Как узнать, нужно ли мне использовать резистор в цепи?

Я пытаюсь найти ответы на этот вопрос в Google, но не могу найти ответы, которые действительно относятся к тому, что я хочу знать. Я бы считал себя новичком в области электроники, имеющим некоторый опыт, но не понимающим, как все складывается воедино, кроме некоторых основ. Что мне интересно, так это; Как я могу узнать, нужно ли мне использовать резистор в цепи? В частности, когда я подключаю датчики к Arduino, как я могу определить, нужны ли мне резисторы в цепи? Куда бы я ни посмотрел, я обычно вижу пример светодиода/резистора по умолчанию, но это бесполезно. Это не объясняет, как модули и датчики Arduino/Raspberry PI вписываются в уравнение. Я знаю, что в спецификациях различных модулей/датчиков объясняется, какой ток требуется/используется устройством, но как мне это взять и применить к схеме Arduino? Заранее спасибо.

, 👍2

Обсуждение

ответ это ... это зависит. резисторы используются в основном для ограничения тока, поэтому это зависит от того, нужно ли это датчику (и на каких выводах). Лучший способ — прочитать техническое описание, там в основном показаны примеры для типичной схемы., @Michel Keijzers


2 ответа

Лучший ответ:

2

Из технических характеристик датчика вы знаете, какой максимальный ток должен потреблять датчик. Предположим, вам нужно подать 5 В на датчик.

Затем запишите закон Ома: E = IR (напряжение на компоненте определяется произведением его сопротивления на ток через него. Вам нужно знать номинал резистора, который нужно включить последовательно с датчиком для ограничения ток до этого максимального значения или меньше. Поэтому решите закон Ома для сопротивления (R) напряжения (E):

R = E/I или 5 В/максимальный ток.

Это дает вам значения последовательного резистора для ограничения тока до максимума, при условии, что у датчика нет (или очень мало) собственного внутреннего сопротивления.

Или рассмотрим светодиод, для которого в спецификации указан максимальный ток и внутреннее падение напряжения (называемое "прямое напряжение"). Если вам не нужно, чтобы светодиод работал на полной мощности (а вы, вероятно, этого не хотите), он будет работать дольше, если вы ограничите его до меньшего значения, поэтому давайте возьмем 75% в качестве рабочего значения и рассчитаем последовательный резистор до дают 75% от максимального тока. Красные светодиоды обычно имеют прямое напряжение 2 В и максимальный ток 15 мА (но не стройте для «типичных» деталей — стройте для той части, которая у вас есть). Предположим, источник питания 5 В:

R = E/I = (5 В - 2 В) / (0,015 X 0,75) = 3 / 0,01125 = 266 Ом. Таким образом, мы бы выбрали доступное значение резистора, близкое к 266 Ом (здесь нет необходимости быть точным — мы уже оставили запас прочности, уменьшив ток на 25%).

Если вы рассчитаете напряжение (опять же, используя закон Ома) на резисторе 266 Ом (или на том, что вы использовали), вы обнаружите падение напряжения примерно на 3 В, а прибавив прямое напряжение светодиода, равное 2 В, вы получите получить напряжение питания 5v.

схема

Обновление:

Зачем нам нужен резистор на светодиоде, который потребляет 15 мА тока, который Arduino может обеспечить хорошее питание, но мы не на датчике, подобном HC-SR04, потребляющий ток 15 мА?

Речь идет о поведении самого компонента или модуля, и для этого требуется техническое описание компонента и техническое описание модуля. Светодиод имеет прямое падение напряжения, но в остальном выглядит почти как короткое замыкание, поэтому для защиты от перегрузки по току требуется резистор. Модуль часто предоставляет некоторую схему вокруг компонента, чтобы помочь пользователю интегрироваться в свой проект. Конечно, насколько это поможет, зависит от дизайнера. Один модуль может не иметь ничего, кроме выводов, совместимых с макетом, в то время как другой — для того же устройства — может иметь компоненты стабилизации или источника питания, переключатели логического уровня 3,3 В <-> 5 В и защитную схему для защиты дорогостоящего устройства. компонент от неправильного использования.

Почему этому компоненту нужен резистор, а другому нет? Это зависит от электрического поведения этих компонентов. Вот тривиальный, но, надеюсь, наглядный пример:

Светодиодный

Устройство слева можно считать светодиодным модулем, тогда как устройство справа представляет собой просто светодиод. Очевидно, все, что я сделал, это припаял токоограничивающий резистор на месте одной ножки, чтобы получился готовый макетный светодиод. Он предназначен для цепей 5В; включение его в цепь 12 В приведет к пожару светодиода. Здесь я (как «разработчик модуля») использовал техническое описание светодиода, чтобы узнать, какая схема необходима для его защиты, а как «потребитель» мне нужно было бы ознакомиться со спецификацией модуля, чтобы узнать, как его применять. Если бы я продавал эти вещи, к ним прилагалась бы спецификация: «Используйте этот светодиодный модуль только в приложениях с напряжением 5 В или меньше».] Хм, довольно тривиальный пример, но вы поняли идею.

,

Спасибо за ответ. Я думаю, что понимаю часть закона Ома, однако, где я запутался, мы ставим резистор на светодиод, но в некоторых учебных пособиях по «стартовому» набору, таких как в SparkFun, используются разные сенсорные модули, такие как HC -SR04 Ультразвуковой датчик, без включения резисторов в цепь. Вот чего я не понимаю. Почему нам нужен резистор на светодиоде, который потребляет 15 мА тока, который прекрасно может обеспечить Arduino, но нам не нужен резистор на таком датчике, как HC-SR04, который потребляет 15 мА тока? Что определяет, что мне нужен резистор здесь, а не там?, @Micah Barnhart

Кроме того, по-разному ли работают модули и датчики при определении потребности в резисторах? Я заметил, что в некоторые модули встроены резисторы. Означает ли это, что мне не нужно добавлять резистор в цепь от моего Arduino к моему модулю?, @Micah Barnhart

HC-SR04 — это целый модуль с множеством компонентов. Это само по себе целая цепь. Светодиод является одним компонентом. Ему нужны другие компоненты, чтобы сделать его схемой. Одним из них является резистор., @Majenko

0

Как определить, нужно ли использовать резистор в цепи?

Вы можете сказать, потому что цепь включает резистор.

Если для схемы требуется резистор, схема цепи будет включать резистор. Если нет, то и не будет.

Схема подключения светодиода к Arduino состоит из Arduino, светодиода и резистора. Из-за этого вы знаете, что ему нужен резистор. Потому что там написано, что нужен резистор.

На резисторе падает определенное напряжение, когда через него протекает определенный ток (прочитайте Закон Ома...). Если вам нужно сбросить определенное напряжение с определенным известным током или если вам нужно заставить определенный ток течь с фиксированным напряжением, тогда вы используете резистор для этой работы.

Нельзя волей-неволей добавлять резисторы в каждую схему, которую вы создаете, просто потому, что вы видите, что один из них используется со светодиодом.

Если на устройстве указано, что оно питается от 5 В и потребляет ток 300 мА, значит, вам нужно подключить его к источнику питания с напряжением 5 В. Вы также знаете, что модуль будет потреблять до 300 мА тока от этого источника, поэтому ваш источник должен обеспечивать по крайней мере такой ток.

,
Смотрите также: