Kas yra traukimo rezistorius ir kaip jį naudoti?

Vaizdas, sukuriantis skaitmeninę grandinę, kai norint įjungti šviesos diodą reikia paspausti mygtuką. Tinkamai prijungiate grandinę, vieną mygtuko galą prijungdami prie skaitmeninės įvesties ir įžemindami kitą. Kai pagaliau tiekiate maitinimą, pastebėsite, kad šviesos diodas užsidega ir užgęsta jums nepaspaudus jungiklio.

Jei kada nors stebėjote tokias situacijas, tikėtina, kad pamiršote pridėti traukimo rezistorių prie savo skaitmeninės grandinės. Taigi, kas tiksliai yra traukimo rezistorius? Kaip tai veikia ir kaip jį naudoti?

Kas yra traukimo rezistorius?

Ištraukiamasis rezistorius yra rezistorius, kurį pridedate prie skaitmeninės grandinės, kad išvengtumėte nepageidaujamų signalų, kurie gali trukdyti jūsų grandinės logikai ar programavimui. Tai būdas pakreipti arba ištraukti įvesties liniją į teigiamą arba VCC, kai joks kitas aktyvus įrenginys neveikia linijos. Traukdami liniją į VCC, jūs iš tikrųjų nustatote numatytąją linijos būseną į 1 arba true.

Norint išvengti atsitiktinių signalų, generuojamų slankiosios būsenos metu, svarbu nustatyti numatytąją visų įvesties kaiščių būseną. Įvesties kaištis yra slankiosios būsenos, kai jis atjungiamas nuo aktyvaus šaltinio, pvz., įžeminimo arba VCC.

Ištraukimo rezistoriai paprastai naudojami skaitmeninėse grandinėse mikrovaldikliai ir vienos plokštės kompiuteriai.

Kaip traukimo rezistorius veikia grandinėje

Kai skaitmeninėje grandinėje naudojamas momentinis jungiklis, paspaudus jungiklį grandinė užsidarys ir mikrovaldikliui bus perduota tiesa arba aukšta. Tačiau jungiklio atjungimas nebūtinai sustabdys įvesties kaištį nuo tokių signalų siuntimo.

Taip yra todėl, kad perjungus ryšį per jungiklį, jis nebėra prijungtas prie nieko, išskyrus orą. Dėl to linija yra plūduriuojančioje būsenoje, kur signalai iš aplinkos gali sukelti kaiščio aukštį bet kuriuo momentu.

Norėdami, kad šie išklydę signalai nebūtų registruojami į jūsų grandinę, turėsite įvesties liniją įvesti pakankamai įtampos, kad ji išliktų aukšta, kai nebeaptinkama žemės. Tačiau negalite tiesiogiai prijungti VCC prie įvesties linijos, nes grandinė trumpai sutrumpės, kai tik jungiklis / jutiklis prijungs liniją prie žemės.

Kad išvengtumėte traukimo įtampos trumpinimo, turėsite naudoti rezistorių. Tinkamos vertės rezistorius užtikrins, kad slankioji linija turės pakankamai įtampos, kad ji pakiltų aukštai, o pakankamai žema, kad nebūtų per anksti trumpinamas grandinė. Atsparumo dydis priklausys nuo jūsų grandinės naudojamo loginio tipo.

Loginių šeimų paaiškinimas

Norėdami tinkamai apskaičiuoti ištraukiamojo rezistoriaus varžos vertę, turėsite žinoti, kokio tipo logika veikia jūsų grandinė. Jūsų grandinės naudojama logikos šeima padiktuos pasipriešinimo vertę, kurios reikės jūsų ištraukiamam rezistoriui.

Yra keletas logikos tipų. Štai keletas iš jų:

Jei nesate tikri, kurią logikos šeimą naudojate, labai tikėtina, kad jūsų grandinė naudoja CMOS arba TTL logikos šeimas, nes ECL ir DTL jau seniai pasenę. Lustų žymėjimai su priešdėliais naudojant „74“ arba „54“ paprastai yra TLL lustai, o lustų žymėjimai su „CD“ arba „MC“ nurodo CMOS lustą. Jei vis dar nesate tikri, galite lengvai sužinoti, kokią logikos šeimą naudoja jūsų valdiklis, greitai ieškodami duomenų lapo internete.

