Çekme Direnci Nedir ve Nasıl Kullanılır?

Bir LED'i açmak için basma düğmesinin gerekli olduğu bir dijital devre oluşturan görüntü. Basmalı düğmenin bir ucunu dijital bir girişe ve diğer ucunu topraklayarak devreyi düzgün bir şekilde bağlarsınız. Sonunda güç sağladığınızda, siz düğmeye basmadan LED'in açılıp kapandığını fark edersiniz.

Daha önce buna benzer durumlar gözlemlediyseniz, dijital devrenize pull-up direnci eklemeyi unutmuş olabilirsiniz. Peki bir pull-up direnci tam olarak nedir? Nasıl çalışır ve birini nasıl kullanırsınız?

Çekme Direnci Nedir?

Çekme direnci, devrenizin mantığına veya programlamasına müdahale edebilecek istenmeyen sinyalleri önlemek için bir dijital devreye eklediğiniz bir dirençtir. Hattı süren başka bir aktif cihaz olmadığında bir giriş hattını pozitife veya VCC'ye çekmenin veya yönlendirmenin bir yoludur. Satırı VCC'ye çekerek, hattın varsayılan durumunu etkili bir şekilde 1 veya true olarak ayarlarsınız.

Tüm giriş pinlerinin varsayılan durumunu ayarlamak, kayan durumdayken üretilen rastgele sinyalleri önlemek için önemlidir. Bir giriş pimi, toprak veya VCC gibi aktif bir kaynaktan bağlantısı kesildiğinde kayan durumdadır.

Çekme dirençleri tipik olarak dijital devrelerde kullanılır. mikrodenetleyiciler ve tek kartlı bilgisayarlar.

Bir Devrede Çekme Direnci Nasıl Çalışır?

Dijital bir devrede anlık bir anahtar kullanırken, anahtara basmak devrenin kapanmasına ve doğru veya yüksek değeri mikrodenetleyiciye iletmesine neden olur. Bununla birlikte, anahtarı devre dışı bırakmak, giriş piminin bu tür sinyalleri göndermesini mutlaka durdurmaz.

Bunun nedeni, bağlantının bir anahtar aracılığıyla kesilmesinin artık havadan başka hiçbir şeye bağlı olmadığı anlamına gelmesidir. Bu, hattın, çevreden gelen sinyallerin potansiyel olarak pimin herhangi bir anda yükselmesine neden olabileceği bir kayan durumda olmasına neden olur.

Bu başıboş sinyallerin devrenize kaydedilmesini durdurmak için, artık toprak algılanmadığında yüksek kaydetmeye devam etmesi için giriş hattına yeterli voltajı enjekte etmeniz gerekir. Ancak, anahtar/sensör hattı toprağa bağlar bağlamaz devre kısa devre yapacağından, VCC'yi doğrudan giriş hattına bağlayamazsınız.

Çekme voltajını kısa devre yapmaktan kaçınmak için bir direnç kullanmanız gerekir. Doğru değer rezistörüne sahip olmak, kayan hattın devreyi zamanından önce kısa devre yapmamak için yeterince düşükken yüksek seviyeye çıkarmak için yeterli gerilime sahip olmasını sağlayacaktır. Direnç miktarı, devrenizin kullandığı mantık tipine bağlı olacaktır.

Mantık Ailelerini Açıklamak

Çekme direncinizin direnç değerini doğru bir şekilde hesaplamak için, devrenizin çalışmak için hangi mantık türünü kullandığını bilmeniz gerekir. Devrenizin kullandığı mantık ailesi, çekme direncinizin ihtiyaç duyacağı direnç değerini belirleyecektir.

Birkaç mantık türü vardır. İşte bunlardan birkaçı:

Hangi mantık ailesini kullandığınızdan emin değilseniz, ECL ve DTL uzun süredir güncelliğini yitirdiğinden, devrenizin CMOS veya TTL mantık ailelerini kullanıyor olması muhtemeldir. "74" veya "54" kullanan öneklere sahip çip işaretleri tipik olarak TLL çipleridir, "CD" veya "MC" ile çip işaretleri ise bir CMOS çipini belirtir. Hâlâ emin değilseniz, kontrol cihazınızın hangi mantık ailesini kullandığını, veri sayfası için çevrimiçi hızlı bir arama yaparak kolayca öğrenebilirsiniz.

