Comment calculer la résistance série pour fournir une certaine tension à une broche?

mcandril

Comment calculer la résistance série pour fournir une certaine tension à une broche?


Je (physicien théoricien, toute la théorie de base, pas d’autre formation en génie électrique) ne fais que plonger dans Arduino et j’ai une question très fondamentale:

Je joue avec un détecteur de mouvement Zilog ePIR (https://www.sparkfun.com/products/9587) en mode matériel. Je voudrais utiliser une résistance fixe pour fournir une tension de, disons, 0,2 V à la broche 3 (DLY), pour définir un délai pour la désactivation de la détection de mouvement (le tout fonctionne sur 3,3 V). D’après la loi de tension de Kirchhoff, je pense que j’ai besoin de la résistance interne du module pour calculer un rapport avec la résistance série. Je reçois R = R_Module * (3,3V-0,2V) /0,2V. Cependant: je ne connais aucune résistance interne, et je ne peux en mesurer aucune entre GND et DLY. Comment calculer la résistance nécessaire? Suis-je en train de penser totalement faux?

J’utilise le circuit de http://macherzin.net/article17-Arduino-Sensoren-Infrarot-ePIR Question bonus: Comment l’auteur savait-il qu’il avait besoin d’une résistance de 80 Ohms s’il connectait le module à 5V?

mcandril

Merci à tous, la haute impédance est en effet quelque chose qui n’est pas courant dans les cours de physique, donc ça m’a vraiment manqué. Bien appris quelque chose aujourd’hui 🙂

Réponses


 Saad

Si vous lisez la section concernant DLY dans la fiche technique de votre capteur, vous verrez qu’il suggère d’utiliser un simple diviseur résistif pour régler le retard. Normalement, vous voulez piloter votre ADC avec une faible impédance de sortie par rapport à l’impédance d’entrée de votre ADC. L’impédance de sortie de vos diviseurs résistifs serait R1 || R2 (en supposant que votre source de tension est parfaite sans impédance de sortie) – donc environ 580 Ω pour le circuit ci-dessous – cela devrait être OK.

Mais supposons que vous vouliez régler le délai à 15 min – ce qui correspond à 1,8 V de la fiche technique. Pour laisser tomber 1,8 V avec le diviseur, R2 devrait être d’environ 5,6 kΩ. L’impédance de sortie serait alors de 3,5 kΩ. Cela pourrait causer des problèmes si l’impédance d’entrée de votre ADC n’est que de 10 kΩ.

Mais comme la fiche technique suggère qu’un diviseur résistif est OK et indique également que l’impédance d’entrée est élevée, je pense que vous serez d’accord avec ce qui suit (ne me citez pas là-dessus, cependant!)

Cela signifie quelque chose comme ceci: entrez la description de l'image ici

R2 laissera tomber une tension de 0,2 V aux bornes. Le reste de la tension (3,3 – 0,2) sera abaissé sur R1. Si votre tension d’entrée est de 5 V au lieu de 3,3, R2 devra être d’environ 400 Ohms.

Si vous rencontrez des problèmes en raison de l’impédance de sortie, vous pouvez tamponner la sortie du diviseur de tension avec un tampon de gain unitaire. Un tampon de gain unitaire a une très faible impédance de sortie et devrait très bien piloter votre ADC.

mcandril

Merci! Une autre petite question: est-ce que je veux connecter DLY à GND si je veux atteindre 0V? (Vous utilisez probablement une résistance de rappel alors?)

Saad

@mcandril oui, je le crois.

Saad

@mcandril Vous pouvez le connecter directement. Je ne pense pas que vous aurez besoin d’un pulldown.


 Olin Lathrop

Comme vous l’avez correctement compris, l’utilisation d’une seule résistance série pour faire chuter la tension nécessite de connaître la résistance de l’entrée qu’elle pilotera. Non seulement cela, il faut que la résistance soit assez constante. Vous ne savez généralement pas ou ne pouvez pas compter sur l’une ou l’autre de ces choses.

Quelque part, il devrait y avoir une spécification pour la résistance d’entrée de la broche que vous essayez de piloter. Parfois, cela est défini en termes de courant de fuite maximum au lieu d’une résistance. Dans les deux cas, il ne s’agit généralement que d’une résistance minimale (ou d’un courant de fuite maximal).

Vous devez ajouter une deuxième résistance à la terre pour former un diviseur de tension, l’impédance de sortie du diviseur étant nettement inférieure à la résistance minimale de l’entrée afin que la résistance d’entrée n’ait pas d’importance. Par exemple, supposons que vous ayez une sortie numérique 0-5 V. Si vous mettez 1 kΩ en série avec celui suivi de 2 kΩ à la terre, la sortie sera 0-3,33 V déchargée. En convertissant ceci en une source de tension équivalente Thevenin, vous avez une source 3,33 V avec une impédance de 1kΩ // 2kΩ = 667 Ω. Tant que la résistance effective de tout ce que ce diviseur entraîne est significativement plus élevée (comme 10 kΩ) que les 667 Ω, la tension sera prévisible et d’environ 0 à 3,3 V.


 juste

Si vous regardez la fiche technique du module, vous pouvez voir que la broche 3 de l’appareil est considérée comme à haute impédance:

broche 3 description haute impédance

Cela signifie que vous pouvez supposer que très peu de courant entrera dans cette broche (c.-à-d. Une résistance élevée dans la broche).

Pour atteindre la tension souhaitée de 0,2 V sur la broche, créez simplement un circuit diviseur de tension simple avec des résistances:

diviseur de résistance simple

Encore une fois, puisque la fiche technique indique que la broche est à haute impédance, vous pouvez supposer qu’aucune quantité appréciable de courant n’y circulera. En utilisant le puissant Kirchhoff, vous pouvez maintenant obtenir des valeurs de résistance approximatives pour atteindre la division de tension dont vous avez besoin.

Vo = Vin * R2 / (R1 + R2)

Choisissez une valeur de R1 ou R2 que vous avez sous la main et voyez si vous avez une autre résistance pour la résistance restante qui donnera de près la tension souhaitée.

Champs EM

Vo = Vin * R2 / R1 + R2

 

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