मैं पुल-अप रोकनेवाला के लिए आवश्यक मूल्य की गणना कैसे करूं?


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कई ट्यूटोरियल हैं जो फ्लोटिंग ग्राउंड से बचने के लिए एक स्विच के साथ संयोजन में पुल-अप या पुल-डाउन अवरोधक का उपयोग करते हैं, जैसे

http://www.arduino.cc/en/Tutorial/button

इनमें से कई परियोजनाएं 10K अवरोधक का उपयोग करती हैं, केवल टिप्पणी करते हुए कि यह एक अच्छा मूल्य है।

एक विशेष सर्किट को देखते हुए, मैं एक पुल-डाउन रोकनेवाला के लिए उचित मूल्य कैसे निर्धारित करूं? क्या इसकी गणना की जा सकती है, या क्या यह प्रयोग द्वारा निर्धारित किया गया है?


मुझे यह ट्यूटोरियल स्पार्कफ़न से पुल-अप और पुल-डाउन रेसिस्टर्स स्पार्कफ़न पुल-अप रेसिस्टर्स के लिए एक अच्छा परिचय मिला और आपके सबसे उत्कृष्ट पोस्ट किए गए प्रश्न के उत्तर शानदार हैं।
रिचर्ड चेम्बर्स

जवाबों:


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त्वरित उत्तर: अनुभव और प्रयोग है कि आप उचित पुलअप / पुलडाउन मान का कैसे पता लगाते हैं।

लंबे उत्तर: आरसी टाइमिंग सर्किट में पुलअप / डाउन रेसिस्टर आर है। आपका सिग्नल जिस गति से संक्रमण करेगा, वह R (आपके प्रतिरोधक) और C (उस सिग्नल की धारिता) पर निर्भर करेगा। अक्सर सी को ठीक से जानना मुश्किल होता है क्योंकि यह कई कारकों पर निर्भर करता है, जिसमें यह भी शामिल है कि कैसे पीसीबी पर ट्रेस किया जाता है। चूँकि आप C को नहीं जानते हैं, आप यह नहीं जान सकते कि R क्या होना चाहिए। यहीं से अनुभव और प्रयोग सामने आते हैं।

जब एक अच्छा पुलअप / डाउन रेसिस्टर मूल्य का अनुमान लगाया जाता है तो अंगूठे के कुछ नियम हैं:

  • ज्यादातर चीजों के लिए, 3.3k से 10k ओम ही ठीक काम करते हैं।
  • पावर सेंसिटिव सर्किट के लिए, एक उच्च मूल्य का उपयोग करें। 50k या यहां तक ​​कि 100k ओम कई अनुप्रयोगों के लिए काम कर सकते हैं (लेकिन सभी नहीं)।
  • गति संवेदनशील सर्किट के लिए, कम मूल्य का उपयोग करें। 1k ओम काफी सामान्य है, जबकि 200 ओम से कम मान अनसुना नहीं है।
  • कभी-कभी, I2C के साथ की तरह, "मानक" एक विशिष्ट मान का उपयोग करने के लिए निर्दिष्ट करता है। अन्य बार चिप्स एप्लिकेशन नोट एक मूल्य सुझा सकते हैं।

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एक पुलअप के लिए 200 ओम? वाह, बहुत अधिक वर्तमान की वजह से।
0x6d64

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@ 0x6d64 - आप मान रहे हैं कि जब मौन हो तो बस कम है।
कॉनर वुल्फ

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टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स का एक बहुत अच्छा संदर्भ है जो न केवल एक I2C पुल-अप रोकनेवाला के लिए मूल्य की गणना करने के बारे में बताता है, बल्कि सूत्र वास्तव में कैसे प्राप्त होता है। Ti.com/lit/an/slva689/slva689.pdf पर I2C बस पुलअप रेसिस्टर गणना अनुप्रयोग रिपोर्ट देखें
जेमी सई

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10 k का उपयोग करें, यह एक अच्छा मूल्य है।