Kaip apskaičiuoti traukimo rezistoriaus vertę

Dabar, kai suprantate skirtingus loginių šeimų tipus ir jų minimalias įjungimo bei maksimalias išjungimo įtampas, dabar galime pradėti skaičiuoti mūsų traukimo rezistoriaus vertes.

Norėdami apskaičiuoti teisingą rezistoriaus vertę, jums reikės trijų verčių. Minimali jūsų grandinės naudojamos loginės šeimos įtampa, grandinės maitinimo įtampa ir įėjimo nuotėkio srovė, kurią galite rasti duomenų lape arba naudojant multimetrą.

Kai turėsite visus kintamuosius, galite tiesiog įtraukti juos į šią formulę:

Atsparumo vertė = (maitinimo įtampa – loginė aukšta įtampa) / įėjimo nuotėkio srovė

Pavyzdžiui, tarkime, kad jūsų grandinė naudoja TTL, o įvesties linija naudoja 100 uA esant 5 V. Žinome, kad TTL reikia mažiausiai 2 V, kad padidėtų aukštai, ir ne daugiau kaip 0,8 voltų, kad padidėtų žemai. Tai reikštų, kad tinkama įtampa, išeinanti iš mūsų traukimo rezistoriaus, turėtų būti nuo 3 V iki 4 V, nes įtampa turi būti didesnė nei 2 V, bet ne didesnė už mūsų maitinimo įtampą, kuri yra 5 V.

Mūsų pateiktos vertybės būtų tokios:

• Maitinimo įtampa = 5V
• Loginė aukšta įtampa = 4V
• Įvesties nuotėkio srovė = 100μA arba 0,0001A

Dabar, kai turime kintamuosius, įtraukime juos į formulę:

(5V - 4V) / 100μA = 10 000 omų

Mūsų traukimo rezistorius turi būti 10 000 omų (10 kilohm arba 10 kΩ).

Kaip naudoti traukimo rezistorių grandinėje

Ištraukiamieji rezistoriai paprastai naudojami skaitmeninėse grandinėse, kad būtų išvengta nepageidaujamų trikdžių su grandinės skaitmeniniu programavimu. Galite naudoti ištraukiamuosius rezistorius, jei skaitmeninėje grandinėje kaip įvesties įrenginiai naudojami jungikliai ir jutikliai. Be to, ištraukiamieji rezistoriai bus veiksmingi tik tuo atveju, jei įvesties kaiščiai bus prijungti prie žemės. Jei įvesties kaiščiai prijungti prie VCC, galbūt norėsite naudoti išskleidžiamuosius rezistorius.

Norėdami naudoti ištraukiamąjį rezistorių, turėsite rasti įvesties liniją, kuri jungiasi prie įvesties įrenginio. Suradę, norėsite apskaičiuoti savo rezistoriaus vertę naudodami anksčiau aptartą formulę. Jei jūsų grandinė tikrai nereikalauja didelio tikslumo, galite tiesiog naudoti rezistorių reikšmes nuo 1kΩ iki 10kΩ.

Dabar, kai turite tinkamos vertės rezistorių, vieną ištraukiamojo rezistoriaus galą galite įdėti į VCC, o vieną – tarp įvesties įrenginio ir MCU. Sveikiname! Dabar jūs žinote, kas yra traukimo rezistorius ir kaip jį naudoti.

Kai kurie mikrovaldikliai, tokie kaip „Arduino“ plokštės, ir SBC, tokie kaip „Raspberry Pi“, turi vidinius ištraukiamuosius rezistorius, kuriuos galite suaktyvinti kode vietoje išorinių ištraukiamųjų rezistorių.

Patirkite savo žinias

Apibendrinant galima pasakyti, kad traukimo rezistorius yra svarbus komponentas, padedantis apsaugoti jūsų grandinę nuo netoliese esančių trukdžių. Nustačius numatytąją įvesties kaiščio būseną į aukštą, tai neleidžia atsitiktiniams signalams trukdyti jūsų grandinės logikai ar programavimui. Ir dabar, kai žinote, kaip jas naudoti, galbūt norėsite sustiprinti savo naujai įgytas žinias pritaikydami jas kituose projektuose.