Що таке підтягуючий резистор? Що це робить? І навіщо це потрібно?

Я натрапив на багато простих схем, які показують, як увімкнути світлодіод чи щось інше. Часто згадуються підтягуючі резистори. Що вони роблять? Деякі штифти GPIO вимагають підтягуючих резисторів, а інші - ні, в чому різниця?

З веб-сайту Arduino :

Часто корисно керувати вхідним штифтом до відомого стану, якщо немає вводу. Це можна зробити, додавши на вході резистор підтягування (до +5 В) або резистор, що падає (резистор до землі), загальним значенням є 10 кОм.

АЛЕ : Це з веб-сайту Arduino. Пам’ятайте, що шпильки Raspberry GPIO мають толерантність лише 3,3 В (так, робіть підтягувач до 3,3 В, а не 5 В на Raspberry Pi) !!!

Ось приклад схеми підтягуючого резистора.

Підтягування дозволить переконатися, що штифт не піднімається занадто багато. Ворота мають три можливі стани: ON, OFF і FLOATING.

Стан FLOATING не дуже корисний, оскільки його неможливо перетворити на булеве значення. Отже, резистори, що підтягуються та знищуються: вони є там, щоб усунути ПЛОВИЙ стан.

На вхідних штифтах використовується підтягуючий або висувний резистор для визначення стану у випадку, якщо вхід не має нічого підключеного або підключена частина знаходиться у стані високого опору (Z). Входи без визначеного стану мають проблему, що вхідним значенням може бути все, що завгодно (0 або 1), називається плаваючим.

Це пояснюється більш глибоко в статті у Вікіпедії (що Живінгс додав до коментарів до вашого питання), а трохи більше візуально в цій статті про SparkFun .

Що слід пам’ятати (спочатку мене трохи збентежило) - це те, що підтягуючий або знижуючий резистор - це лише стандартний резистор у певній ролі. Більше однієї людини намагалися придбати підтягуючі резистори лише для того, щоб виявити їх. В іншому випадку це звичайно як звучить, стандартний резистор, що підтягує напругу до 5 В / 3,3 В або до 0 В, як звичайний стан.

Словник електроніки визначає підтягування наступним чином:

підтягування: опис схеми або компонента, що використовується для підвищення значення (наприклад, імпедансу) ланцюга, до якого він підключений.

Якщо світлодіод підключений до джерела живлення +5 В і керується (світлодіод увімкнено та вимкнено) мікроконтролерами / мікропроцесором або якимись іншими способами, під час увімкнення живлення джерело живлення може подавати високий струм, у свою чергу високий струм може пошкодити світлодіод.

Для того, щоб обмежити великий струм від джерела живлення, навантажувального резистора, тягне на опір і обмежує струм подачі світлодіода від джерела живлення (+5 В). Отже, світлодіод захищений від високих струмів. Залежно від схеми, функція підтягування змінюється і формує захист провідної ANDлогіки до шини I²C.

Термін " підтягування" або " спадний" - це термін, який використовується для опису ролі, яку виконує резистор. Він тягне сигнальну лінію, до якої вона підключена на одному терміналі, до напруги живлення / заземлення / опорного напруги, яка присутня на іншому терміналі. Попередня відповідь невірна, кажучи, що "вона піднімає імпеданс", швидше, це зменшити опір / імпеданс в ланцюзі, щоб лінія приймала відомий стан, коли це не буде, інакше, наприклад, вхідний штифт в інтегральній схемі, що інакше не з'єднано. Оскільки це буде протидіяти ефектам, коли підключено щось зовнішнє , обсяг опору повинен бути достатньо низьким , щоб бути ефективнимтягнення, якщо штифт випадково або навмисно залишений розімкнутим ланцюгом, але достатньо високий , щоб будь-який зовнішній ланцюг не надто обтяжений, щоб подолати ефект, коли він хоче рухати лінію в іншому напрямку.

GPIO-штифти на Pi мають внутрішні контрольовані внутрішні, які, наскільки я розумію, здебільшого можна зробити так, щоб лінії припускали логічне низьке або високе або ліве відкрите ланцюг - остання з яких чудова, якщо користувачеві надаються резистор підтягування / опускання виконайте роботу (можливо, все одно як частина зовнішньої циркуляції). Конструкція останнього особливо важлива, якщо зовнішній ланцюг працює від рейок живлення понад 3,3 Вольт, оскільки в цьому випадку підтягувач не повинен намагатися підняти напругу на лінії вище 3,3 В - серійний резистор (скажімо, 4K7 ) і діод Шоткі (наприклад, BAT85) з його анодом на стороні послідовного резистора, підключеного до штифта GPIO, а його катодом до шини 3.3V є одним із способів запобігти цьому - низький (<0,2 В) перепад напруги вперед цього типу діод перешкоджає підведенню сигнальної лінії досить високо, щоб пошкодити Pi, за рахунок дещо збільшеного часу, коли сигнали поширюються в Pi.

Я тільки починаю з Pi, коли я вчора купив два секонд-хенди (хоча я займався електронікою вже більше 35 років) і шукаю інформацію про Пі-Пін саме з цієї причини - і найкраще місце для отримання двох блоків живлення, оскільки вони не були з ними. 8-П