle s'exécute pour des bits différents. Il est préférable d'avoir un type de drain ouvert, mais ce n'est pas un préalable... En règle générale, une résistance de rappel d'environ 5 kΩ est utilisée pour détecter le niveau logique de la ligne et de l'alimentation à 1 fil.

La possibilité d'installation de câbles affecte directement la forme de pas du signal de commande. À ce moment-là, il est conseillé d'utiliser une résistance à la traction commutable ou d'utiliser un câble avec un câble séparé, ce qui est possible pour de nombreux systèmes de cette famille, tels que les capteurs de température. Schéma électrique ports maître et esclave. Les ports maître et esclave sont bidirectionnels. De plus, la ligne du port esclave a également une fonction de tension d'alimentation. Il convient de noter ici qu'un état bas à un fil supérieur à 480 s provoquera en fait l'arrêt de l'esclave et la réapparition de l'état haut déclenche la fonction de réinitialisation à la mise sous tension.

La tolérance montre à quel point la résistance réelle de la résistance peut différer de celle déclarée. Une résistance de 100 ohms avec une tolérance de 5% peut en fait être comprise entre 95 et 105 ohms.

On sait que lorsqu'un courant circule dans un conducteur, celui-ci s'échauffe, c'est-à-dire Énergie électrique se transforme en chaleur. La puissance d'une résistance détermine la quantité de chaleur qu'elle peut dissiper. D'autre part, si vous écrivez la formule de puissance comme suit

Un exemple de commutation dynamique de la résistance de pull-up. Cette valeur est valable pour les appels locaux à faible bande passante. En pratique, très souvent, notamment pour les liaisons longues, des valeurs de résistance de pull-up beaucoup plus faibles, voire de l'ordre de 1 kΩ, ou des systèmes comme illustrés sur les figures 5 et 6. Par exemple, on peut mesurer la température dans une pièce à contrôler systèmes de climatisation et de chauffage. Vous pouvez construire des stations météo avec moins de connexions.

Il est rare que deux réseaux identiques se rencontrent - chacun d'eux est différent, il se compose de différents appareils et différents fils sont espacés. Comment garantir une bonne transmission du signal dans ces conditions ? La construction doit commencer à partir de la couche physique, des joints. Et aussi, ce qui est très important, l'uniformité du câble de transmission.

P = U² / R

P = I² * R

Il devient clair que la puissance détermine le courant maximal traversant la résistance ou la tension maximale qui peut lui être appliquée. En règle générale, les plus grandes résistances sont plus grandes.

L'utilisation d'une résistance.

Résistance de limitation de courant.
Pensez-vous qu'il soit possible de connecter une LED dont la chute de tension aux bornes est de 2V, à la couronne aux bornes de laquelle la tension est de 9V ?
Bien sûr que vous le pouvez, il vous suffit de limiter le courant traversant la LED et la résistance nous y aidera.

Il est préférable qu'il s'agisse d'un câble de télécommunication - catégorie paire torsadée. A cet effet, n'utilisez pas câbles d'alimentation... Ils ont trop d'options, ce qui peut affecter négativement le transfert de données. Topologie linéaire : la ligne d'interface à 1 fil est une paire torsadée de fils, partant du circuit maître et acheminée de celui-ci vers l'appareil esclave, puis de l'appareil esclave vers l'appareil esclave ; La connexion se termine au dernier esclave de la série.

Topologie de tige : ligne d'interface passant par une ligne principale du maître à l'esclave le plus éloigné ; Les systèmes esclaves individuels sont connectés sous la forme de "branches" de plus de 3 m dans le tronc principal. Topologie en étoile : les connexions des différents systèmes esclaves convergent en un point commun à proximité du maître ou directement à ses bornes de connexion. Cela est dû non seulement à la nécessité de créer certaines connexions, mais également à la capacité fournie, qui correspond à l'extension correcte de la connexion.

Une telle résistance est appelée résistance de limitation de courant car dans ce circuit, elle est conçue pour limiter le courant traversant la LED. Sa résistance est facile à calculer en utilisant la loi d'Ohm.

je = (U couronnes - U diode) / R

Et le courant à travers la LED ne doit pas dépasser 20mA, alors nous obtenons ce qui suit

R = (U couronnes - U diode) / je

Cette valeur doit être ajoutée à la durée totale de l'appel. Bien que la longueur des connexions soit très importante en raison de nombreux facteurs, le transfert de données affecte directement le débit de transfert de données. Souvent, des topologies mélangées à un commutateur électronique sont utilisées pour limiter la taille du réseau. Un exemple d'une telle solution est illustré à la figure 7. Elle possède une interface à 1 fil et deux sorties. Contrôlé par les commandes apparaissant sur la ligne, il peut changer complètement la structure de la connexion en tout point du réseau. Exemple schématique d'utilisation d'interrupteurs électroniques pour limiter la longueur des connexions.

R = (9 –2)/0.02 = 350 ohms

La résistance peut être prise d'une plus grande dénomination, par exemple 470 ohms, tandis que la diode ne brillera pas aussi intensément.

