प्रतिरोधों को नीचे खींचो

Question

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग को समझने की मेरी तलाश में, मैं इस ट्यूटोरियल में ठोकर खा गया:

http://www.ladyada.net/learn/arduino/lesson5.html

मैं आरेखों को तब तक समझ चुका हूं जब तक मुझे स्विच करने के लिए नहीं मिला। मुझे यकीन नहीं है कि कैसे ब्रेडबोर्ड या आरेख पर स्विच काम करते हैं। यह वह विशिष्ट चीज है जिसके बारे में मैं सोच रहा हूं (यह एक पुल डाउन रेसिस्टर का है):

कार्यान्वयन है:

आरेख के आधार पर, मुझे लगता है कि क्या हो रहा है: पावर स्विच पर जाता है, यदि बटन ऊपर है तो सर्किट पूरा नहीं हुआ है। यदि बटन दबाया जाता है, तो वर्तमान पिन 2 के लिए कम से कम प्रतिरोध का रास्ता लेता है क्योंकि इसमें अधिक पुल (100ohm <10koho) है।

जिस तरह से इसे ट्यूटोरियल में वर्णित किया गया है जैसे बटन उठने पर, सर्किट अभी भी पूरा हो गया है, लेकिन 10k ओम रोकनेवाला शक्ति को जमीन पर खींचता है। मैं सकारात्मक नहीं हूं कि 10k ओम और 100ohm दोनों को बराबर करंट कैसे या क्यों मिल रहा है, करंट पिन 2 के लिए खुला होने की तुलना में अधिक प्रतिरोध के माध्यम से जमीन पर खींचा जाएगा।

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एक तरफ: एक सर्किट के बारे में सोचने की कोशिश करें कि प्रत्येक बिंदु पर वोल्टेज क्या होगा, बजाय इसके कि वर्तमान प्रवाह कहां है। इससे मेरी समझ में मदद मिली जब मैं पहली बार ईई सीख रहा था।

— जियोमेट्रिकल

मैं इस सवाल पर जवाब की गुणवत्ता में निराश हूं। मैं इसके बजाय AddOhms द्वारा इस वीडियो को देखने का सुझाव दूंगा। । मैं इसे समझने के लिए इस अवधारणा को पर्याप्त नहीं समझता हूं, लेकिन लेखन के समय यहां कोई भी उत्तर यहां तक ​​नहीं है कि अस्थायी स्थिति के कारण क्या हैं , या कैसे पुल-अप या पुश-डाउन समस्या का समाधान करता है।

— इवान कैरोल

@ EvanCarroll दूसरी ओर, लिखने के समय का सवाल उन चीजों के बारे में नहीं पूछता जो आप में रुचि रखते हैं।

— दिमित्री ग्रिगोरीव

Answer 1

सबसे पहले, अब के लिए 100 forget अवरोधक को भूल जाओ। यह बटन के काम के लिए आवश्यक नहीं है, यह सिर्फ एक सुरक्षा के मामले में है जब आप एक प्रोग्रामिंग त्रुटि करेंगे।

• यदि बटन दबाया जाता है तो पी 2 सीधे +5 वी से जुड़ा होगा, इसलिए इसे "1" होने के कारण उच्च स्तर पर देखा जाएगा।
• यदि बटन जारी किया जाता है +5 V अब और नहीं गिनता है, तो बंदरगाह और जमीन के बीच सिर्फ 10 k the है।

$\times$

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अब 100 Ω रोकनेवाला। यदि आप गलती से पिन आउटपुट बना लेते हैं और इसे कम सेट करते हैं, तो बटन दबाने से शॉर्ट-सर्किट का कारण होगा: माइक्रोकंट्रोलर पिन पर 0 V सेट करता है, और उसी पिन पर +5 V स्विच करता है। माइक्रोकंट्रोलर ऐसा नहीं करता है, और आईसी क्षतिग्रस्त हो सकता है। उन मामलों में 100 or अवरोधक को वर्तमान को 50 एमए तक सीमित करना चाहिए। (जो अभी भी थोड़ा बहुत है, 1 kor रोकनेवाला बेहतर होगा।)

चूंकि इनपुट पिन में करंट प्रवाहित नहीं होगा (कम लीकेज के अलावा) रेसिस्टर में शायद ही कोई वोल्टेज ड्रॉप होगा।

