왜 정확히 470 또는 1k Ω입니까? (출력 핀의 손상을 방지하기 위해)


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Arduino 튜토리얼의 Digital Pins 섹션에서 인용하십시오 .

Arduino 핀의 단락 또는 고전류 장치를 구동하려고하면 핀의 출력 트랜지스터가 손상되거나 파괴되거나 전체 Atmega 칩이 손상 될 수 있습니다. 이로 인해 마이크로 컨트롤러에 "데드 (dead)"핀이 발생하지만 나머지 칩은 여전히 ​​제대로 작동합니다. 이러한 이유로 특정 애플리케이션에 대해 핀에서 최대 전류가 필요하지 않는 한 OUTPUT 핀을 470Ω 또는 1k 저항을 가진 다른 장치에 연결하는 것이 좋습니다.

이 번호는 저에게 부두입니다 : 왜 "470" 또는 "1k"입니까? "단락이있을 경우 적어도 470Ω"과 같이 정확히 하나의 숫자가 제공되지 않는 이유는 무엇입니까?

Arduino를 키보드 컨트롤러 로 사용하는 것을 고려하고 있기 때문에 관심 이 있습니다.이 사용 사례에서 버튼을 누르면 라인이 기본적으로 단락됩니다. 물론 선은 약간의 저항이 있지만 아직 측정 할 기회는 없었습니다.


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핀을 사용하여 버튼을 감지하는 경우 핀이 입력으로 구성된다고 생각하면 핀을 접지로 단락시키는 것이 좋습니다.
Gorloth

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470과 1000은 땜장이가 놓을 가능성이있는 일반적인 값입니다. 따라서 이것은 "약 500 ~ 1000 옴 사용!"과 비슷하지만 일반적인 저항 값으로 정규화됩니다.
Kaz

답변:


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먼저 단락에 대해 조금 : 단락은 전류 경로에 의도적 인 전류 제한 요소가없는 회로입니다. 결과적으로 저항으로 작용하기 위해 저항이 0으로 시작되는 회로 요소와 전원 공급 장치에 대한 일반적인 수학적 모델이 종종 파손되어 예상 전압보다 낮아지고 파괴적인 과열이 발생합니다.

마이크로 컨트롤러의 최대 전류 사양으로 인해 핀에서 흐르는 전류 경로에 저항 요소가 필요합니다. 핀에서 40 mA를 출력하여 핀이 죽을 것으로 예상 할 수 있으며 모든 핀에서 동시에 200 mA를 올바르게 기억하면 동시에. 이 시스템의 공칭 전압은 5V이므로 470 : 전류를 계산하면 어떻게되는지 봅시다 . 이것은 마이크로 컨트롤러를 손상시키지 않는 전류에 대해 좋고 값이 좋은 것입니다. 대신 1 를 사용하는 경우5 VΩ유전율Ω5V470Ω10mAkΩ저항을 사용하면 5mA를 얻을 수 있습니다. 또한 저항의 두 값은 상대적으로 인기가 있으며 동시에 작은 전류를 제공하지만 너무 작지 않으므로 트레이스의 커패시턴스를 고려해야합니다.

실제로 단락이 발생하는 경우 선 자체는 무시할만한 저항을 가질 것으로 예상해야합니다! 이로 인해 핀이 직접 단락되어 따옴표로 쓰여진 핀이 끊어집니다. 또한 단락 전류는 과열 및 스파크로 인해 푸시 버튼 접점 수명에 부정적인 영향을 미치기 때문에 푸시 버튼이 파손되는 경우가 많습니다. 라인 연결에 단락 회로를 사용하는 대신 라인 접지 근처에 저항을 배치하는 것이 더 좋습니다. 라인 전원이 켜질 때 전류가 제한됩니다. 저항을 라인의 접지 연결 근처에 배치하면 라인에서 가장 큰 전압 강하가 끝나는 것을 확인할 수 있습니다. 따라서 푸시 버튼을 사용하여 다른 센싱 라인으로 단락 시키면 센싱 라인에 최대 전압이 표시됩니다.

또한 입력으로 설정된 핀은 소위 "고 임피던스"모드에 있습니다. 즉, 접지에 연결된 매우 큰 저항을 가진 저항처럼 동작합니다. 핀이 감지 핀일 뿐이라고 100 % 확신하는 경우 다른 저항을 그 앞에 놓을 필요가 없습니다. 이 경우에도 실수로 핀을 입력 이외의 것으로 설정하여 잠재적으로 단락을 일으킬 수 있으므로 저항을 배치하는 것이 좋습니다. 저항을 배치하면 감지 라인을 통과하는 전류가 매우 적으므로 저항의 전압 강하가 매우 낮아 핀이 최대 전압을 볼 수 있음을 명심하십시오.

