Điện trở kéo là gì?

Điện trở kéo là thành phần rất phổ cập trong những mạch số hoặc có sử dụng vi tinh chỉnh và điều khiển. Vậy khi nào và ở đâu tất cả chúng ta sử dụng điện trở kéo ? Và trị số của điện trở kéo bao nhiêu là đủ ? Tại sao chúng lại quan trọng như vậy ?
Chúng ta có một MCU ( vi tinh chỉnh và điều khiển ) với một chân được thông số kỹ thuật là một nguồn vào ( Input ). Nếu không liên kết chân này với thành phần nào khác, thực thi đọc trạng thái của chân này. Lúc này tác dụng chương trình trả về là mức cao hay mức thấp ? Rất khó để hoàn toàn có thể vấn đáp do hiện tượng kỳ lạ trôi nổi dẫn đến trạng thái là không xác lập. Người ta sẽ sử dụng một điện trở kéo lên hoặc kéo xuống để xác lập 1 trong 2 trạng thái là HIGH ( mức tích cực cao ) hoặc LOW ( mức tích cực thấp ). Và bảo vệ dòng điện chạy qua nó là đủ nhỏ để không làm hỏng MCU .

Trong bài viết này chúng ta sẽ chỉ đề cập đến điện trở kéo lên, mọi thứ sẽ tương tự với điện trở kéo xuống. Điều khác nhau ở đây là:

• Điện trở kéo lên thường được nối đến Vcc của mạch, thông thường là 3.3V hoặc 5V.
• Điện trở kéo xuống được nối đến GND (đất).

Điện trở kéo thường sử dụng đi kèm với linh phụ kiện đóng ngắt như nút bấm, công tắc nguồn, trong mạch quy đổi tương tự như / số, tiếp xúc I2C …

Với điện trở kéo lên, nguồn vào của MCU sẽ đọc trạng thái là HIGH nếu nút nhấn không được bấm. Nói cách khác, một lượng nhỏ dòng điện sẽ chạy qua giữa Vcc và nguồn vào của MCU ( không phải GND ). Do đó, mức điện áp tại nguồn vào của MCU sẽ đọc là mức điện áp Vcc ( HIGH ). Khi nút nhấn được bấm, nó sẽ liên kết trực tiếp đầu vào MCU với GND. Dòng điện sẽ chạy thẳng qua điện trở kéo xuống GND, do đó mức điện áp đọc tại đầu vào MCU là 0V ( LOW ). Nếu không có điện trở kéo lên, khi bạn nhấn nút sẽ xảy ra hiện tượng kỳ lạ đoản mạch .

Chọn giá trị điện trở kéo như thế nào?

Đơn giản là bạn chỉ cần chọn giá trị điện trở kéo cỡ xấp xỉ 10K Ω là ổn .

Giá trị điện trở thấp cho dòng lớn đi qua, gọi là kéo mạnh. Ngược lại, giá trị điện trở cao gọi là kéo yếu.

Bạn cần biết rằng trở kháng tại nguồn vào của MCU nằm trong khoảng chừng 100K Ω – 1M Ω .
Giá trị điện trở kéo cần phân phối 2 điều kiện kèm theo sau :

• Khi nút bấm được bấm: dòng điện chạy trực tiếp từ Vcc xuống GND thông qua R1, vì thế giá trị của R1 không được thấp quá để tránh lãng phí dòng điện cũng như ko làm ảnh hưởng đến toàn mạch.
• Khi nút bấm không được bấm: R1 kết hợp với trở kháng (R2) của đầu vào MCU tạo ra mạch phân áp, điện áp tại đầu vào sẽ phụ thuộc vào R1. Nếu R1 quá cao dẫn đến sụt áp quá nhiều, MCU không phân biệt được chính xác trạng thái tại đầu vào.

Thông thường người ta chọn giá trị điện trở kéo ( R1 ) bằng 1 ⁄ 10 trở kháng ( R2 ) của MCU .

Hiện nay, hầu hết các dòng vi điều khiển đã được nhà sản xuất tích hợp điện trở kéo bên trong, có thể điều khiển chức năng này một cách nhanh chóng thông qua các đoạn mã lệnh.

Ý kiến khác chỉ ra rằng khi sử dụng điện trở kéo có trị số lớn, vận tốc phản hồi của mạng lưới hệ thống sẽ chậm đi. Đó là do mạng lưới hệ thống có sử dụng mạch lọc RC, mạch RC cần một khoảng chừng thời hạn đủ để xả hoặc nạp đầy tụ điện trước khi mạng lưới hệ thống phân phối tín hiệu. Trên một đường truyền có vận tốc cao ( USB ví dụ điển hình ) thì điện trở kéo có giá trị lớn sẽ làm số lượng giới hạn vận tốc truyền tài liệu. Đó là nguyên do tại sao bạn lại hay thấy người ta dùng điện trở kéo có giá trị tương đối thấp vào khoảng chừng 1K Ω – 4.7 KΩ trên những mạch truyền nhận tài liệu .

Tính toán giá trị điện trở kéo

Nếu trong một trường hợp nào đó, chân MCU chuyển từ Input thành Output, trong khi dòng ra ( vào ) trên chân MCU phải bảo vệ nhỏ hơn hoặc bằng 20 mA. Điện trở kéo phải được phong cách thiết kế bảo vệ cho MCU hoạt động giải trí bảo đảm an toàn và tiết kiệm chi phí nguồn năng lượng .

Giả sử bạn muốn dòng điện tiêu thụ khi nhấn phím là 1 mA, mạng lưới hệ thống có Vcc là 5V .
Đơn giản chỉ cần vận dụng định luật Omh với công thức :

Theo mạch trên :

Kết quả:

Như vậy, với điện trở kéo là 5K Ω sẽ phân phối được nhu yếu trên .
Tham khảo : Sparkfun

Source: https://baoduongdieuhoa24h.com
Category: Điện Tử