Форум arduino.ua

NEMO

Учасник

Зареєстрований: 2015-02-06

Повідомлень: 1

Общий вопрос по електронике в целях разложить все по полочкам

Доброго времени суток. Углубленное знакомство с устройством шайтанмашин которые нас окружают начал относительно недавно. Балуясь с ардуинкой возникла пара вопросов. Буду благодарен если кто даст развернутый простой ответ своими словами.

1. В качестве подтягивающих/оттягивающих резисторов используются 10кОм резисторы. Почему именно 10кОм? Из моих скромных познаний в електронике R = U/I. U = 5 вольт. I я не знаю. Знаю что ардуина может выдавать до 40 милиамперов. И насколько я знаю, количество ампер выдаваемые пином равны потребляемому. При КЗ - ардуина будет фигачить все 5v 0.04mA. Чтобы погасить 5 вольт при 0.04 амперах нужно 125ом резистор. Почему используются 10килоомники?.

2. Все светодиоды подключаются через 220омные резисторы. Взять для примера такой светодиод

Потребление 3.4 - 4v. 0.25mA.
Соответственно 5-3 = чуть меньше 2v надо погасить.
2/0.025 =  80ohm. 80 ом в идеальных условиях.
220ohm ставится с запасом я так понимаю? хватит и к примеру 150ом?

3. Потенциометры. В комплекте со многими ардуинами идут потенциометры 10килоом. Почему 10килоом? Ведь снова таки 5 вольт. 40mA. 5/0.04 = 125ом. И что произойдет если вместо 10ком резистора к аналоговому входу подключить например 100ком. или 1ком.

4. Интересно теоретически, какой резистор надо поставить между пином например 2 и землей, для того чтобы не было козы?

Если вы дочитали до этого момента - то спасибо. Все написанное выше может звучать как бред и каша, но именно такая каша сейчас происходит у меня в голове. Спасибо

Дмитрий

Гість

Re: Общий вопрос по електронике в целях разложить все по полочкам

может кто подсказать, как связать несколько датчиков ардуино без проводов.
К примеру, хочу в комнате А установить датчики движения, датчик освещения, в комнате Б установить термометри датчик газа, и где-то в комнате С у меня находится сама Ардуино, которая будет все этим управлять...реально ли все это соединить без проводов?

Ярослав

Гість

Re: Общий вопрос по електронике в целях разложить все по полочкам

Дмитрий, налаштовувати радіозв’язок http://ru.aliexpress.com/item/APC220-Wireless...

NEMO, коли я вирішив взятись за електроніку - починав звідси: https://learn.sparkfun.com/tutorials/wh … lectricity. Я не сильно просунувся, тому не можу, на жаль, Вам щось підказати, однак мені цей матеріал здався найдоступнішим.

Остання редакція Ярослав (2015-02-09 09:53:46)

tatkov

Учасник

З Киев

Зареєстрований: 2014-12-02

Повідомлень: 30

Сайт

Re: Общий вопрос по електронике в целях разложить все по полочкам

Доброго времени суток.

Сам занимаюсь с AVR скорее в практических целях, хоть и давно но все равно не сильно углубился в теорию. Но кое что все таки понял.

По поводу светодиодов и резисторов все просто. Дело в том, что вы говорите о светодиодах на 4 вольта, а вот большинство дешевых красных светодиодов (хотя красные и 5 вольт без резистора держат дай бог) рассчитаны на 2 - 2.5 вольт и 35 мА и все равно для этого не нужно 220 ом. Но это для того, чтобы светик "зажег на полную". А для индикации этого не нужно. Достаточно чтобы он просто засветился чучуть. Вот вам и 220 ом - для экономии энергии без потери практичности. Можете включать и меньшее сопротивление, но получите ооочень не значительное увеличение яркости свечения и значительно больший расход энергии. Не существенно для стационарного использования, но играет роль в портативных устройствах. А вот без резистора вообще - нельзя. Точный механизм мне не очень понятен, но если подключить светодиод без резистора на MISO или MOSI то моргать он будет а прошивать - нет (да, вот такую ересь я иногда творю (могу себе позволить)))) )

По поводу потенциометров ситуация такая: Подключать можете любого сопротивления.  Показания будут всегда пропорциональны углу поворота, но вот температура у них будет разная. Могут нагреваться и даже дымить. Просто берите на большую мощность. 

И вообще по поводу резисторов в микроконтроллерах почитайте о резисторном делителе напряжения. Википедия

По поводу четвертого пункта не совсем понял. Точнее совсем не понял. Вы туда хоть +5 подключите хоть землю. У вас на входе будет 1 или 0 соответственно. Или я чего не понял?

P.S. Для тех, кто действительно понимает что происходит в этом мире. Не пинайте сильно. Написал как знал.