10 k up पुल-अप या पुल-डाउन के लिए एक विशिष्ट मूल्य है। एक कम मूल्य आपको एक कम वोल्टेज ड्रॉप भी देगा, लेकिन 10 mV या 1 mV से बहुत अंतर नहीं पड़ता है। लेकिन वहाँ कुछ और है: यदि बटन को 5 V दबाया गया है तो प्रतिरोधक भर में है, इसलिए वहाँ 5 V / 10 kµ = 500 .A का एक प्रवाह होगा। यह किसी भी समस्या का कारण नहीं होने के लिए पर्याप्त कम है, और आप बटन को लंबे समय तक दबाए नहीं रखेंगे। लेकिन आप बटन को स्विच से बदल सकते हैं, जो लंबे समय तक बंद हो सकता है। तब यदि आपने 1 kΩ पुल-डाउन चुना होता तो आपके पास रोकनेवाला के माध्यम से 5 mA होता, जब तक स्विच बंद होता है, और यह थोड़ा बेकार है। 10 k 10 एक अच्छा मूल्य है।

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ध्यान दें कि आप पुल-अप रोकनेवाला प्राप्त करने के लिए इसे उल्टा कर सकते हैं, और बटन दबाए जाने पर जमीन पर स्विच कर सकते हैं।

यह आपके तर्क को उल्टा कर देगा: बटन दबाने से आपको "1" के बजाय "0" मिलेगा, लेकिन कार्य समान है: बटन दबाने से इनपुट 0 V हो जाएगा, यदि आप बटन को छोड़ते हैं तो रोकनेवाला कनेक्ट होगा +5 V स्तर पर इनपुट (नगण्य वोल्टेज ड्रॉप के साथ)।

यह आमतौर पर किया जाने वाला तरीका है, और माइक्रोकंट्रोलर निर्माता इसे ध्यान में रखते हैं: अधिकांश माइक्रोकंट्रोलर में आंतरिक पुल-अप प्रतिरोध होते हैं, जिन्हें आप सॉफ्टवेयर में सक्रिय या निष्क्रिय कर सकते हैं। यदि आप आंतरिक पुल-अप का उपयोग करते हैं, तो आपको केवल बटन को जमीन से जोड़ना होगा, बस। (कुछ माइक्रोकंट्रोलर्स के पास कॉन्फ़िगर करने योग्य पुल-डाउन भी होते हैं, लेकिन ये बहुत कम आम हैं।)

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मुझे नहीं लगता कि यह स्पष्ट है कि पुश-डाउन विधि इस उत्तर से फ़्लोटिंग-स्टेट की समस्या को कैसे हल करती है।

— इवान कैरोल

Answer 2

ध्यान दें कि स्विच एक फैंसी डिवाइस नहीं है जो बिजली लेता है और कुछ आउटपुट सिग्नल बनाता है - इसके बजाय, इसे एक तार के रूप में सोचें जो आप बस बटन को जोड़कर या सर्किट से निकाल रहे हैं।

यदि स्विच को डिस्कनेक्ट किया गया है (दबाया नहीं गया है), तो वर्तमान के लिए एकमात्र संभव मार्ग P2दोनों प्रतिरोधों के माध्यम से जमीन तक है। इस प्रकार, माइक्रोकंट्रोलर एक LOW पढ़ेगा।

यदि स्विच जुड़ा हुआ है (दबाया गया है):

• बिजली की आपूर्ति से वर्तमान यात्रा स्विच के माध्यम से होती है

• कुछ वर्तमान 100 ओम रोकनेवाला के माध्यम से यात्रा करता है P2। माइक्रोकंट्रोलर हाई पढ़ेगा।

• वर्तमान की थोड़ी सी मात्रा 10 कोह्म अवरोधक से जमीन तक जाएगी। यह मूल रूप से व्यर्थ शक्ति है।

