Теоретический вопрос
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Ср, 27/02/2013 - 00:39
Даже два вопроса:
1) Безопасно ли подсоединять напрямую пины А0 и 5V? Если да, почему не происходит короткого замыкания?
Скажу честно, не подумав хорошенько я их все-таки соединил )), но ничего не взорвалось, ардуино выдавало 1023 при чтении с A0.
2) По закону Ома - U = R*I. Если мы в цепь между A0 и 5V вставит резистор, то что изменится - I или U? И почему? А как вычислить их кокретные значения?
на второй вопрос ответит закон Ома.
2) Не понятно. Я не знаю U и I одновременно. Как их вычислять?
Если можно посчитайте пожалуйста значения при R = 220 Oм.
Если вы в цепи между A0 и 5V поставите резистор то по закону ома изменится ток будет так. U=I*R 5=I*220 I=5/220 >> 0,02А.
Может вы просто не понимаете этой зависимости. В вашем случае нужно понимать что напряжение это не разность потенциалов и не ЭДС. И при включении последовательно резитора - у вас напряжение не упадет (ну может чуть чуть), а сила тока уменьшится.
Если вы в цепи между A0 и 5V поставите резистор то по закону ома изменится ток будет так. U=I*R 5=I*220 I=5/220 >> 0,02А.
Аналоговые и цифровые выводы в режиме входа в идеале имеют сопротивление равное бесконечности, в реальности же это гигаомы, в расчетах входное сопротивление АЦП и портов обычно не учитывают.
Почему не верно то посчитайте сами. Да и потом 0,02А это и есть 20мА. в 1А 1000мА
Если вы в цепи между A0 и 5V поставите резистор то по закону ома изменится ток будет так. U=I*R 5=I*220 I=5/220 >> 0,02А.
Остается непонятным то, что показания A0 при подключении резистора падают, то есть напряжение не остается равным 5V. Падает существенно: при подключении светодиода и резистора на 220 Ом, А0 показывает 600-700.
Вот мои вычисления:
1) R = 220 Ohm, U = 1002/1023 * 5 = 4,9 V : I = U/R = 0,022(27) A
2) R = 440 Ohm, U = 982/1023 * 5 = 4.79 V : I = U/R = 0,01 A
Получается, что падают одновременно и ток и напражение. Что здесь за хитрая зависимость?
Блин придется объяснять на пальцах. Честно говоря я и сам сталкивался с этими непонятками - гугл мне очень помог. Ну и ладно, мне не в падлу.
Вы получили ток на выходе 0,022А теперь чтобы определить какое напряжение будет на входе Ардуино - нужно взять внутреннее сопративление входа (примерно 100Мом) поделить его на сумму этого сопративления и токоограничивающего резистора и умножить на напряжение питания. Вот так:
А в эквиваленте вся ваша система на самом деле является делителем напряжения, а это значит что показания будут эквивалентны выходу этого делителя . Т.е. все равно что мерить Вольтметром вот такую схему:
Вы получаете значения U2. Надеюсь понятно.
Закон ома ну ни куда не денешь. И напряжение .... я еще раз говорю это не потенциал, и не ЭДС. Не запаривайтесь над этими понятиями. ПОЙМИТЕ раз и на всегда - всегда есть потери при использовании резисторов. само собой что даже если бы схема не была эквивалентом делителя напряжения то все равно вы бы потеряли часть напряжения (но это мизер). При ваших подсчетах вы должны получить 4,5В на входе ардуино. теперь посмотрим сколько примерно должно быть значение АЦП. 5/1023=4.5/Х >>>в пределах 900. Это при всем при том что все наши расчеты приблизительные.
Nikelbak, вы зачем человека вводите в заблуждение??? какие 22 мА ??? какие 100 МОм ???
не забывайте учитывать то как настроен пин,на вход-выход и подключен ли внутренний резистор или нет
1) R = 220 Ohm, U = 1002/1023 * 5 = 4,9 V
2) R = 440 Ohm, U = 982/1023 * 5 = 4.79 V
Вопрос был - не сдохнет ли аналоговый вход если его подключить напрямую к +5В. ответ не сдохнет если не больше.