CJ

Гість

Re: Общий вопрос по електронике в целях разложить все по полочкам

Nemo, по-порядку постараюсь дать "развернутый простой ответ своими словами"
1) Для начала разберёмся с портами входов/выходов МК (далее - микроконтроллер). Каждый порт построен на базе полевых транзисторов - так называемая "КМОП"-технология (СMOS). Полевой транзистор, в отличии от биполярного, имеет следующие отличия:
- управляется электрическим полем (от этого и название). Поэтому управляющим сигналом для полевого транзистора является именно напряжение, а не ток.
- имеет очень большое входное сопротивление (несколько мегаом). Из-за этого статический ток, который протекает по цепи управления имеет очень-очень малое значение (порядка нескольких микроампер).

Итак, если пин порта МК сконфигурирован как вход, то это значит, что к этому пину подключен вывод затвора внутреннего полевого транзистора. Поэтому для того, чтобы этот транзистор включить (получить от пина значение "лог.1"), достаточно подать на пин +5В, ну а чтобы выключить (получить от пина значение "лог.0")- соединить пин с землёй. Поскольку, как было сказано выше, вход высокоомный, то необходимо строго подавать на него либо +5В либо соединять с землёй. "Висящим" в воздухе высокоомный вход оставлять нельзя, поскольку он "нахватается" всяких помех (для управления ведь мощность очень небольшая нужна - как раз у помехи её и хватит).  А как быть, если нужно, например, считать состояние кнопки в тот момент, когда она разомкнута? Вход ведь в висящем состоянии нельзя оставлять. Вот тогда на помощь приходит схема с подтягивающим резистором:
либо
В первой схеме при разомкнутой кнопке на пин через резистор будет подаваться потенциал земли, т.е. "лог.0", а во второй - потенциал +5В ("лог.1"). Следует заметить, что 10кОм по сравнению с несколькими мегаомами входного сопротивления - это практически ничего, поэтому пин МК "почувствует" потенциал +5В либо потенциал земли запросто. Другое дело будет обстоять, если замкнуть кнопку. В этом случае через неё и резистор начнёт протекать ток - от плюса к минусу. Значение этого тока будет равно I = U/R; I = 5 / 10000 = 0,0005А или 0,5мА, а пин МК "почувствует" потенциал +5В для первой схемы и потенциал земли - для второй. Логичным будет вопрос: "А зачем тогда вообще резистор? можно ведь вместо него перемычку впаять?". Конечно можно! Скажу больше - до момента нажатия на кнопку ничего не изменится. Но только стоит нажать на кнопку, как из источника питания, запитывающего МК, пойдёт дымок - создастся режим КЗ. Так вот, этот резистор и нужен для того, чтобы ограничить ток в момент нажатия на кнопку. Его значение может лежать в широких пределах - можно и 10 Ом поставить, но тогда ток будет 0,5А - а это никому не нужно. Чересчур большое сопротивление ставить также нет смысла: если оно будет соизмеримо с входным сопротивлением, то считайте, что вход у вас "висит в воздухе".... Оптимальное значение - от 10кОм до 50кОм. Кстати, у МК есть внутренний подтягивающий резистор на каждом входе со значением 50кОм. Его можно программно задействовать, но для надёжности лучше все же использовать резистор внешний.

Если пин порта МК сконфигурирован на выход, то последовательно соединённый резистор нужен также для ограничения тока, протекающего по цепи: выход МК - нагрузка. Без этого резистора можно спалить порт МК! Ну а значение его расчитывается исходя из длительно допустимого тока выхода МК, равного 20мА. Для надёжности лучше всё же 20 мА не принимать - принимайте 10 - 15мА - этого более, чем достаточно. Если необходимо коммутировать большую нагрузку - используйте ключи на биполярных транзисторах либо сборку таких ключей, например ULN2003. В последнем случае необходимо только подключить эту микросхемку к выходам МК - в ней есть уже все резисторы, транзисторы и т.д.

2) Пару слов за светодиоды. У светодиода основными параметрами есть прямое напряжение Uf  и прямой ток If. В справочниках ищем значения этих величин и расчитываем сопротивление резистора по формуле: R = (Uпит - Uf) / If. В формуле Uпит - напряжение источника питания.
Не рекомендуется принимать значения из таблицы "Maximum Ratings" - это ведь максимально-допустимые параметры. Лучше задаться током в 20 мА и менее. Так и выходы МК не будут шибко напрягаться и потребляемая мощность будет меньше (это актуально при питании МК от батарей). Современные светодиоды уже при 5мА светят достаточно заметно, а при 10мА - тем более.

