2.1 Điện trở (Resistor)
2.1.5 Một số ứng dụng của điện trở
- Hạn dịng
Một ứng dụng chính của điện trở là một giới hạn dịng điện. Ví dụ, điện trở bảo đảm đèn LED khơng bị hỏng khi bật nguồn điện. Bằng cách kết nối một
2019 TRANG 20
điện trở nối tiếp với một đèn LED, dịng dịch chuyển qua hai thành phần cĩ thể được giới hạn trong một giá trị an tồn. Lưu ý các mạch đưa ra dưới đây. Điện trở R được kết nối nối tiếp với đèn LED
Hình 2.9: Điện trở hạn dịng cho LED
Để tính tốn giá trị của điện trở hạn dịng, hai điều quan trọng cần được xem xét, đĩ là điện áp phân cực thuận cho LED (VF), và dịng điện thuận tối đa (IF) quan LED. VF thay đổi vào khoảng từ 1.7V và 3.4V tùy thuộc vào màu sắc của đèn LED. Dịng điện thuận qua led tối đa thường là khoảng 20mA cho đèn LED thơng thường. Một khi bạn đã nhận được các giá trị của VF và IF, giá trị của điện trở hạn dịng cĩ thể được tính theo cơng thức:
R = (Vs - VF) / IF
Trong đĩ, Vs là điện áp nguồn. Đối với trường hợp của chúng ta sử dụng nguồn 5V và điện áp nuơi LED là 1,8 V. Giá trị của dịng điện qua điện trở là 10mA:
R = (5-1,8) / 10 = 320 ohm
- Bộ chia điện áp
Bộ chia điện áp là một mạch điện trở mà biến một điện áp lớn thành một điện áp nhỏ hơn. Chỉ sử dụng hai điện trở nối tiếp, điện áp đầu ra một phần của điện áp đầu vào và phụ thuộc vào tỷ lệ của hai điện trở.
Trong mạch ở dưới, hai điện trở R1 và R2 được mắc nối tiếp và một nguồn điện áp (Vin) được kết nối giữa chúng. Các điện áp từ Vout với GND cĩ thể được tính như sau:
2019 TRANG 21
Hình 2.10: Mạch điện bộ chia áp
Ví dụ, nếu R1 là 1.7kΩ và R2 được 3.3kΩ, một điện áp đầu vào 5V cĩ thể được biến thành 3.3V tại đầu ra Vout.
Bộ phân chia điện áp rất tiện dụng cho việc đọc các cảm biến điện trở, giống như tế bào quang điện, cảm biến flex, và các cảm biến điện trở. Một nửa của bộ chia điện áp là cảm biến, và một nửa là một điện trở tĩnh. Điện áp đầu ra giữa hai thành phần được kết nối với một bộ biến đổi tương tự-số ADC (analog-to-digital converter) trên một vi điều khiển (MCU) để đọc các giá trị của cảm biến.
- Điện trở kéo lên (Pull-up Resistors)
Một điện trở kéo lên được sử dụng khi bạn cần phải tạo độ chênh lệch điện áp tại chân đầu vào của một vi điều khiển hoặc IC số tới một trạng thái cĩ thể phân biệt được. Một đầu của điện trở được kết nối với chân input của MCU, và đầu kia được kết nối với +Vcc (thường là 5V hoặc 3.3V).
Nếu khơng cĩ một điện trở kéo lên, đầu vào trên MCU cĩ thể được xem như là chân nổi (floating). Khơng cĩ đảm bảo rằng một “chân nổi-floating pin” là mức cao (5V) hay mức thấp (0V).
Điện trở kéo lên thường được sử dụng khi giao tiếp với một nút ấn hoặc cơng tắc đầu vào. Các điện trở kéo lên sẽ tạo độ chênh lệch điện áp (mức cao) ở chân đầu vào khi cơng tắc được mở. Và nĩ sẽ bảo vệ (khơng làm gián đoạn trạng thái của chân input) mạch trong khoảng thời gian ngắn trước khi cơng tắc đĩng.
2019 TRANG 22
Hình 2.11: Điện trở kéo lên giao tiếp IC số
Trong mạch trên, khi cơng tắc được mở, chân đầu vào của MCU được kết nối thơng qua điện trở đến +Vcc 5V. Khi cơng tắc đĩng, chân đầu vào được kết nối trực tiếp với GND.
Giá trị độ lớn của một điện trở kéo lên thường khơng quá quan trọng. Nhưng nĩ phải đủ lớn nhưng cũng khơng được tiêu tốn quá nhiều năng lượng của nguồn. Thơng thường giá trị tốt nhất của nĩ là khoảng 10kΩ.