مقاومت‌ها همه‌جا حاضرترین قطعات الکترونیکی و تقریباً در همه مدارها یک قطعه حیاتی هستند. آنها نقش مهمی در معادله موردعلاقه ما، قانون اهم دارند

در این قسمت ما، موارد زیر را پوشش خواهیم داد: 

مقاومت چیست؟ 

واحدهای مقاومت

نمادهای مدار مقاومت

مقاومت‌های سری و موازی

انواع مختلف مقاومت‌ها

رمزگشایی کد رنگ

رمزگشایی مقاومت سطحی

نمونه‌ای از کاربردهای مقاومت

برخی از مفاهیم این آموزش مبتنی بر دانش قبلی الکترونیک است.

قبل از ورود به این آموزش، ابتدا این موارد را بخوانید (حداقل مرور کنید)

الکتریسیته چیست؟

ولتاژ، جریان، مقاومت و قانون اهم

مدار چیست

سری در مقابل مدارهای موازی 

پیشوندهای متریک 

مبانی مقاومت

مقاومت‌ها قطعات الکترونیکی هستند که جریان الکترون‌ها را در مدار محدود می‌کند

آنها اجزای غیرفعال هستند، به این معنی که فقط انرژی مصرف می کنند (و نمی توانند آن را تولید کنند). مقاومت‌ها معمولاً به مدارها اضافه می‌شوند که در آن اجزای فعال مانند op-amp، میکروکنترلرها و سایر مدارهای مجتمع تکمیل ‌شوند . معمولاً از مقاومت‌ها برای محدود کردن جریان، تقسیم ولتاژها و خطوط ورودی/خروجی استفاده می شود.

واحدهای مقاومت

مقاومت الکتریکی یک مقاومت، بر حسب اهم اندازه‌گیری می‌شود. نماد اهم، امگا یونانی است (Ω) . 

تعریف: مقاومت بین دو نقطه است که در آن 1 ولت انرژی پتانسیل اعمال شده 1 آمپر جریان را فشار می‌دهد.

همان‌طور که واحدهای SI پیش می‌روند، مقادیر بزرگ‌تر یا کوچک‌تر اهم را می‌توان با پیشوندهایی مانند  kilo ،mega  یا  giga تطبیق داد تا مقادیر بزرگ راحت‌تر خوانده شود. دیدن مقاومت‌هایی در محدوده کیلواهمی (KΩ) و مگااهمی (MΩ) بسیار رایج است. مقاومت‌های میلی اهم (mΩ) بسیار کمتر رایج است. به‌عنوان‌مثال، یک مقاومت 4700 Ω معادل یک مقاومت 4.7KΩ است و یک مقاومت 5600000Ω را می‌توان به‌صورت 5600 KΩ یا معمولاً 5.6 MΩ نوشت.

نماد شماتیک

همه مقاومت‌ها دارای دو ترمینال هستند. یک مقاومت به‌عنوان یکی از این دو نماد نشان داده می‌شود:

شماتیک مقاومت رایج R1 یک مقاومت 1 KΩ به سبک آمریکایی است و R2 یک مقاومت 47 KΩ به سبک بین‌المللی است.

پایه‌های مقاومت هر یک از خطوطی هستند که از مستطیل خارج می‌شوند. اینها چیزهایی هستند که به بقیه مدار متصل می‌شوند.

نمادهای مقاومت معمولاً با یک مقدار مقاومت و یک نام مشخص می‌شوند. مقدار نمایش‌داده‌شده بر حسب اهم، است که هم برای ارزیابی و هم برای ساخت واقعی مدار بسیار مهم است. نام مقاومت معمولاً یک R قبل از یک عدد است. هر مقاومت در یک مدار باید یک نام و شماره منحصربه‌فرد داشته باشد. به‌عنوان‌مثال، در اینجا چند مقاومت در حال عمل در مدار تایمر 555 آورده شده است:

در این مدار، مقاومت‌ها در تنظیم فرکانس خروجی تایمر 555 نقش اساسی دارند. مقاومت دیگری (R3) جریان را از طریق یک LED محدود می‌کند.