3) Сопротивление потенциометра выбирается из тех же соображений, что и подтягивающее сопротивление. Через потенциометр в 10кОм течёт ток в 0,5мА. Мощность, которая на нём выделится будет равна 0,0025Вт. Поэтому греться он не будет (за нагрев как раз писал tatkov). При небольших сопротивлениях потенциометра возрастает протекающий ток, который и вызывает нагрев. Поэтому их использование нецелесообразно.
Сопротивление потенциометра можно выбирать в диапазоне 10кОм - 100кОм.

4) Вопрос интересный:) КЗ - это явление, которое характеризуется величиной тока, которая гораздо больше номинального значения и не предусмотрена конструкцией устройства. К примеру, 200А для сварочного трансформатора - это нормальный рабочий ток, а вот для блока питания (БП) Ардуино 200А - это КЗ (хотя такое значение тока БП от Ардуино никогда в жизни не обеспечит). К примеру, если ток БП равен 1 А, то значение тока больше этого значения может считаться током КЗ. При 5В и 1А сопротивление резистора должно быть 5Ом. При меньшем значении сопротивления может наступить режим КЗ.
Если такой резистор включить между любым пином, настроенным на выход, и землёй, то выход Ардуино выйдет из строя, поскольку максимальный ток выхода - 40мА.
Если такой резистор использовать в качестве подтягивающего, то может выйти из строя БП либо цепи питания (см. п.1)

Как мог - расписал   Если что - обращайтесь.

CJ

Гість

Re: Общий вопрос по електронике в целях разложить все по полочкам

Nemo, по-порядку постараюсь дать "развернутый простой ответ своими словами"
1) Для начала разберёмся с портами входов/выходов МК (далее - микроконтроллер). Каждый порт построен на базе полевых транзисторов - так называемая "КМОП"-технология (СMOS). Полевой транзистор, в отличии от биполярного, имеет следующие отличия:
- управляется электрическим полем (от этого и название). Поэтому управляющим сигналом для полевого транзистора является именно напряжение, а не ток.
- имеет очень большое входное сопротивление (несколько десятков мегаом). Из-за этого статический ток, который протекает по цепи управления имеет очень-очень малое значение (порядка нескольких микроампер).

Итак, если пин порта МК сконфигурирован как вход, то это значит, что к этому пину подключен вывод затвора внутреннего полевого транзистора. Поэтому для того, чтобы этот транзистор включить (получить от пина значение "лог.1"), достаточно подать на пин +5В, ну а чтобы выключить (получить от пина значение "лог.0")- соединить пин с землёй. Поскольку, как было сказано выше, вход высокоомный, то необходимо строго подавать на него либо +5В либо соединять с землёй. "Висящим" в воздухе высокоомный вход оставлять нельзя, поскольку он "нахватается" всяких помех (для управления ведь мощность очень небольшая нужна - как раз у помехи её и хватит).  А как быть, если нужно, например, считать состояние кнопки в тот момент, когда она разомкнута? Вход ведь в висящем состоянии нельзя оставлять. Вот тогда на помощь приходит схема с подтягивающим резистором:
http://wiki.amperka.ru/_media/%D1%81%D1 … tors-6.png либо http://wiki.amperka.ru/_media/%D1%81%D1 … tors-7.png
В первой схеме при разомкнутой кнопке на пин через резистор будет подаваться потенциал земли, т.е. "лог.0", а во второй - потенциал +5В ("лог.1"). Следует заметить, что 10кОм по сравнению с несколькими десятками мегаом входного сопротивления - это практически ничего, поэтому пин МК "почувствует" потенциал +5В либо потенциал земли запросто. Другое дело будет обстоять, если замкнуть кнопку. В этом случае через неё и резистор начнёт протекать ток - от плюса к минусу. Значение этого тока будет равно I = U/R; I = 5 / 10000 = 0,0005А или 0,5мА, а пин МК "почувствует" потенциал +5В для первой схемы и потенциал земли - для второй. Логичным будет вопрос: "А зачем тогда вообще резистор? можно ведь вместо него перемычку впаять?". Конечно можно! Скажу больше - до момента нажатия на кнопку ничего не изменится. Но только стоит нажать на кнопку, как из источника питания, запитывающего МК, пойдёт дымок - создастся режим КЗ. Так вот, этот резистор и нужен для того, чтобы ограничить ток в момент нажатия на кнопку. Его значение может лежать в широких пределах - можно и 10 Ом поставить, но тогда ток будет 0,5А - а это никому не нужно. Чересчур большое сопротивление ставить также нет смысла: если оно будет соизмеримо с входным сопротивлением, то считайте, что вход у вас "висит в воздухе".... Оптимальное значение - от 10кОм до 50кОм. Кстати, у МК есть внутренний подтягивающий резистор на каждом входе со значением 50кОм. Его можно программно задействовать, но для надёжности лучше все же использовать резистор внешний.

