Co to jest rezystor podciągający? Co to robi? I dlaczego jest to potrzebne?

Natknąłem się na wiele prostych obwodów, które pokazują, jak włączyć diodę LED lub coś innego. Często wymieniane są rezystory podciągające. Co oni robią? Niektóre piny GPIO wymagają rezystorów podciągających, a inne nie, jaka jest różnica?

Ze strony internetowej Arduino :

Często przydatne jest sterowanie pinem wejściowym do znanego stanu, jeśli nie ma żadnego wejścia. Można tego dokonać, dodając na wejściu rezystor podwyższający (do +5 V) lub rezystor obniżający (rezystor do masy), przy czym wartość wspólna wynosi 10 kΩ.

ALE : To ze strony Arduino. Pamiętaj, że piny Raspberry GPIO są tolerowane tylko na 3,3 V (więc zrób podciąganie do 3,3 V, a nie 5 V na Raspberry Pi) !!!

Oto przykład schematu rezystora podciągającego.

Podciągnięcie upewni się, że kołek jest podniesiony, bez pobierania zbyt dużego prądu. Brama ma trzy możliwe stany: ON, OFF i FLOATING.

Stan FLOATING nie jest zbyt użyteczny, ponieważ nie można go przekonwertować na wartość logiczną. Stąd też rezystory podciągające i podciągające: służą one do wyeliminowania stanu PŁYWAJĄCEGO.

Na stykach wejściowych stosuje się rezystor podwyższający lub obniżający, aby określić stan w przypadku, gdy na wejściu nie ma niczego podłączonego lub podłączona część jest w stanie wysokiej impedancji (Z). Wejścia bez określonego stanu mają problem polegający na tym, że wartość wejściowa może być dowolna (0 lub 1), zwana zmiennoprzecinkową.

Jest to wyjaśnione bardziej szczegółowo w artykule na Wikipedii (dodanym przez Jivings do komentarzy do twojego pytania), a nieco bardziej wizualnie w tym artykule na temat SparkFun .

Należy pamiętać (początkowo trochę mnie zdezorientowane), że rezystor podciągający lub opuszczany to zwykły rezystor o określonej roli. Więcej niż jedna osoba próbowała kupić rezystory podciągające, ale okazało się, że nie istnieją. W przeciwnym razie jest tak, jak się wydaje, standardowy rezystor podciągający napięcie do 5 V / 3,3 V lub do 0 V w stanie normalnym.

Słownik elektroniki definiuje pull-up w następujący sposób:

pull-up: opisowy obwód lub element używany do podniesienia wartości (np. impedancji) obwodu, do którego jest podłączony.

Jeśli dioda LED jest podłączona do źródła zasilania +5 V i jest sterowana (dioda LED WŁ. I WYŁ.) Za pomocą mikrokontrolerów / mikroprocesora lub w inny sposób, w stanie WŁĄCZENIA zasilacz może dostarczać duży prąd, a z kolei duży prąd może uszkodzić dioda LED.

W celu ograniczenia wysokiego prądu od napięcia rezystor pull-up, ciągnie się na impedancję i ogranicza prądu zasilającego diody LED od zasilania (+5 V). Dlatego też LED jest chroniony przed wysokimi prądami. W zależności od obwodu funkcja pull-up zmienia się i stanowi ochronę dla ANDlogiki przewodowej do szyny I²C.

Termin podciąganie lub zrywanie jest terminem używanym do opisania roli, jaką pełni rezystor. To ciągnie linii sygnału, który jest podłączony do terminalu w jednym kierunku zasilania / ziemia / napięcia odniesienia, który jest obecny na drugim terminalu. Poprzednia odpowiedź jest błędna, mówiąc: „podciąga impedancję”, a raczej ma na celu zmniejszenie rezystancji / impedancji w obwodzie, aby linia przyjęła znany stan, gdy inaczej nie będzie, np. Styk wejściowy w obwodzie scalonym, który jest inny nie połączony. Ponieważ będzie to przeciwdziałać efektom, gdy podłączone jest coś zewnętrznego, rezystancja musi być wystarczająco niska , aby była skutecznaciągnięcie, jeśli pin przypadkowo lub celowo pozostawiono otwarty obwód, ale wystarczająco wysoko , aby jakikolwiek obwód zewnętrzny nie był nadmiernie obciążony, aby przezwyciężyć efekt, gdy chce poprowadzić linię w innym kierunku.

Piny GPIO na Pi mają sterowalne wewnętrzne, które, jak rozumiem, mogą być wykonane głównie w taki sposób, aby linie zakładały logiczny niski lub wysoki lub lewy obwód otwarty - ten drugi jest w porządku, jeśli istnieje podany przez użytkownika rezystor do podnoszenia / opuszczania wykonuj pracę (prawdopodobnie w ramach zewnętrznego obiegu). Konstrukcja tego ostatniego jest szczególnie znacząca, jeśli obwód zewnętrzny biegnie z szyn zasilających powyżej 3,3 wolta, ponieważ w takim przypadku podciąganie nie może próbować podnieść napięcia na linii powyżej 3,3V - rezystor szeregowy (powiedzmy 4K7 ) i dioda Schottky'ego (np. BAT85) z anodą z boku rezystora szeregowego podłączoną do pinu GPIO i katodą do szyny zasilającej 3,3 V jest jednym ze sposobów, aby temu zapobiec - niski (<0,2 V) spadek napięcia do przodu tego typu dioda zapobiega zajęciu linii sygnałowej wystarczająco wysokiej, aby uszkodzić Pi, kosztem nieznacznie dłuższego czasu na rozprzestrzenienie się sygnałów w Pi.

Zaczynam od Pi, ponieważ wczoraj kupiłem dwie używane maszyny (chociaż zajmuję się elektroniką od ponad 35 lat) i rozglądam się za informacjami o Pinout Pi z dokładnie z tego powodu - i dla najlepszych miejsce na zdobycie dwóch zasilaczy, ponieważ nie były z nimi dostarczane. 8-P