________________________________________

انواع مقاومت‌ها

مقاومت‌ها در اشکال و اندازه‌های مختلفی وجود دارند. آنها ممکن است از طریق سوراخ یا روی سطح باشند. آنها ممکن است یک مقاومت استاندارد، استاتیک، یک مقاومت ثابت یا یک مقاومت متغیر خاص باشند.

خاتمه و نصب

مقاومت‌ها در یکی از دو نوع پایانی عرضه می‌شوند: سوراخ عبوری یا نصب روی سطح. این نوع مقاومت‌ها معمولاً به‌صورت اختصاری PTH (پایه دار) یا SMD/SMT (فناوری یا دستگاه نصب سطحی) نامیده می شوند. مقاومت‌های پایه دار دارای پایه های بلند و انعطاف‌پذیر هستند که می‌توان آن‌ها را در یک برد بورد نصب کرد یا با دست در یک برد نمونه‌سازی یا برد مدار چاپی (PCB) لحیم کرد . این مقاومت‌ها معمولاً در ساخت با برد بورد ، نمونه سازی یا در هر موردی مقاومت‌های پایه دار از مقاومت‌های SMD کوچک مفیدتر هستند.  سیم‌های بلند معمولاً نیاز به اصلاح دارند و این مقاومت‌ها نسبت به نمونه‌های روی سطح خود فضای بیشتری را اشغال می‌کنند.

رایج‌ترین مقاومت‌های پایه‌دار در بسته‌بندی محوری عرضه می‌شوند. اندازه یک مقاومت محوری نسبت به توان آن است. یک مقاومت معمولی ½ وات حدود 9.2 میلی‌متر عرض دارد، درحالی‌که یک مقاومت ¼ وات کوچک‌تر حدود 6.3 میلی‌متر طول دارد.

مقاومت‌های سطحی معمولاً مستطیل‌های سیاه و ریز هستند که در هر دو طرف با لبه‌های کوچک‌تر، براق، نقره‌ای و رسانا خاتمه می‌یابند. این مقاومت‌ها برای قرارگرفتن در بالای PCB ‌ها در نظر گرفته شده‌اند که روی پدهای روی برد لحیم می‌شوند. ازآنجایی‌که این مقاومت‌ها بسیار کوچک هستند، معمولاً توسط یک روبات در جای خود قرار می‌گیرند و به کوره‌ای فرستاده می‌شوند که در آن لحیم ذوب شده و آنها را در جای خود نگه می‌دارد.

مقاومت‌های SMD در اندازه‌های استاندارد عرضه می‌شوند. معمولاً یا 0805 (طول 0.08 اینچ در عرض 0.05 اینچ)، 0603 یا 0402. آنها برای تولید انبوه مدار عالی هستند یا در طرح‌هایی که فضای یک کالا کم است استفاده می‌شود.

ترکیب مقاومت

مقاومت‌ها را می‌توان از مواد مختلفی ساخت.  رایج‌ترین مقاومت‌های مدرن از کربن، فلز یا فلز اکسید ساخته می‌شوند. در این مقاومت‌ها، یک‌لایه نازک از مواد رسانا (اگرچه هنوز مقاوم است) در یک مارپیچ پیچیده شده و توسط یک ماده عایق پوشانده می‌شود. بیشتر مقاومت‌های استاندارد بدون حاشیه و سوراخ‌دار در ترکیب لایه کربنی یا لایه فلزی تولید می‌شوند.

 مقادیر مقاومت از بالا به پایین: 27 Ω، 330 Ωو 3.3 MΩ  (بسته‌شدن بیشتر به معنای مقاومت بالاتر است). 

سایر مقاومت‌های پایه‌دار ممکن است سیم‌پیچ شده یا از فویل فلزی بسیار نازک ساخته شوند. این مقاومت‌ها معمولاً قطعات گران‌تر و سطح بالاتری هستند که به طور خاص برای ویژگی‌های منحصربه‌فردشان مانند توان بالاتر یا محدوده دمای حداکثر انتخاب می‌شوند.

مقاومت‌های سطحی معمولاً از نوع ضخیم یا لایه‌نازک هستند. لایه ضخیم معمولاً ارزان‌تر است اما دقت کمتری نسبت به نازک دارد. در هر دو نوع مقاومت، یک آلیاژ فلزی مقاوم بین پایه سرامیکی و پوشش شیشه/اپوکسی قرار می‌گیرد و سپس به لبه‌های رسانای انتهایی متصل می‌شود.