Если пин порта МК сконфигурирован на выход, то последовательно соединённый резистор нужен также для ограничения тока, протекающего по цепи: выход МК - нагрузка. Без этого резистора можно спалить порт МК! Ну а значение его расчитывается исходя из длительно допустимого тока выхода МК, равного 20мА. Для надёжности лучше всё же 20 мА не принимать - принимайте 10 - 15мА - этого более, чем достаточно. Если необходимо коммутировать большую нагрузку - используйте ключи на биполярных транзисторах либо сборку таких ключей, например ULN2003. В последнем случае необходимо только подключить эту микросхемку к выходам МК - в ней есть уже все резисторы, транзисторы и т.д.

2) Пару слов за светодиоды. У светодиода основными параметрами есть прямое напряжение Uf  и прямой ток If. В справочниках ищем значения этих величин и расчитываем сопротивление резистора по формуле: R = (Uпит - Uf) / If. В формуле Uпит - напряжение источника питания.
Не рекомендуется принимать значения из таблицы "Maximum Ratings" - это ведь максимально-допустимые параметры. Лучше задаться током в 20 мА и менее. Так и выходы МК не будут шибко напрягаться и потребляемая мощность будет меньше (это актуально при питании МК от батарей). Современные светодиоды уже при 5мА светят достаточно заметно, а при 10мА - тем более.

3) Сопротивление потенциометра выбирается из тех же соображений, что и подтягивающее сопротивление. Через потенциометр в 10кОм течёт ток в 0,5мА. Мощность, которая на нём выделится будет равна 0,0025Вт. Поэтому греться он не будет (за нагрев как раз писал tatkov). При небольших сопротивлениях потенциометра возрастает протекающий ток, который и вызывает нагрев. Поэтому их использование нецелесообразно.
Сопротивление потенциометра можно выбирать в диапазоне 1кОм - 100кОм.

4) Вопрос интересный:) КЗ - это явление, которое характеризуется величиной тока, которая гораздо больше номинального значения и не предусмотрена конструкцией устройства. К примеру, 200А для сварочного трансформатора - это нормальный рабочий ток, а вот для блока питания (БП) Ардуино 200А - это КЗ (хотя такое значение тока БП от Ардуино никогда в жизни не обеспечит). К примеру, если ток БП равен 1 А, то значение тока больше этого значения может считаться током КЗ. При 5В и 1А сопротивление резистора должно быть 5Ом. При меньшем значении сопротивления может наступить режим КЗ.
Если такой резистор включить между любым пином, настроенным на выход, и землёй, то выход Ардуино выйдет из строя, поскольку максимальный ток выхода - 40мА.
Если такой резистор использовать в качестве подтягивающего, то может выйти из строя БП либо цепи питания (см. п.1)

Как мог - расписал   Если что - обращайтесь.

Tina98

Учасник

Зареєстрований: 2015-02-28

Повідомлень: 1

Re: Общий вопрос по електронике в целях разложить все по полочкам

можно таким паяльником паять микросхемы на материнке?
rozetka.com.ua/works_w3074s_31044/p281818

KvP

Гість

Re: Общий вопрос по електронике в целях разложить все по полочкам

можно таким паяльником паять микросхемы на материнке?
rozetka.com.ua/works_w3074s_31044/p281818

Паять можно и разогретым гвоздем, было бы умение
Есть у меня такой паяльник. Сразу скажу о подставке из комплекта - одно название, что подставка: круглая таблетка 4 см в диаметре с откидывающейся проволочной скобой. Толку с нее не много, но лучше чем ничего - у паяльника нос тяжелее ручки и просто так его на столе не оставишь, подставка необходима. Разве что можно прикрепить ее к какой-нибудь доске чтобы по столу не елозила.
Жало плоское (отвертка) с покрытием от обгорания, диаметр стержня 5 мм, ширина рабочего конца 4 мм.
Лично мне мелочь удобнее паять конусным жалом. И 40 Вт тоже кажется многовато, хочу сделать регулятор температуры к нему.
Паяю нечасто, до него был эпсн-25 (сгорел). А еще со студенческих времен есть типа такого (картинка из интернетов):
сколько же он всего перепаял... 

NoName

Customer

З Київ

Зареєстрований: 2014-07-08

Повідомлень: 1,446

Re: Общий вопрос по електронике в целях разложить все по полочкам

"Паять можно и разогретым гвоздем, было бы умение smile"  факт )  но не BGA )хотя если перевернуть  и гвоздь заточить,  да под микроскопом ).

но лучше что то в этом роде

http://aoyue.in.ua/aoyue-710/#more-150

перепаять конденсаторы предложенного  ( rozetka.com.ua/works_w3074s_31044/p281818 ) паяльника хватит. но без простейшей станции, SOIC с мелким шагом уже неудобно.