ध्यान दें कि 100 ओम अवरोधक अधिकतम चालू सीमा को सीमित करने के लिए है P2। यह आम तौर पर इस तरह के एक सर्किट पर शामिल नहीं होता है, क्योंकि माइक्रोकंट्रोलर का P2इनपुट पहले से ही उच्च-प्रतिबाधा है और बहुत अधिक प्रवाह नहीं करेगा। हालाँकि, यदि आपके सॉफ़्टवेयर में बग या लॉजिक त्रुटि है, तो 100 ओम अवरोधक सहित यह उपयोगी है, P2जो इसके बजाय आउटपुट के रूप में उपयोग करने का प्रयास करता है। उस स्थिति में, यदि माइक्रोकंट्रोलर P2कम ड्राइव करने की कोशिश कर रहा है, लेकिन स्विच छोटा है और इसे उच्च से जोड़ रहा है, तो आप संभवतः माइक्रोकंट्रोलर पिन को नुकसान पहुंचाएंगे। सुरक्षित होने के लिए, 100 ओम अवरोधक उस मामले में अधिकतम वर्तमान को सीमित करेगा।

Answer 3

जब आप बटन दबाते हैं तो आप इनपुट पर एक तर्क उच्च स्तर (+5 वी) रखते हैं। लेकिन अगर आप अवरोधक को छोड़ देते हैं और बटन छोड़ दिया जाता है, तो इनपुट पिन बस तैर जाएगा, जिसका मतलब है कि HCMOS का मतलब है कि स्तर अपरिभाषित है। ऐसा कुछ है जो आप नहीं चाहते हैं, इसलिए आप अवरोधक के साथ इनपुट को नीचे जमीन पर खींचते हैं। अवरोधक की आवश्यकता होती है क्योंकि बटन को धक्का देने से शॉर्ट-सर्किट होता है।

इनपुट उच्च प्रतिबाधा है, जिसका अर्थ है कि इसके माध्यम से शायद ही कोई प्रवाह होगा। रेसिस्टर के माध्यम से शून्य करंट का अर्थ है, इसके पार शून्य वोल्टेज (ओम का नियम), इसलिए एक तरफ 0 V भी इनपुट पिन पर 0 V (या बहुत निकट) होगा।

यह बटन को जोड़ने का एक तरीका है, लेकिन आप रोकनेवाला और बटन को स्वैप भी कर सकते हैं, ताकि रोकनेवाला +5 V और बटन को जमीन पर जाए। इसके बाद तर्क को उलट दिया जाता है: बटन दबाने पर इनपुट पिन पर एक निम्न स्तर मिलेगा। यह अक्सर होता है, हालांकि, क्योंकि अधिकांश माइक्रोकंट्रोलर्स में पुल-अप रेसिस्टर्स अंतर्निहित होते हैं, जिससे आपको केवल बटन की आवश्यकता होती है, बाहरी अवरोधक को तब छोड़ा जा सकता है। ध्यान दें कि आपको आंतरिक पुल-अप को सक्षम करना पड़ सकता है।

इस उत्तर को भी देखें ।

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मुझे नहीं लगता कि यह स्पष्ट है कि पुश-डाउन विधि इस उत्तर से फ़्लोटिंग-स्टेट की समस्या को कैसे हल करती है।

— इवान कैरोल

Answer 4

10kohm रोकनेवाला को पुल-डाउन रोकनेवाला कहा जाता है, क्योंकि जब "हरा" नोड (100ohm और 10kohm प्रतिरोधों को जोड़ने पर) स्विच द्वारा + 5V से जुड़ा नहीं होता है, तो उस नोड को जमीन पर खींच लिया जाता है (उस शाखा के माध्यम से कम धारा ग्रहण करना) , जाहिर है)। जब स्विच बंद हो जाता है, तो वह नोड + 5 वी की क्षमता प्राप्त करता है।

इसका उपयोग तार्किक आईसी (और गेट्स, या गेट्स, आदि) के इनपुट को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, क्योंकि ये सर्किट गलत तरीके से व्यवहार करेंगे यदि उनके इनपुट पर कोई निर्धारित मूल्य (0 या 1 मान) नहीं है। यदि आप एक तार्किक गेट के इनपुट को छोड़ते हैं, तो आउटपुट को मज़बूती से निर्धारित नहीं किया जा सकता है, इस प्रकार गेट के इनपुट पर हमेशा निर्धारित इनपुट (0 या 1, फिर से) लागू करना उचित है। इस मामले में, पी 2 एक विशिष्ट तार्किक गेट के लिए एक इनपुट होगा, और जब स्विच खुला होता है, तो इसका इनपुट मान 0 (GNH) होता है; जब स्विच बंद हो जाता है, तो इसका इनपुट मान 1 (+ 5V) होता है।

