Шта је пулл-уп отпорник и како га користите?

Слика која прави дигитално коло где је потребно дугме за укључивање ЛЕД-а. Правилно спојите коло, повезујући један крај дугмета на дигитални улаз и масу на други. Када коначно укључите напајање, приметићете да се ЛЕД лампица укључује и гаси без притискања прекидача.

Ако сте икада приметили овакве ситуације, вероватно сте заборавили да додате пулл-уп отпорник у своје дигитално коло. Дакле, шта је заправо пулл-уп отпорник? Како то функционише и како га користите?

Шта је пулл-уп отпорник?

Повлачећи отпорник је отпорник који додајете у дигитално коло да бисте избегли нежељене сигнале који могу ометати логику или програмирање вашег кола. То је начин да се пристрасно или повуче улазна линија на позитивну или ВЦЦ када ниједан други активни уређај не покреће линију. Повлачењем линије на ВЦЦ, ефективно постављате подразумевано стање линије на 1 или тачно.

Подешавање подразумеваног стања свих улазних пинова је важно да би се избегли насумични сигнали генерисани током његовог плутајућег стања. Улазни пин је у плутајућем стању када се искључи са активног извора као што је уземљење или ВЦЦ.

Пулл-уп отпорници се обично користе у дигиталним колима микроконтролери и рачунари на једној плочи.

Како пулл-уп отпорник ради у колу

Када користите тренутни прекидач на дигиталном колу, притискање прекидача ће довести до затварања кола и преноса тачног или високог нивоа на микроконтролер. Међутим, искључивање прекидача неће нужно зауставити улазни пин да шаље такве сигнале.

То је зато што пресецање везе преко прекидача значи да више није повезано ни са чим осим са ваздухом. Ово доводи до тога да линија буде у плутајућем стању, где сигнали из околине могу потенцијално да изазову високо подизање игле у било ком тренутку.

Да бисте спречили да се ови залутали сигнали региструју у вашем кругу, мораћете да убризгате улазну линију са довољним напоном да би наставио да се региструје када се уземљење више не детектује. Међутим, не можете директно прикључити ВЦЦ на улазну линију јер ће струјни круг бити кратки чим прекидач/сензор повеже линију са масом.

Да бисте избегли кратки спој напона за повлачење, мораћете да користите отпорник. Поседовање отпорника праве вредности ће обезбедити да пливајући вод има довољно напона да подигне висок, док је довољно низак да не дође до превременог кратког споја. Количина отпора зависиће од типа логике који користи ваше коло.

Објашњење логичких породица

Да бисте правилно израчунали вредност отпора вашег пулл-уп отпорника, мораћете да знате који тип логике ваше коло користи за рад. Логичка породица коју користи ваше коло ће диктирати вредност отпора која ће бити потребна вашем пулл-уп отпорнику.

Постоји неколико врста логике. Ево неколико од њих:

Ако нисте сигурни коју логичку породицу користите, врло је вероватно да ваше коло користи ЦМОС или ТТЛ логичке породице, пошто су ЕЦЛ и ДТЛ одавно застарели. Ознаке чипа са префиксима који користе "74" или "54" су обично ТЛЛ чипови, док ознаке чипа са "ЦД" или "МЦ" означавају ЦМОС чип. Ако још увек нисте сигурни, можете лако да сазнате коју логичку породицу ваш контролер користи тако што ћете брзо претражити његов технички лист на мрежи.

Како израчунати вредност отпорника за повлачење

Сада када разумете различите типове логичких породица и њихове минималне и максималне напоне искључења, сада можемо да пређемо на израчунавање вредности за наш пулл-уп отпорник.

Да бисте израчунали тачну вредност отпорника, требаће вам три вредности. Минимални напон логичке породице који ваше коло користи, напон напајања кола и улазна струја цурења, које можете пронаћи у техничком листу или помоћу мултиметра.

Када имате све варијабле, можете их једноставно прикључити у следећу формулу:

Вредност отпора = (напон напајања - логички високи напон) / улазна струја цурења

На пример, рецимо да ваше коло користи ТТЛ, а улазна линија користи 100уА на 5В. Знамо да је ТТЛ-у потребно најмање 2В за подизање високе и максимално 0,8 волти за подизање ниске. То би значило да одговарајући напон који излази из нашег пулл-уп отпорника треба да буде између 3В и 4В, јер напон мора бити већи од 2В, али не већи од нашег напона напајања који је 5В.

Наше дате вредности би биле:

• Напон = 5В
• Логички високи напон = 4В
• Улазна струја цурења = 100μА или 0,0001А

Сада када имамо променљиве, хајде да их укључимо у формулу:

(5В - 4В) / 100μА = 10.000 ома

Наш пулл-уп отпорник треба да буде 10.000 ома (10 килохма или 10 кΩ).

Како користити отпорник за повлачење у колу

Отпорници за повлачење се обично користе у дигиталним колима како би се избегле нежељене сметње у дигиталном програмирању кола. Можете користити пулл-уп отпорнике ако дигитално коло користи прекидаче и сензоре као улазне уређаје. Такође, пулл-уп отпорници ће бити ефикасни само ако су улазни пинови повезани на масу. Ако су улазни пинови повезани на ВЦЦ, можда ћете желети да користите падајуће отпорнике.

Да бисте користили пулл-уп отпорник, мораћете да лоцирате улазну линију која се повезује са улазним уређајем. Једном када се нађете, желећете да израчунате како је вредност вашег отпорника користећи формулу о којој смо раније говорили. Ако ваше коло заиста не захтева много прецизности, можете једноставно користити вредности отпорника у распону од 1кΩ до 10кΩ.

Сада када имате свој отпорник са одговарајућом вредношћу, можете поставити један крај пулл-уп отпорника на ВЦЦ, а један крај између улазног уређаја и МЦУ. Честитам! Сада знате шта је пулл-уп отпорник и како га користити.

Неки микроконтролери као што су Ардуино плоче и СБЦ-ови као што је Распберри Пи, имају унутрашње отпорнике за повлачење које можете покренути у коду уместо екстерних пулл-уп отпорника.

Учврстите своје знање кроз искуство

Укратко, пулл-уп отпорник је важна компонента која помаже у заштити вашег кола од оближњих сметњи. Постављањем подразумеваног стања улазног пина на високо, спречава се да случајни сигнали ометају логику или програмирање вашег кола. А сада када знате како да га користите, можда ћете желети да учврстите своје новостечено знање тако што ћете га применити на своје следеће пројекте.