Чому саме 470 або 1 к Ом? (для запобігання пошкодження вихідного штифта)


12

Цитата з підручника Arduino, розділ Цифрові шпильки :

Коротке замикання на штифтах Arduino або спроба запустити від них пристрої високого струму можуть пошкодити або знищити вихідні транзистори в штифті або пошкодити весь мікросхема Atmega. Часто це призведе до "мертвого" штифта в мікроконтролері, але залишилася мікросхема все одно буде функціонувати належним чином. З цієї причини корисно підключити штифти OUTPUT до інших пристроїв з резисторами 470 Ом або 1 К, якщо тільки для конкретного застосування не потрібен максимальний струм від штифтів.

Ці цифри для мене вуду: Чому "470" або "1k"? Чому не вказано точно одне число, наприклад "принаймні 470 Ом, якщо інакше було б коротке замикання"?

Мені це цікаво, тому що я думаю використовувати Arduino в якості контролера клавіатури , і - у цьому випадку використання - лінії в основному є короткозамкненими, якщо натиснути кнопку. Звичайно, лінії чинять певний опір, але я ще не отримав шансу його виміряти.


2
Якщо ви використовуєте штифти для виявлення кнопок, я б подумав, що штифти будуть налаштовані як входи, і в такому випадку коротше затискання шпильки до землі.
Горлот

5
470 та 1000 - загальні цінності, які, мабуть, мають укладачі водяників. Отже, це як "Використовуйте близько 500 до 1000 Ом!", Але потім нормалізується до загальних значень резистора.
Каз

Відповіді:


18

Спочатку трохи про коротке замикання: коротке замикання - це ланцюг, який не має жодних навмисних обмежуючих струмів елементів на шляху струму. Результатом цього є те, що елементи ланцюга, які ми зазвичай приймаємо за нульовий опір, починають діяти як резистори, і звичайна математична модель для розривів джерел живлення часто призводить до зниження напруги, ніж очікувалося, і руйнівного перегріву.

Ω5V470Ω10mAkΩ

У разі фактично коротких ліній ви повинні повністю сподіватися, що самі лінії матимуть незначний опір! Це призведе до прямого вкорочення штифтів, що, як написано в цитаті, призведе до мертвих штифтів. Також укорочені лінії часто призводять до поломки кнопок, оскільки великий струм негативно впливає на термін служби контакту кнопки через перегрів та іскри. Замість використання коротких замикань для з'єднувальних ліній, кращим способом є розміщення резистора біля землі лінії. Це обмежить струм при включенні лінії. Розміщуючи резистор поблизу основного з'єднання лінії, ми гарантуємо, що найбільше падіння напруги на лінії знаходиться в його кінці, тому, якщо ми затиснемо його іншою лінією зондування за допомогою кнопки, то лінія чуття бачить повну напругу.

Також штифти, встановлені як вхідні, знаходяться в так званому режимі "високого опору", це означає, що вони ведуть себе так, ніби вони були резистором з дуже великим опором, підключеним до землі. Якщо ви на 100% впевнені, що штифтом буде лише сенсорний штифт, то вам не потрібно ставити ще один резистор перед ним. Навіть у такому випадку корисно поставити резистор, тому що ви можете випадково встановити штифт як щось інше, ніж вхід і потенційно викликати коротке замикання. Якщо ви розміщуєте резистор, майте на увазі, що струм буде протікати дуже мало, а це означає, що падіння напруги на резисторі буде дуже низьким, що призведе до того, що на штифті буде видно повну напругу.

Якщо ви хочете ще "розширеного читання", ви можете подивитися таблицю даних для ATmega328, який є одним з мікроконтролерів, які використовуються в деяких Arduinos. У розділі 29. Електричні характеристики ви побачите, що за абсолютних максимальних значень струм на штифт вводу / виводу становить 40 мА, а для загального пристрою - 200 мА.

ОНОВЛЕННЯ: Будь ласка, не плутайте абсолютний максимальний рейтинг з операційними рейтингами! Повідомлення HEE з листа даних для ATmega32U4:

NOTICE: Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent dam- age to the device. This is a stress rating only and functional operation of the device at these or other conditions beyond those indicated in the operational sections of this specification is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.

Ось виноски зі сторінки 379 тієї ж таблиці даних:

Although each I/O port can sink more than the test conditions (20mA at VCC = 5V, 10mA at VCC = 3V) under steady state conditions (non-transient), the following must be observed: ATmega16U4/ATmega32U4: 1.)The sum of all IOL, for ports A0-A7, G2, C4-C7 should not exceed 100 mA. 2.)The sum of all IOL, for ports C0-C3, G0-G1, D0-D7 should not exceed 100 mA. 3.)The sum of all IOL, for ports G3-G5, B0-B7, E0-E7 should not exceed 100 mA. 4.)The sum of all IOL, for ports F0-F7 should not exceed 100 mA. If IOL exceeds the test condition, VOL may exceed the related specification. Pins are not guaranteed to sink current greater than the listed test condition. 4. Although each I/O port can source more than the test conditions (20mA at VCC = 5V, 10mA at VCC = 3V) under steady state conditions (non-transient), the following must be observed: ATmega16U4/ATmega32U4: 1)The sum of all IOH, for ports A0-A7, G2, C4-C7 should not exceed 100 mA. 2)The sum of all IOH, for ports C0-C3, G0-G1, D0-D7 should not exceed 100 mA. 3)The sum of all IOH, for ports G3-G5, B0-B7, E0-E7 should not exceed 100 mA. 4)The sum of all IOH, for ports F0-F7 should not exceed 100 mA. 5. All DC Characteristics contained in this datasheet are based on simulation and characterization of other AVR microcon- trollers manufactured in the same process technology. These values are preliminary values representing design targets, and will be updated after characterization of actual silicon


Це чудово, дякую, що нам так детально написали.
Патрік Х'юз

Дякую за розуміння! У заголовку я тепер виправив вхідний штифт на вихідний контакт . Я, до речі, планую використовувати Леонардо, який базується на ATmega32u4 . Його 5 VI / O штифтів задаються до 40 мА.
feklee

@feklee Будьте дуже обережні тут! Ці штифти вказані, щоб гинути при 40 мА! Перегляньте повний аркуш даних та зверніть особливу увагу на виноски на сторінці 379 та на повідомлення на сторінці 378.
AndrejaKo

1
Насправді ці виноски настільки важливі, що я цитую їх тут у відповіді.
AndrejaKo

13

Коротка відповідь полягає в тому, що Arduino орієнтований на любителів з невеликими знаннями з електротехніки, і його вказівки досить спрощені, щоб зрозуміти точку. Ці два значення безпечні і дають користувачеві можливість замість фіксованого попиту.

Обидва резистори стандартного розміру. 470Ω та 1kΩ при використанні напруги Arduino 5V VCC забезпечують безпечний струм (5v / 470Ω ~ 0,011A (11mA), 5/1000 = 0,005A (5mA)). І нинішня нічия корисна для транзисторів або світлодіодів або подібних деталей.

Відверто кажучи, будь-який резистор величини, який дасть струмовий розрив у межах максимуму струму контакту мікропроцесора (40mA), буде працювати. Це означає, що будь-який резистор вище 125 Ом.


Дякую також за пояснення, чому ці резистори популярні!
feklee

1
@feklee Я не бачу повного пояснення цього, але вас це може зацікавити: en.wikipedia.org/wiki/E24_series#E_series
TNW
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.