Résistance de rappel.
L'image ci-dessous montre 4 microcircuits, le bouton est connecté aux deux supérieurs sans résistance de rappel et aux deux inférieurs avec une résistance de rappel.

Vous pouvez également essayer de changer de réseau d'une manière différente, par exemple en utilisant un relais. Ce ne sera donc pas si fiable, mais c'est aussi une méthode. Cette sortie peut également être utilisée à d'autres fins telles que le contrôle de relais ou de touches analogiques. Nous obtenons également un type de commutateur contrôlé par les signaux envoyés par le maître. La description de la création du réseau ne serait pas complète sans mentionner les limites auxquelles elles s'appliquent. La loi fondamentale de la physique qui doit toujours être prise en compte lors de la construction de telles connexions est la loi d'Ohm.

Il dit que le courant circulant dans le fil provoquera une chute de tension proportionnelle au courant et à la résistance du fil. Selon la loi d'Ohm, cela dépend du courant actuel - du nombre de systèmes à 1 fil connectés et de la résistance du fil, c'est-à-dire de sa la Coupe transversale, matériau conducteur et longueur. Un autre facteur est la performance actuelle de l'interface principale en termes de capacité de montage. Lors de la construction d'un grand réseau, le courant de sortie est très important car il sert non seulement à alimenter les esclaves, mais est aussi directement responsable du téléchargement de connexions malveillantes et donc du temps d'accélération.

Regardons les deux premiers microcircuits, lorsque le bouton est enfoncé, la première broche du microcircuit de gauche sera 0V ou zéro logique, et la première broche du microcircuit de droite sera la tension d'alimentation ou logique. Il est impossible de déterminer dans quel état se trouve la sortie du microcircuit lorsque le bouton n'est pas enfoncé, la sortie se bloque simplement en l'air et attrape les micros, qui sont la source de faux positifs. L'état de la première broche des microcircuits inférieurs est toujours déterminé, au microcircuit de gauche, sur la première broche lorsque le bouton n'est pas enfoncé - une unité logique, lorsque le bouton est enfoncé - un zéro logique, à droite, sur le contraire. Si nous remplaçons la résistance de rappel par un morceau de fil, lorsque le bouton est enfoncé, le plus est connecté au moins et le courant tend vers l'infini.
Pour résumer, la résistance de rappel évite l'état d'ambiguïté et limite le courant.

Diviseur de tension.
À l'aide de deux résistances connectées en série, il est possible de diviser la tension de la couronne en plusieurs parties, et plus la résistance de la résistance est grande, plus la chute de tension à ses bornes est importante.

Le calcul de la chute de tension à travers chacune des résistances est très simple, pour cela vous devez calculer le courant qui les traverse selon la loi d'Ohm et le multiplier par la résistance de chacune des résistances.

Réglage du gain de l'amplificateur opérationnel (OA)
Dans ce circuit, utilisant des résistances, le gain de l'amplificateur opérationnel est réglé, mais si vous regardez de près, il devient clair que les résistances du circuit forment un diviseur ordinaire.

Avec une capacité de montage élevée, la résistance de l'étage de sortie principal à l'état bas sera également très importante - cela dépendra du temps de décharge des puissances nuisibles et, par conséquent, de la forme du front descendant du signal. Une résistance pull-up couramment utilisée permet une transmission correcte du signal avec des câbles jusqu'à 200 mètres de long. Dans le cas de connexions plus longues, il est nécessaire d'utiliser une résistance pull-up active avec un changement de valeur avec le front de signal. Cela permet d'étendre la longueur du câble jusqu'à 500 mètres.

À l'aide de Divers types câbles, dérivations d'un bâtiment - tout ce qui interfère avec la continuité du câble - peuvent provoquer des ondes dites réfléchies. Il s'agit d'une sorte de signal nuisible atteignant le circuit principal, qui dans ce cas peut provoquer des interférences de transmission. Lorsque les réseaux sont relativement petits, un simple type de tampon de sortie peut être utilisé. L'énergie réfléchie est trop faible pour causer des problèmes, et les pertes de câble sont également faibles. Mais avec la taille du réseau, il existe un nombre croissant de problèmes qui doivent être résolus par la couche de sortie du maître.

Chaînes de distribution.
La résistance, avec le condensateur, forme un circuit RC avec lequel vous pouvez mesurer des intervalles de temps. Vous pouvez en savoir plus à ce sujet.

Filtres.
Le même circuit RC peut être utilisé comme filtre passe-haut ou passe-bas.

De tels filtres sont dits passifs, selon la valeur de la résistance et du condensateur, ils peuvent laisser passer certaines fréquences sans changement et en atténuer d'autres.

En plus de la résistance habituelle décrite ci-dessus, il existe des résistances qui peuvent changer leur résistance en fonction des conditions extérieures. Par exemple, une thermistance, qui change sa résistance en fonction de la température, ou une photorésistance dont la résistance dépend de l'éclairage.

Taper