अधिक विस्तार के लिए, हमें यह देखना होगा कि पुलअप क्या करता है। मान लें कि आपके पास एक पुशबटन है जिसे आप माइक्रोकंट्रोलर के साथ पढ़ना चाहते हैं। पुशबटन एक क्षणिक एसपीएसटी (सिंगल पोल सिंगल थ्रो) स्विच है। इसके दो कनेक्शन बिंदु हैं जो या तो जुड़े हुए हैं या नहीं। जब बटन दबाया जाता है, तो दो बिंदु जुड़े होते हैं (स्विच बंद होता है)। जब जारी किया जाता है, तो वे कनेक्ट नहीं होते हैं (स्विच खुला है)। माइक्रोकंट्रोलर स्वाभाविक रूप से कनेक्शन या वियोग का पता नहीं लगाते हैं। वे जो करते हैं वह एक वोल्टेज है। चूंकि इस स्विच में केवल दो राज्य हैं, इसलिए यह डिजिटल इनपुट का उपयोग करने के लिए समझ में आता है, जो कि केवल एक दो राज्यों में होने के लिए डिज़ाइन किया गया है। माइक्रो समझ सकता है कि डिजिटल इनपुट किस राज्य में है।

एक पुलअप स्विच के खुले / बंद कनेक्शन को कम या उच्च वोल्टेज में बदलने में मदद करता है जो माइक्रोकंट्रोलर समझ सकता है। स्विच का एक किनारा जमीन से जुड़ा है और दूसरा डिजिटल इनपुट से। जब स्विच दबाया जाता है, तो लाइन को कम मजबूर किया जाता है क्योंकि स्विच अनिवार्य रूप से इसे जमीन पर ले जाता है। हालांकि, जब स्विच जारी किया जाता है, तो कुछ भी किसी विशेष वोल्टेज के लिए लाइन नहीं चला रहा है। यह केवल कम रह सकता है, कैपेसिटिव कपलिंग द्वारा अन्य आस-पास के संकेतों को उठा सकता है, या अंततः डिजिटल इनपुट के माध्यम से लीकेज करंट के छोटे स्तर के कारण एक विशिष्ट वोल्टेज पर तैर सकता है। पुलअप रोकनेवाला का काम स्विच को खोलने पर एक सकारात्मक गारंटीकृत उच्च स्तर प्रदान करना है, लेकिन फिर भी स्विच बंद होने पर सुरक्षित रूप से लाइन को जमीन पर रखने की अनुमति देता है।

पुलअप रोकनेवाला के आकार पर दो मुख्य प्रतिस्पर्धी आवश्यकताएं हैं। इसे कम से कम लाइन को ठोस रूप से खींचने के लिए पर्याप्त होना चाहिए, लेकिन स्विच के बंद होने पर प्रवाह को प्रवाह करने के लिए बहुत अधिक प्रवाह न करने के लिए पर्याप्त है। वे दोनों व्यक्तिपरक रूप से व्यक्तिपरक हैं और उनका सापेक्ष महत्व स्थिति पर निर्भर करता है। सामान्य तौर पर, आप यह सुनिश्चित करने के लिए कि लाइन ऊँची है जब स्विच खुला रहता है, तो आप स्ट्रेचअप को बस इतना कम कर देते हैं, जिससे सभी चीज़ें लाइन को कम कर सकती हैं, अन्यथा।

आइए देखें कि लाइन खींचने में क्या लगता है। केवल डीसी आवश्यकता को देखते हुए डिजिटल इनपुट लाइन के लीकेज करंट को हटा दिया जाता है। आदर्श डिजिटल इनपुट में अनंत प्रतिबाधा है। वास्तव में, निश्चित रूप से, और वे जिस हद तक आदर्श नहीं हैं, आमतौर पर एक अधिकतम रिसाव चालू के रूप में व्यक्त किया जाता है जो या तो पिन से बाहर आ सकता है या जा सकता है। मान लीजिए कि आपका माइक्रो इसके डिजिटल इनपुट पिन पर 1 µA अधिकतम रिसाव के लिए निर्दिष्ट है। चूंकि पुलअप को लाइन को ऊंचा रखना है, इसलिए सबसे खराब स्थिति यह है कि पिन 1 upA वर्तमान सिंक की तरह दिखता है। यदि आप उदाहरण के लिए 1 MΩ पुलअप का उपयोग करने वाले थे, तो उस 1 causeA के कारण 1 M the रोकनेवाला 1 वोल्ट होगा। मान लीजिए कि यह एक 5V प्रणाली है, तो इसका मतलब है कि पिन केवल 4V तक की गारंटी है। अब आपको डिजिटल इनपुट युक्ति को देखना होगा और देखना होगा कि तर्क उच्च स्तर के लिए न्यूनतम वोल्टेज की आवश्यकता क्या है। यह कुछ माइक्रो के लिए Vdd का 80% हो सकता है, जो इस मामले में 4V होगा। इसलिए मार्जिन पर 1 MΩ पुलअप सही है। आपको डीसी विचार के कारण सही व्यवहार की गारंटी के लिए कम से कम थोड़ा कम की आवश्यकता है।