Answer 5

करंट कम से कम प्रतिरोध का रास्ता अपनाता है

मुझे यकीन नहीं है कि यह आम गलत धारणा कहां से आती है, लेकिन यह वास्तव में गलत है क्योंकि यह सीधे ओम के कानून का विरोधाभासी है। वर्तमान सभी संभव पथ लेता है को अपने प्रतिरोध के विपरीत आनुपातिक रूप से । यदि आप 5V को एक 10k रोकनेवाला के लिए लागू करते हैं, तो 0.5mA इसके माध्यम से बहेगा, भले ही आप कितने वैकल्पिक रास्ते (कम प्रतिरोध या अन्यथा) प्रदान करें।

संयोग से, 100 ओम अवरोधक के माध्यम से वह रास्ता जरूरी नहीं कि "कम से कम प्रतिरोध" हो, क्योंकि रोकनेवाला जमीन से जुड़ा नहीं है । टाइपिकॉल, आप उस अवरोधक को MCU इनपुट से जोड़ेंगे> 10 एमएचएम प्रतिबाधा, प्रभावी रूप से 10k अवरोधक को कम से कम प्रतिरोध का मार्ग बनाते हैं।

Answer 6

पुल-डाउन रेसिस्टर की आवश्यकता का कारण यह है कि माइक्रोकंट्रोलर एक CMOS डिवाइस है और इस प्रकार इनपुट पिन अंततः एक MOSFET का द्वार है।

यदि आपका पुशबटन एक बल्ब या एक एलईडी या रिले को नियंत्रित करता है, तो आपको एक पुल-डाउन प्रतिरोधक की आवश्यकता नहीं होगी क्योंकि एक खुला सर्किट "बंद" होगा। जब बटन छोड़ा जाता था तो बल्ब बंद हो जाता था क्योंकि कोई करंट प्रवाहित नहीं होता था।

यदि आपका उपकरण मूल 7400 श्रृंखला तर्क चिप्स की तरह एक सच्चा टीटीएल हिस्सा था, तो आपको पुलडाउन अवरोधक की आवश्यकता नहीं होगी क्योंकि वे इनपुट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर होंगे और जब बटन जारी नहीं किया गया था तो बेस-एमिटर जंक्शन के माध्यम से प्रवाह होगा और इनपुट होगा "बंद"।

इसके विपरीत, आपके माइक्रोकंट्रोलर का इनपुट एक MOSFET गेट है जो संधारित्र की तरह कार्य करता है। जब गेट वोल्टेज अधिक होता है तो इनपुट "चालू" होता है। ऐसा तब होता है जब आप बटन को धक्का देते हैं और वर्तमान प्रवाह 100R रोकनेवाला के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर में चला जाता है। गेट एक संधारित्र की तरह (बहुत जल्दी) चार्ज होता है और इनपुट "चालू" हो जाता है। अब जब आप बटन जारी करते हैं तो क्या होता है? कोई और अधिक प्रवाह। लेकिन इनपुट का क्या मतलब है? अगर कोई पुल-डाउन रोकनेवाला नहीं है तो गेट पर चार्ज कहीं नहीं जाना है। वोल्टेज सिर्फ 5 वी के पास बैठेगा और इनपुट "चालू" रहेगा। पुल-डाउन रोकनेवाला गेट चार्ज को छोड़ देता है, इसलिए इसका वोल्टेज "ऑन" स्तर से नीचे गिर जाता है। यह सुनिश्चित करना है कि आप डिजिटल इनपुट को "बंद" मानते हैं।

आप अपने इनपुट पिन तक दो बटन हुक करके इसके साथ प्रयोग कर सकते हैं। एक को 5V और एक को जमीन से बांधें। जब आप 5V बटन को पुश करेंगे तो इनपुट चालू हो जाएगा। जब आप इसे जारी करते हैं, तो यह तब तक रहेगा जब तक कि आप जीएनडी से जुड़े एक को धक्का नहीं देते।

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TTL में यह वास्तव में बेस-एमिटर जंक्शन है जो आचरण नहीं करेगा, लेकिन उस तरीके से नहीं जैसा कि आप सोच सकते हैं: इनपुट एनपीएन ट्रांजिस्टर का एमिटर है, और इनपुट कम होने पर ट्रांजिस्टर आचरण करता है। फ्लोटिंग उच्च के समान है।

— स्टीवनवह