А второй вопрос помоему по другому понять нельзя. Человек спросил как и почему - я ответил. Товарищ все правильно посчитал, просто понять не может почему так. И кстати килоомы тут не нужны.
таки непонятно, зачем нужно рассчитать именно конкретное значение на АЦП? я так понимаю что мутится вольтметр на ардуине. вот его формула: Uin=ADC*5*D/1024
да хоть на 1025 - я же говорю все примерно. Может и вольтметр. Но челоек пишет про 5В - зачем тогда делитель.
Вопрос то другой. Вот возьмите резистор и подключите его последовательно к источнику питания 5В и померьте напряжение на выходе - напряжение не будет 5В оно будет меньше. но не на много. А все потому что и вольтметр имеет внутреннее сопративление. То же самое и со входом ардуины. Вот человек и не может понять почему так.
Ну вобщем это лично я так понял.
Тут лучше выслушать версию топикстартера а не гадать.
Вот возьмите резистор и подключите его последовательно к источнику питания 5В
А как это подключить резистрор последовательно к источнику питания? А параллельно как?
Вопрос то другой. Вот возьмите резистор и подключите его последовательно к источнику питания 5В и померьте напряжение на выходе - напряжение не будет 5В оно будет меньше. но не на много. А все потому что и вольтметр имеет внутреннее сопративление. То же самое и со входом ардуины. Вот человек и не может понять почему так.
А "параллельно источнику питания" - это зачем? Это делают только для того, чтобы выхлдной конденсатор разряжался после выключения
По поводу "закон Ома" - недостаточно, нужен еще и закон Киркгофа!
На пальцах;
1. Подключаем А0 напрямую к +5В - получаем 1023
2. Подключаем через резистор R - получаем Х (меньше, чем 1023)
3. Входное сопротивление для А0 считается (из простой пропорции) Ra0 = R * X / (1023-X)
Теоретически, конечно, да, должно быть мегом 10, не меньше, практически же там еще и реактивное сопротивление присутствует, которое зависит и от потенциала соседних ног, и от частоты опроса... много от чего. Я обычно считаю, что оно 1 МОм.
Общий ток в измерительной цепи будет I=5/(R+Ra0)
Теоретически, конечно, да, должно быть мегом 10, не меньше, практически же там еще и реактивное сопротивление присутствует, которое зависит и от потенциала соседних ног, и от частоты опроса... много от чего. Я обычно считаю, что оно 1 МОм.
Мегомом меряется активное сопротивление. Оно, наверно, под гигаом, не меньше. Я считаю 1 МОм, то есть я беру 1 Мом, чтобы понять, не вносит ли он погрешность в измеряемую цепь. И вообще, стараюсь, чтобы выходное сопротивление измеряемого сигнала было не меньше 10 кОм.
Вы куда эти резисторы подключаете? Один вывод резистора к А0, а другой вывод к +5V так? Если так, то может у вас резисторы на 220 КОм и 440 КОм?
Да, так. Резисторы на 220 Ом, проверил.
не забывайте учитывать то как настроен пин,на вход-выход и подключен ли внутренний резистор или нет
Настроен на вход, внутренний резистор не подключал. При соединении с землей через резистор 10 kOhm А0 показывает 0.
Вы получили ток на выходе 0,022А теперь чтобы определить какое напряжение будет на входе Ардуино - нужно взять внутреннее сопративление входа (примерно 100Мом) поделить его на сумму этого сопративления и токоограничивающего резистора и умножить на напряжение питания. Вот так:
А в эквиваленте вся ваша система на самом деле является делителем напряжения, а это значит что показания будут эквивалентны выходу этого делителя . Т.е. все равно что мерить Вольтметром вот такую схему:
Вы получаете значения U2. Надеюсь понятно.
Посчитаем неизвестное внутреннее сопротивление X исходя из наших данных:
1) R2 = 220 Ohms, U2 = 4,9 V => 5 * 220 / (220 + X) = 4,9 => X = 4,5 Ohms
2) R2 = 440 Ohms, U2 = 4,79 V => 5 * 440 / (440 + X) = 4,79 => X = 19,3 Ohms
Вообще из этой формулы следует, что U2 стремится к U при увеличении сопротивления R2. Практика показывает другое: при R2 = 10 KOhms U2 = 2,5 V. То есть При увеличении R2, U2 падает.