हालांकि, अन्य विचार भी हैं, और इनकी मात्रा निर्धारित करना कठिन है। प्रत्येक नोड में अन्य सभी नोड्स के लिए कुछ कैपेसिटिव युग्मन होते हैं, हालांकि युग्मन का परिमाण इतनी दूरी के साथ गिरता है कि केवल पास के नोड प्रासंगिक होते हैं। यदि इन अन्य नोड्स पर सिग्नल हैं, तो ये सिग्नल आपके डिजिटल इनपुट पर युगल कर सकते हैं। एक कम मूल्य पुलअप लाइन को कम प्रतिबाधा बनाता है, जिससे आवारा सिग्नल की मात्रा कम हो जाती है। यह आपको लीकेज करंट के खिलाफ एक उच्च न्यूनतम गारंटीकृत डीसी स्तर भी प्रदान करता है, इसलिए उस डीसी स्तर के बीच अधिक जगह होती है और जहां डिजिटल इनपुट परिणाम की व्याख्या कर सकता है, जिसका उद्देश्य उच्च तर्क के बजाय तर्क कम है। तो कितना पर्याप्त है? स्पष्ट रूप से इस उदाहरण में 1 Mly पुलअप पर्याप्त नहीं है (बहुत अधिक प्रतिरोध)। आस-पास के संकेतों के लिए युग्मन का अनुमान लगाना लगभग असंभव है, लेकिन मैं कम से कम न्यूनतम डीसी मामले पर परिमाण मार्जिन का आदेश चाहता हूं। इसका मतलब है कि मैं कम से कम 100 kΩ पुलअप या कम चाहता हूं, हालांकि अगर आसपास बहुत शोर है तो मैं चाहता हूं कि यह कम हो।

पुलअप को कम करने पर एक और विचार है, और वह है समय बढ़ाना। लाइन में जमीन पर कुछ आवारा समाई होगी, इसलिए तुरंत वहां जाने के बजाय आपूर्ति मूल्य के प्रति क्षय होगा। मान लें कि सभी आवारा समाई 20 पीएफ तक बढ़ जाती है। उस समय 100 k times पुलअप 2 Ω है। इस मामले में 95% बसने के मूल्य या 6 this प्राप्त करने के लिए 3 समय का समय लगता है। यह मानव समय में कोई परिणाम नहीं है इसलिए इस उदाहरण में कोई फर्क नहीं पड़ता, लेकिन अगर यह एक डिजिटल बस लाइन थी जिसे आप 200 kHz डेटा दर पर चलाना चाहते थे तो यह काम नहीं करेगा।

अब अन्य प्रतिस्पर्धी विचार पर ध्यान दें, जो स्विच को दबाए जाने पर वर्तमान बर्बाद होता है। यदि यह इकाई लाइन पावर से दूर चल रही है या अन्यथा पर्याप्त बिजली का संचालन कर रही है, तो कुछ mA कोई मायने नहीं रखेगा। 5V पर 1 एमए खींचने में 5 kΩ लगते हैं। यह वास्तव में कुछ मामलों में वर्तमान का "बहुत" है, और अन्य विचारों के कारण आवश्यकता से अधिक है। यदि यह एक बैटरी चालित उपकरण है और स्विच समय के पर्याप्त अंश पर हो सकता है, तो प्रत्येक toA मायने रखता है और आपको इस बारे में बहुत सावधानी से सोचना होगा। कुछ मामलों में आप समय-समय पर स्विच का नमूना ले सकते हैं और वर्तमान ड्रा को कम करने के लिए नमूने के चारों ओर थोड़े समय के लिए केवल पुलअप चालू करें।

बैटरी संचालन जैसे विशेष विचारों के अलावा, 100 k special उच्च पर्याप्त प्रतिबाधा है जो मुझे शोर उठाने के बारे में परेशान करता है। स्विच चालू होने पर बर्बाद होने वाला 1 mA अनावश्यक रूप से बड़ा लगता है। तो 500 anceA, जिसका अर्थ है 10 kΩ प्रतिबाधा अधिकार के बारे में है।