Çekme Direnci Değeri Nasıl Hesaplanır?

Artık farklı mantık ailelerini ve bunların minimum açık ve maksimum kapalı voltajlarını anladığınıza göre, artık çekme direncimiz için değerleri hesaplamaya devam edebiliriz.

Doğru direnç değerini hesaplamak için üç değere ihtiyacınız olacak. Devrenizin kullandığı mantık ailesinin minimum açık voltajı, devrenin besleme voltajı ve veri sayfasında veya bir multimetre kullanarak.

Tüm değişkenlere sahip olduğunuzda, bunları aşağıdaki formüle kolayca bağlayabilirsiniz:

Direnç değeri = (besleme gerilimi - mantık yüksek gerilimi) / giriş kaçak akımı

Örneğin, devrenizin TTL kullandığını ve giriş hattının 5V'ta 100uA kullandığını varsayalım. TTL'nin yüksek yükseltmek için minimum 2V'a ve düşük yükseltmek için maksimum 0,8 volta ihtiyacı olduğunu biliyoruz. Bu, çekme direncimizden çıkan uygun voltajın 3V ile 4V arasında olması gerektiği anlamına gelir, çünkü voltajın 2V'tan yüksek olması, ancak 5V olan besleme voltajımızdan yüksek olmaması gerekir.

Verilen değerlerimiz şöyle olurdu:

• Besleme gerilimi = 5V
• mantık yüksek voltaj = 4V
• Giriş kaçak akımı = 100μA veya 0.0001A

Artık değişkenlere sahip olduğumuza göre, bunları formüle yerleştirelim:

(5V - 4V) / 100μA = 10.000 ohm

Çekme direncimizin 10.000 ohm (10 kilohm veya 10kΩ) olması gerekir.

Bir Devrede Çekme Direnci Nasıl Kullanılır

Çekme dirençleri, bir devrenin dijital programlamasında istenmeyen paraziti önlemek için tipik olarak dijital devrelerde kullanılır. Dijital devre giriş cihazları olarak anahtarlar ve sensörler kullanıyorsa, çekme dirençlerini kullanabilirsiniz. Ayrıca, pull-up dirençleri yalnızca giriş pinleri toprağa bağlıysa etkili olacaktır. Giriş pinleri VCC'ye bağlıysa, bunun yerine aşağı çekme dirençleri kullanmak isteyebilirsiniz.

Çekme direnci kullanmak için, bir giriş cihazına bağlanan giriş hattını bulmanız gerekir. Bulunduktan sonra, daha önce tartışılan formülü kullanarak direncinizin değerinin nasıl olduğunu hesaplamak isteyeceksiniz. Devreniz gerçekten çok fazla hassasiyet gerektirmiyorsa, 1kΩ ile 10kΩ arasında değişen direnç değerlerini kullanabilirsiniz.

Direncinizi uygun değere sahip olduğunuza göre, çekme direncinin bir ucunu VCC'ye ve bir ucunu giriş cihazı ile MCU arasına yerleştirebilirsiniz. Tebrikler! Artık pull-up direncinin ne olduğunu ve nasıl kullanılacağını biliyorsunuz.

Arduino kartları gibi bazı mikrodenetleyiciler ve Raspberry Pi gibi SBC'ler, harici çekme dirençleri yerine kodda tetikleyebileceğiniz dahili çekme dirençlerine sahiptir.

Deneyimle Bilginizi Sağlamlaştırın

Özetle, çekme direnci, devrenizi yakındaki parazitlerden korumaya yardımcı olan önemli bir bileşendir. Bir giriş piminin varsayılan durumunu yüksek olarak ayarlayarak, rastgele sinyallerin devrenizin mantığına veya programlanmasına müdahale etmesini önler. Ve artık birini nasıl kullanacağınızı bildiğinize göre, yeni edindiğiniz bilgileri sonraki projelerinize uygulayarak pekiştirmek isteyebilirsiniz.