А "параллельно источнику питания" - это зачем? Это делают только для того, чтобы выхлдной конденсатор разряжался после выключения
По поводу "закон Ома" - недостаточно, нужен еще и закон Киркгофа!
На пальцах;
1. Подключаем А0 напрямую к +5В - получаем 1023
2. Подключаем через резистор R - получаем Х (меньше, чем 1023)
3. Входное сопротивление для А0 считается (из простой пропорции) Ra0 = R * X / (1023-X)
Теоретически, конечно, да, должно быть мегом 10, не меньше, практически же там еще и реактивное сопротивление присутствует, которое зависит и от потенциала соседних ног, и от частоты опроса... много от чего. Я обычно считаю, что оно 1 МОм.
Общий ток в измерительной цепи будет I=5/(R+Ra0)
Не понимаю откуда взялась формула Ra0 = R * X / (1023-X), но похоже на правду: во всех проведённых экспериментах Ra0 почти одинакова и очень близка к 10 кОм.
Вы куда эти резисторы подключаете? Один вывод резистора к А0, а другой вывод к +5V так? Если так, то может у вас резисторы на 220 КОм и 440 КОм?
Да, так. Резисторы на 220 Ом, проверил.
Ildash вы не правильно посчитали у вас по моей формуле сверху Х и снизу R1+X. Блин ребят ну я не знаю как вам еще это объяснить.
AlexFisher благодарю за помощ в объяснении. Вообще канечно я тоже пользуюсь цифрой в 10Мом. Хотя во многих описаловках ардуин пишут что близко к 100Мом.
Ildash - вы определите задачу корректнее, ато вы так пишите - как будто вы вообще не в курсе принципов электроники, и вам это все нужно разжевать.
Если вас просто беспокоит то что при использовании резистора вы не получаете в АЦП 1024 то это один вопрос. А если вам не понятно что изменяется ток или напряжение, при подключении резистора (Последовательно источнику питания, что означает токоограничивающий резистор), то тут вам википедия и измерители в помощ.
Не понимаю откуда взялась формула Ra0 = R * X / (1023-X), но похоже на правду: во всех проведённых экспериментах Ra0 почти одинакова и очень близка к 10 кОм.
Я же написал, из пропорции! Отношение напряжений равно отношению сопротивлений (при равном токе, а ток здесь равный по 1-му закону Кирхгофа)
R/Ra0 = U(R)/U(Ra0) = (1023-X)/X
А с низким входным сопротивлением у аналогового входа я уже встречался - похоже, что-то сдохло в контроллере.
Ildash вы не правильно посчитали у вас по моей формуле сверху Х и снизу R1+X. Блин ребят ну я не знаю как вам еще это объяснить.
AlexFisher благодарю за помощ в объяснении. Вообще канечно я тоже пользуюсь цифрой в 10Мом. Хотя во многих описаловках ардуин пишут что близко к 100Мом.
Ildash - вы определите задачу корректнее, ато вы так пишите - как будто вы вообще не в курсе принципов электроники, и вам это все нужно разжевать.
Если вас просто беспокоит то что при использовании резистора вы не получаете в АЦП 1024 то это один вопрос. А если вам не понятно что изменяется ток или напряжение, при подключении резистора (Последовательно источнику питания, что означает токоограничивающий резистор), то тут вам википедия и измерители в помощ.
Спасибо! Теперь я разобрался. Получается R_внутр = 10кОм.
В электронике я и правда плохо разбираюсь. Пытаюсь хоть как-то восполнить свои пробелы в образовании.
А с низким входным сопротивлением у аналогового входа я уже встречался - похоже, что-то сдохло в контроллере.
Хм. Жаль, если это в самом деле так.
Я не могу больше отнимать у вас время, спасибо вам за ответы. Пойду читать учебник по схемотехнике)
Пойду читать учебник по схемотехнике
Тогда уж лучше по ОТЦ (основы теории цепей):)