بسته‌های مقاومت ویژه

انواع دیگری از مقاومت‌ها با کاربرد خاص وجود دارد. مقاومت‌ها ممکن است در بسته‌های از پیش سیم‌کشی شده از آرایه‌های مقاومتی پنج یا بیشتر عرضه شوند. مقاومت‌ها در این آرایه‌ها ممکن است یک‌پایه مشترک داشته باشند یا به‌عنوان تقسیم‌کننده ولتاژ تنظیم شوند.

آرایه‌ای از پنج مقاومت 330Ω که همگی در یک سر به هم گره‌خورده‌اند.

مقاومت‌های متغیر (پتانسیومتر)

مقاومت‌ها نیز نباید استاتیک باشند. مقاومت‌های متغیر که به پتانسیومترها معروف هستند، مقاومت‌هایی هستند که می‌توانند بین محدوده خاصی از مقادیر تنظیم شوند.  گلدان ها دو مقاومت را به‌صورت سری به هم متصل می کنند و یک شیر مرکزی بین آنها ایجاد می کنند و یک تقسیم‌کننده ولتاژ قابل تنظیم ایجاد می‌کنند. این مقاومت‌های متغیر اغلب برای ورودی‌ها استفاده می‌شوند، مانند دکمه‌های ولوم که باید قابل تنظیم باشند.

تعداد زیادی پتانسیومتر در تصویر بالا قابل‌مشاهده است.

________________________________________

رمزگشایی نشانه‌های مقاومت

اگرچه ممکن است ارزش خود را به طور کامل نشان ندهند، بیشتر مقاومت‌ها برای نشان‌دادن مقاومت آنها علامت‌گذاری شده‌اند. مقاومت‌های PTH از یک سیستم کدگذاری رنگ استفاده می‌کنند و مقاومت‌های SMD سیستم ارزش‌گذاری مخصوص به خود را دارند.

رمزگشایی نوارهای رنگی

مقاومت‌های محوری معمولاً از سیستم باند رنگی برای نمایش مقدار خود استفاده می‌کنند. اکثر این مقاومت‌ها دارای چهار باند رنگی هستند که دور مقاومت می‌چرخند، اگرچه مقاومت‌های پنج باندی و شش باندی را نیز خواهید یافت.

مقاومت چهار باند

در مقاومت‌های چهار باندی استاندارد، دو باند اول دو رقم مهم‌ترین مقدار مقاومت را نشان می‌دهند. باند سوم یک مقدار وزن است که دو رقم مهم را در توان ده ضرب می‌کند.

نوار نهایی نشان‌دهنده تحمل مقاومت است. تلرانس توضیح می‌دهد که مقاومت واقعی مقاومت چقدر بیشتر یا کمتر با مقدار اسمی آن قابل‌مقایسه است. هیچ مقاومتی به طور کامل ساخته نشده است، و فرایندهای مختلف تولید منجر به تحمل بهتر یا بدتر می‌شود. به‌عنوان‌مثال، یک مقاومت 1 kΩ با تحمل 5% در واقع می‌تواند بین 0.95kΩ  و 1.05 kΩ باشد.

چگونه تشخیص می‌دهید که کدام گروه اول و آخر است؟ آخرین نوار تحمل اغلب به‌وضوح از نوارهای ارزشی جدا می‌شود و معمولاً یا نقره‌ای یا طلایی است.

مقاومت‌های پنج و شش باند

مقاومت‌های پنج باندی دارای یک باند رقمی اضافه سوم بین دو باند اول و باند ضرب‌کننده هستند. مقاومت‌های پنج باندی نیز طیف وسیع‌تری از تحمل‌ها را در دسترس دارند.

مقاومت‌های شش باندی اصولاً مقاومت‌های پنج باندی با یک باند اضافی در انتهای آن هستند که ضریب دما را نشان می‌دهد. این نشان‌دهنده تغییر مورد انتظار در مقدار مقاومت با تغییر دما بر حسب درجه سانتیگراد است. عموماً این مقادیر ضریب دما در محدوده ppm بسیار کوچک هستند.