जैसा मैंने कहा, 10 kΩ का उपयोग करें। यह एक अच्छा मूल्य है।


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और अतिरिक्त आवश्यकता यह है कि कुछ स्विच, उदाहरण के लिए सामान्य 'टैक' प्रकार के स्विच, केवल 1 mA के लिए बहुत कम वर्तमान के लिए निर्दिष्ट किए जाते हैं। ध्यान दें कि 10k (5V या उससे कम) इस आवश्यकता को पूरा करता है, लेकिन इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए कि कम प्रतिरोधी मानों को माना जाता है।
राउटर वैन ऊइजेन

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@ राउटर - मेरे पसंदीदा टैक्ट स्विच में न केवल 50mA अधिकतम (1mA मुझे कम लगता है) है, बल्कि एक न्यूनतम भी है। संपर्कों को साफ रखने के लिए मैं स्विच के समानांतर एक संधारित्र रखता हूं, यह विचार कि स्विच को साफ रखने पर शॉर्ट सर्किट करंट पीक होता है। केवल 100 000 चक्रों के जीवन के परीक्षण में निर्दिष्ट होने के बावजूद हमें 200 000 चक्रों का उपयोग करने में कोई समस्या नहीं थी।
स्टीवनव

@stevenvh क्या आप स्विच के साथ समानांतर में संधारित्र के बारे में अधिक बता सकते हैं? कैसे आते हैं, प्रारंभिक शॉर्ट सर्किट को वर्तमान उच्च बनाने से संपर्क साफ रहता है?
अब्दुल्लाह कहरामन

यह स्थिति जहां आप एक पुल-अप रोकनेवाला मूल्य को प्रभावित करने वाले अत्यधिक कैपेसिटिव युग्मन देख सकते थे। पागल लगता है, लेकिन यह नहीं है। मेरे पास एक अप्रिय त्रि-राज्य आउटपुट है, जिसे मैं एडीसी के साथ पढ़ रहा हूं। एक बोर्ड, एक 220k पुल-अप पर्याप्त है, इसलिए सभी त्रि-राज्यों को एडीसी द्वारा पढ़ा जा सकता है। दूसरे पर (अधिक कसकर रखा गया बोर्ड), मुझे 100k पुल-अप की तरह चाहिए। सोचा था कि मैं इस सुबह का पीछा करते हुए पागल गोलियों पर था।
Leroy105

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सबसे पहले, इस तरह के ट्यूटोरियल बेकार हैं, वे आपको इलेक्ट्रॉनिक्स नहीं सिखाएंगे। आपको सीखना होगा कि योजनाबद्ध कैसे बनाया जाए , वायरिंग बाद में आती है।
इसलिए, योजनाबद्ध की कमी के कारण मुझे इसे वायरिंग आरेख से स्वयं प्राप्त करना पड़ा। ठीक है, यह इतना कठिन नहीं था, लेकिन जब आप योजनाबद्ध आकर्षित करते हैं तो आप देखते हैं कि कुछ गायब है: स्पर्श स्विच से क्या जुड़ता है? आपको यह जानना होगा कि आपके प्रश्न का उत्तर देना है। मुझे लगता है कि यह माइक्रोकंट्रोलर का डिजिटल इनपुट है, लेकिन इसे जानने का कोई तरीका नहीं है।

दो स्थितियाँ हैं: स्पर्श स्विच खुला, और स्विच बंद।

Ω5वी10Ωμ

μμμ×Ω× वीडीडी

क्या होगा यदि हमने एक अलग प्रतिरोधक मूल्य चुना है? कम मूल्य का मतलब होगा कम वोल्टेज ड्रॉप और इनपुट वोल्टेज 4.99V से भी अधिक होगा। लेकिन तब स्विच बंद होने पर रोकनेवाला के माध्यम से अधिक वर्तमान होगा, और वह कुछ ऐसा है जो आप नहीं चाहते हैं।
स्विच बंद होने पर एक उच्च अवरोधक मान ठीक होगा, क्योंकि इसमें कम धारा होगी, लेकिन माइक्रोकंट्रोलर पर इनपुट वोल्टेज 4.99 वी से कम होगा। हमारे यहाँ कुछ हेडरूम है, इसलिए कुछ हद तक अधिक मूल्य ठीक हो सकता है।

निष्कर्ष

  1. Ω
  2. स्कीमैटिक्स बनाना सीखें, और डेटशीट पढ़ें

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मैं इस बात से असहमत हूं कि बेकार है, वास्तव में फ्रिटिंग के साथ किए गए वायरिंग आरेख शायद अब स्कीटिक्स की तुलना में सामान्य हैं जब यह अरडूइनो की बात आती है। दर्शकों को ध्यान में रखा जाना चाहिए।
डेव न्यूटन
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