좀 더 "고급 판독"을 원하면 일부 Arduino에서 사용되는 마이크로 컨트롤러 중 하나 인 ATmega328 에 대한 데이터 시트 를 살펴볼 수 있습니다 . 섹션 29. 전기적 특성에서, 절대 최대 정격에서 I / O 핀당 전류는 40mA이며 총 장치의 경우 200mA임을 알 수 있습니다.

업데이트 : 절대 최대 등급과 작동 등급을 혼동하지 마십시오! ATmega32U4에 대한 데이터 시트의 공지 사항 :

NOTICE: Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent dam- age to the device. This is a stress rating only and functional operation of the device at these or other conditions beyond those indicated in the operational sections of this specification is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.

다음은 동일한 데이터 시트의 379 페이지에있는 각주입니다.

Although each I/O port can sink more than the test conditions (20mA at VCC = 5V, 10mA at VCC = 3V) under steady state conditions (non-transient), the following must be observed: ATmega16U4/ATmega32U4: 1.)The sum of all IOL, for ports A0-A7, G2, C4-C7 should not exceed 100 mA. 2.)The sum of all IOL, for ports C0-C3, G0-G1, D0-D7 should not exceed 100 mA. 3.)The sum of all IOL, for ports G3-G5, B0-B7, E0-E7 should not exceed 100 mA. 4.)The sum of all IOL, for ports F0-F7 should not exceed 100 mA. If IOL exceeds the test condition, VOL may exceed the related specification. Pins are not guaranteed to sink current greater than the listed test condition. 4. Although each I/O port can source more than the test conditions (20mA at VCC = 5V, 10mA at VCC = 3V) under steady state conditions (non-transient), the following must be observed: ATmega16U4/ATmega32U4: 1)The sum of all IOH, for ports A0-A7, G2, C4-C7 should not exceed 100 mA. 2)The sum of all IOH, for ports C0-C3, G0-G1, D0-D7 should not exceed 100 mA. 3)The sum of all IOH, for ports G3-G5, B0-B7, E0-E7 should not exceed 100 mA. 4)The sum of all IOH, for ports F0-F7 should not exceed 100 mA. 5. All DC Characteristics contained in this datasheet are based on simulation and characterization of other AVR microcon- trollers manufactured in the same process technology. These values are preliminary values representing design targets, and will be updated after characterization of actual silicon


우리를 위해 자세하게 작성해 주셔서 감사합니다.
패트릭 휴즈

통찰력에 감사드립니다! 제목에서 입력 핀출력 핀으로 수정했습니다 . 그런데 ATmega32u4 기반의 Leonardo를 사용할 계획 입니다. 5 개의 VI / O 핀은 최대 40mA 로 지정 됩니다.
feklee

@feklee 여기에 매우 조심하십시오! 이 핀은 40mA에서 죽도록 지정되어 있습니다! 전체 데이터 시트를 보고 379 페이지의 각주와 378 페이지의주의 사항에 특히주의하십시오.
AndrejaKo

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실제로이 각주는 매우 중요하므로 여기에 답을 인용하겠습니다.
AndrejaKo

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짧은 대답은 Arduino는 전기 공학 지식이 거의없는 취미 애호가를 대상으로하고 있으며 지침을 간단하게 요약 할 수 있다는 것입니다. 이 두 값은 안전하며 고정 수요 대신 사용자에게 옵션을 제공합니다.

둘 다 표준 크기의 저항기입니다. Arduino 5V VCC 전압과 함께 사용할 경우 470Ω 및 1kΩ은 안전한 전류 소모를 제공합니다 (5v / 470Ω ~ 0.011A (11mA), 5/1000 = 0.005A (5mA)). 그리고 전류 소모는 트랜지스터 또는 LED 또는 유사한 부품에 사용할 수 있습니다.

솔직히, 마이크로 프로세서의 최대 핀 전류 (40mA) 내에서 전류를 끌어 오는 모든 값 저항이 작동합니다. 이는 125Ω 이상의 저항을 의미합니다.


이 저항이 왜 인기가 있는지 설명해 주셔서 감사합니다!
feklee

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@feklee 이것에 대한 자세한 설명을 볼 수는 없지만 관심이 있으실 것입니다 : en.wikipedia.org/wiki/E24_series#E_series
TNW
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