رمزگشایی نوارهای رنگی مقاومت

هنگام رمزگشایی نوارهای رنگی مقاومت، از جدول کد رنگ مقاومت مانند تصویر زیر استفاده کنید. برای دو باند اول، مقدار رقمی مربوط به آن رنگ را پیدا کنید.  مقاومت 4.7kΩ نشان‌داده‌شده در اینجا دارای نوارهای رنگی زرد و بنفش برای شروع است - که دارای مقادیر رقمی 4 و 7 هستند. باند سوم از 4.7kΩ قرمز است که نشان می‌دهد که 47 باید در 10 2 (یا 100) ضرب شود 47  ضربدر 100 می‌شود 4700 .

مقاومت 4.7kΩ با چهار نوار رنگ

جدول کد رنگ مقاومت

رمزگشایی نشانه‌گذاری‌های سطحی

مقاومت‌های SMD، مانند مقاومت‌های موجود در بسته‌های 0603 یا 0805، روش خاص خود را برای نمایش مقدار خود دارند. چند روش رایج علامت‌گذاری وجود دارد که در این مقاومت‌ها مشاهده خواهید کرد. آنها معمولاً دارای سه تا چهار کاراکتر و اعداد یا حروف هستند که در بالای کیس چاپ می‌شوند.

اگر سه کاراکتری که می‌بینید همگی اعداد هستند، احتمالاً به یک مقاومت با علامت E24 نگاه می‌کنید. این علامت‌ها در واقع شباهت‌هایی با سیستم باند رنگی مورداستفاده در مقاومت‌های PTH دارند. دو عدد اول نشان‌دهنده دو رقم اول مقدار هستند، و آخرین عدد نشان‌دهنده قدر است.

در تصویر مثال بالا، مقاومت‌ها با شماره‌های 104، 105، 205 ، 751 و 754 مشخص شده‌اند مقاومت مشخص شده با 104 باید 100kΩ (10x10 4 )، 105 1MΩ (10x10 5 ) و 205 2MΩ (20x10 5 ) باشد 751 750Ω (75x10 1 ) و 754 750kΩ (75x10 4 )است.

یکی دیگر از سیستم‌های کدگذاری رایج E96 است و رمزآلودترین سیستم کدگذاری است. مقاومت‌های E96 با سه کاراکتر مشخص می‌شوند. دو عدد در ابتدا و یک حرف در پایان. این دو عدد با مطابقت با یکی از مقادیر نه‌چندان واضح در این جدول جستجو، سه رقم اول مقدار را به شما می‌گویند.

کد ارزش کد ارزش کد ارزش کد ارزش کد ارزش کد ارزش

01 100 17 147 33 215 49 316 65 464 81 681

02 102 18 150 34 221 50 324 66 475 82 698

03 105 19 154 35 226 51 332 67 487 83 715

04 107 20 158 36 232 52 340 68 499 84 732

05 110 21 162 37 237 53 348 69 511 85 750

06 113 22 165 38 243 54 357 70 523 86 768

07 115 23 169 39 249 55 365 71 536 87 787

08 118 24 174 40 255 56 374 72 549 88 806

09 121 25 178 41 261 57 383 73 562 89 825

10 124 26 182 42 267 58 392 74 576 90 845

11 127 27 187 43 274 59 402 75 590 91 866

12 130 28 191 44 280 60 412 76 604 92 887

13 133 29 196 45 287 61 422 77 619 93 909

14 137 30 200 46 294 62 432 78 634 94 931

15 140 31 205 47 301 63 442 79 649 95 953

16 143 32 210 48 309 64 453 80 665 96 976

حرف در پایان نشان‌دهنده یک ضریب است که با چیزی در این جدول مطابقت دارد:

 حرف   ضرب‌کننده حرف        ضرب‌کننده حرف    ضرب‌کننده          

Z    0.001 A  1 D 1000

Y یا R 0.01 BیاH 10 E 10000

X یا S 0.1 C  100 F 100000

بنابراین یک مقاومت 01C  ، 10kΩ (100x100)، 01B 1kΩ (100x10) و 01D 100kΩ است. اینها آسان هستند، کدهای دیگر ممکن است آسان نباشند.

________________________________________

رتبه‌بندی قدرت

رتبه قدرت یک مقاومت یکی از مقادیر پنهان است. بااین‌وجود می‌تواند مهم باشد و موضوعی است که هنگام انتخاب نوع مقاومت مطرح می‌شود.

قدرت سرعتی است که در آن انرژی به چیز دیگری تبدیل می‌شود. این با ضرب اختلاف ولتاژ در دو نقطه در جریان جاری بین آنها محاسبه می‌شود و در واحد وات (W) اندازه‌گیری می‌شود. به‌عنوان‌مثال، لامپ‌ها، برق را به نور تبدیل می‌کنند. اما یک مقاومت فقط می‌تواند انرژی الکتریکی را که از آن عبور می‌کند به گرما تبدیل کند. گرما معمولاً با وسایل الکترونیکی هم‌بازی خوبی نیست. گرمای بیش از حد منجر به دود، جرقه و آتش می‌شود.

هر مقاومت دارای حداکثر توان مشخصی است. برای جلوگیری از گرم‌شدن بیش از حد مقاومت، مهم است که مطمئن شوید توان مقاومت در زیر حداکثر امتیاز آن حفظ می‌شود. توان یک مقاومت با وات اندازه‌گیری می‌شود و معمولاً بین ⅛W (0.125W) و 1W است. مقاومت‌هایی با توان بیش از 1 وات معمولاً به‌عنوان مقاومت‌های قدرت شناخته می‌شوند و به طور خاص برای توانایی‌های اتلاف توان آنها استفاده می‌شوند.

یافتن رتبه قدرت مقاومت

قدرت یک مقاومت معمولاً با مشاهده اندازه بسته آن قابل استنباط است. مقاومت‌های پایه استاندارد معمولاً با درجه‌بندی ¼ وات یا ½ وات عرضه می‌شوند. مقاصد ویژه‌تر، مقاومت‌های قدرت ممکن است در واقع رتبه قدرت خود را در مقاومت ذکر کنند.

این مقاومت‌های قدرت می‌توانند، توان بسیار بیشتری را تحمل کنند. از بالا- راست تا پایین - چپ نمونه‌هایی از مقاومت‌های 25W، 5W و 3W با مقادیر 2Ω، 3Ω 0.1Ω  و 22kΩ  وجود دارد. مقاومت‌های قدرت کوچک‌تر اغلب برای افت جریان استفاده می‌شود.

قدرت مقاومت‌های نصب سطحی را معمولاً می‌توان بر اساس اندازه آنها نیز ارزیابی کرد. هر دو مقاومت اندازه 0402 و 0603 معمولاً برای 1/16 وات رتبه‌بندی می‌شوند و 0805 می‌توانند 1/10 وات مصرف کنند.

اندازه‌گیری قدرت در یک مقاومت

توان معمولاً با ضرب ولتاژ و جریان (P = IV) محاسبه می‌شود. اما با اعمال قانون اهم می‌توان از مقدار مقاومت در محاسبه توان نیز استفاده کرد. اگر جریان عبوری از یک مقاومت را بدانیم، می‌توانیم توان را به‌صورت زیر محاسبه کنیم:

یا اگر ولتاژ دو طرف مقاومت را بدانیم، توان را می‌توان به‌صورت زیر محاسبه کرد:

________________________________________

مقاومت‌های سری و موازی

مقاومت‌ها در الکترونیک همیشه با هم جفت می‌شوند، معمولاً در مدار سری یا موازی هنگامی که مقاومت‌ها به‌صورت سری یا موازی ترکیب می‌شوند، یک مقاومت کلی ایجاد می‌کنند که می‌تواند با استفاده از یکی از دو معادله محاسبه شود. دانستن نحوه ترکیب مقادیر مقاومت در صورت نیاز به ایجاد یک مقدار مقاومت خاص مفید است.

مقاومت‌های سری

هنگامی که به‌صورت سری متصل می‌شود، مقادیر مقاومت به‌سادگی جمع می‌شوند.

N مقاومت سری. مقاومت کل مجموع تمام مقاومت‌های سری است.

بنابراین، برای مثال: اگر فقط باید یک مقاومت 12.33kΩ داشته باشید، برخی از مقادیر رایج مقاومت 12kΩ و 330Ω را جستجو کنید و آنها را به‌صورت سری کنار هم قرار دهید.

مقاومت‌های موازی

یافتن مقاومت، مقاومت‌ها به‌صورت موازی چندان آسان نیست. مقاومت کل مقاومت‌های N به‌صورت موازی، معکوس مجموع همه مقاومت‌های معکوس است. این معادله ممکن است منطقی تر از جمله آخر باشد:

N مقاومت به‌صورت موازی برای یافتن مقاومت کل، هر مقدار مقاومت را معکوس کنید، آنها را جمع کنید و سپس آن را معکوس کنید.

(معکوس مقاومت در واقع رسانایی نامیده می‌شود، بنابراین به طور خلاصه‌تر بگوییم: رسانایی مقاومت‌های موازی مجموع هر یک از رسانایی آنها است.)

به‌عنوان یک مورد خاص از این معادله: اگر فقط دو مقاومت به‌صورت موازی داشته باشید، مقاومت کل آنها را می‌توان با این معادله معکوس کمی محاسبه کرد:

به‌عنوان یک مورد خاص‌تر از آن معادله، اگر دو مقاومت موازی باارزش برابر داشته باشید، مقاومت کل نصف مقدار آنها است. به‌عنوان‌مثال، اگر دو مقاومت 10kΩ  موازی باشند، مقاومت کل آنها 5kΩ  است.

یک راه کوتاه برای موازی بودن دو مقاومت با استفاده از عملگر موازی است || .، برای مثال: اگر R 1 موازی با R 2 باشد، معادله مفهومی را می‌توان به‌صورت R 1 ||R 2 نوشت. بسیار تمیزتر، و تمام آن کسری‌های بد را پنهان می‌کند.

شبکه‌های مقاومتی

معلمان الکترونیک به‌عنوان مقدمه‌ای ویژه برای محاسبه مقاومت کل، دوست دارند دانش‌آموزان خود را در معرض یافتن شبکه‌های مقاومتی پیچیده و دیوانه قرار دهند.

یک سؤال شبکه مقاومت رام ممکن است چیزی شبیه این باشد: مقاومت ترمینال‌های A تا B در این مدار چقدر است؟

برای حل چنین مشکلی، از انتهای مدار شروع کنید و به سمت دو پایانه ساده کنید. در این مورد R 7 ، R 8 و R 9 همه به‌صورت سری هستند و می‌توانند با هم جمع شوند. این سه مقاومت با R 6 موازی هستند ، بنابراین آن چهار مقاومت را می‌توان به مقاومتی با مقاومت R 6 || (R 7 + R 8 + R 9 ) تبدیل کرد. ساخت مدار ما:

اکنون چهار مقاومت سمت راست را می‌توان حتی بیشتر ساده کرد. R 4 , R 5 و مجموعه R 6 - R 9 ما همه در یک سری هستند و می‌توانند اضافه شوند. سپس آن مقاومت‌های سری همگی با R 3 موازی هستند.

و این فقط سه مقاومت سری بین پایه‌های A و B است.  بنابراین مقاومت کل آن مدار برابر است با: R 1 + R 2 + R 3 ||(R 4 + R 5 + R 6 || (R 7 + R 8 + R 9 )).

________________________________________

نمونه برنامه‌های کاربردی

مقاومت تقریباً در هر مدار الکترونیکی وجود دارد. در اینجا چند نمونه از مدارها وجود دارد که به‌شدت به مقاومت بستگی دارد.

محدودیت جریان LED

مقاومت‌ها برای اطمینان از منفجر نشدن LED ها هنگام اعمال برق، کلیدی هستند. با اتصال یک مقاومت سری به یک LED، جریان عبوری از دو جزء را می‌توان به مقدار مطمئن محدود کرد.

هنگام تعیین اندازه یک مقاومت محدودکننده جریان، به دنبال دو مقدار مشخصه LED باشید : ولتاژ معمولی روبه‌جلو و حداکثر جریان روبه‌جلو . ولتاژ روبه‌جلو معمولی ولتاژی است که برای روشن‌کردن LED لازم است و بسته به رنگ LED متفاوت است (معمولاً بین 1.7 ولت و 3.4 ولت). حداکثر جریان روبه‌جلو معمولاً در حدود 20 میلی‌آمپر برای LEDهای اصلی است. جریان پیوسته از طریق LED همیشه باید برابر یا کمتر از آن امتیاز جریان باشد.

هنگامی که این دو مقدار را به دست آوردید، می‌توانید یک مقاومت محدودکننده جریان را با این معادله اندازه بگیرید:

V S ولتاژ منبع است -- معمولاً ولتاژ باتری یا منبع تغذیه. V F و I F ولتاژ جلو LED و جریان موردنظر است که از آن عبور می‌کند.

به‌عنوان‌مثال، فرض کنید یک باتری 9 ولتی برای تغذیه یک LED دارید. اگر LED شما قرمز است، ممکن است ولتاژ روبه‌جلویی حدود 1.8 ولت داشته باشد. اگر می‌خواهید جریان را به 10 میلی‌آمپر محدود کنید، از یک مقاومت سری حدود 720 Ω استفاده کنید.

تقسیم‌کننده‌های ولتاژ

تقسیم‌کننده ولتاژ یک مدار مقاومتی است که یک ولتاژ بزرگ را به یک ولتاژ کوچک‌تر تبدیل می‌کند. تنها با استفاده از دو مقاومت به‌صورت سری، می‌توان ولتاژ خروجی ایجاد کرد که کسری از ولتاژ ورودی است.

در اینجا مدار تقسیم‌کننده ولتاژ آمده است:

دو مقاومت R 1 و R 2 به‌صورت سری به هم وصل شده‌اند و یک منبع ولتاژ (V in ) به آنها متصل است. ولتاژ خروجی Vبه GND را می‌توان به‌صورت زیر محاسبه کرد:

به‌عنوان‌مثال، اگر R 1 1.7kΩ و 3.3R2 kΩبود، ولتاژ ورودی 5V را می‌توان در ترمینال خروجی V، به V3.3 تبدیل کرد.

تقسیم‌کننده های ولتاژ برای خواندن سنسورهای مقاومتی مانند فتوسل ، سنسورهای انعطاف پذیر و مقاومت‌های حساس به نیرو بسیار مفید هستند . نیمی از تقسیم‌کننده ولتاژ سنسور است و یک قسمت آن مقاومت ساکن است. ولتاژ خروجی بین دو جزء به یک مبدل آنالوگ به دیجیتال روی یک میکروکنترلر (MCU) متصل می‌شود تا مقدار سنسور را بخواند.

در اینجا یک مقاومت R 1 و یک فتوسل یک تقسیم‌کننده ولتاژ ایجاد می‌کنند تا یک خروجی ولتاژ متغیر ایجاد کنند.

مقاومت‌های pull-up

هنگامی که نیاز دارید پین ورودی میکروکنترلر را به یک حالت شناخته شده بایاس کنید، از یک مقاومت pull-up استفاده می‌شود. یک سر مقاومت به پین MCU و سر دیگر آن به ولتاژ بالا (معمولاً 5 ولت یا 3.3 ولت) متصل است.

بدون مقاومت pull-up، ورودی‌های MCU می‌توانند شناور باقی بمانند. هیچ تضمینی وجود ندارد که یک پین شناور بالا (5 ولت) یا پایین (0 ولت) باشد.

مقاومت‌های pull-up معمولاً هنگام اتصال به ورودی دکمه یا سوئیچ استفاده می شوند. هنگامی که سوئیچ باز است، مقاومت pull-up می‌تواند پین ورودی را بایاس کند. و در هنگام بسته شدن سوئیچ مدار را از اتصال کوتاه محافظت می‌کند .

در مدار بالا، هنگامی که سوئیچ باز است، پایه ورودی MCU از طریق مقاومت به 5 ولت وصل می‌شود. هنگامی که سوئیچ بسته می‌شود، پایه ورودی مستقیماً به GND متصل می‌شود.

مقدار یک مقاومت pull-up معمولاً نیازی به چیز خاصی ندارد. اما باید آن‌قدر زیاد باشد که اگر 5 ولت یا بیشتر در آن اعمال شود، توان زیادی از دست نرود. معمولاً مقادیر حدود 10 کیلو اهم به‌خوبی کار می‌کنند.