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Author Topic: Presunte resistenze sui pin di Arduino UNO (digitali e analogici)  (Read 57 times)
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Salve a tutti!
Mentre sperimentavo con Arduino UNO, avevo deciso di misurare la caduta di tensione su un led (verde) alimentato direttamente senza resistenze (lo so che non si dovrebbe fare, ma mi è servito per sperimentare), ed è risultata nei diversi casi:
  • 2,64v sui pin digitali da 0 a 13 impostati su output (uno su HIGH, e l'altro su LOW)
  • 2,91V fra il pin 13 (impostato su HIGH) e il pin GND sovrastante
  • 4,72V fra i pin GND e 5V (quelli a sinistra)
  • 2,65V fra i pin Analogici impostati come output (uno su HIGH, e l'altro su LOW)

Allora la domanda è: Per esserci delle cadute di tensione tale ai capi del LED, vi è una resistenza in serie ai pin di OUTUPUT?
Ero a conoscenza delle sua presenza sul led 13, ma data la caduta di tensione maggiore sul led, sembra addirittura minore di quella degli altri pin.
Questa domanda mi è sorta conoscendo la legge del partitore ohmico di tensione, con la quale volevo misurare anche queste presunte resistenze, ma non avendo un milliamperometro, e non conoscendo la resistenza del led (che non riesco a misurare col tester) non vi riesco.
Qualcuno potrebbe illuminarmi? Grazie a tutti in anticipo!  smiley-mr-green smiley-grin smiley-mr-green smiley-grin smiley-mr-green smiley-grin

P.S.: dato che se si parla di LED si spaventano tutti al rischio di ritrovarsi un Arduino cotto, fate conte che avessi detto Resistenza, così stiamo tutti più tranquilli. Infatti è possibile osservare lo stesso fenomeno delle cadute di tensione differenti.
« Last Edit: Today at 12:34:18 pm by TheBoss97 » Logged

Lamezia Terme
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Le uniche illuminazioni che riesco a darti sono due:
1 - hai avuto un discreto sedere a non rompere immediatamente il micro di Arduino;
2 - lascia perdere questi esperimenti sconsiderati e, visto che conosci la legge di Ohm, la prossima volta che colleghi un LED ad un pin di Arduino aggiungi l'INDISPENSABILE resistenza in serie; vedrai che dovunque lo colleghi avrai sempre la stessa luminosità a riprova dell'inutilità e pericolosità dei tuoi test che, comunque sia, non ti porteranno da nessuna parte  smiley-wink
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Sembra di stare a parlare di una bomba! È arduino ricordo, se non si sperimenta a che serve? Se si brucia?  Per pochi Euro se ne prende un altro, é questo uno dei lati belli di questo prodotto!
Ormai è diventato odioso scrivere su internet a causa delle risposte indesiderate/inutili/scortesi, che tendono per lo più a denigrare!
Se non sapete cosa rispondere, non lo fate, i forum non sono i giochi per chi pensa di sapere di più e allora si deve dimostrare migliore degli altri.
Urtante a certi livelli!
Ti posso assicurare che la luminosità cambia e come, prova tu stesso smiley-wink

P. S. : so quello che ho fatto,  e c'è un motivo dietro se faccio una domanda!
« Last Edit: Today at 10:11:32 am by TheBoss97 » Logged

Lamezia Terme
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Mi spiace averti "urtato", io non sono uno che sa o vuole sapere più degli altri, sono un hobbysta come te, e non intendevo affatto darti lezioni di elettronica o quant'altro, semplicemente cercavo di non farti fare danni, come spesso capita all'inizio a molti, che poi aprono Topic del tipo "Arduino morto, bruciato, fuma, ecc. ecc" nella speranza che così non sia.

Però appurata che la tua filosofia è:
......... se non si sperimenta a che serve? Se si brucia?  Per pochi Euro se ne prende un altro, é questo uno dei lati belli di questo prodotto!
allora il problema non si pone, quindi scusami per il mio intervento e speriamo che qualcuno capisca meglio di me le tue esigenze, visto che hai affermato di avere un motivo ben preciso, e ti possa davvero illuminare sulla questione.

Un solo chiarimento: io ti ho consigliato di fare una prova con una resistenza adeguatamente calcolata, SOLO in quel caso vedrai che la luminosità resta fissa su tutti i pin, chiaro che se invece il LED lo colleghi direttamente può succedere di tutto; senza offesa non ho alcuna intenzione di collegare direttamente un LED ad un pin di Arduino per vedere l'effetto che fa; certo non è una bomba ma preferisco mille volte comprare 24 euro di componentistica utile piuttosto che spenderli per un altro Arduino, quello che ho funziona a meraviglia da tre anni, spero duri ancora un bel po'.
Ti faccio sinceramente un in bocca al lupo per il prosieguo dei tuoi esperimenti, sono certo che la tua caparbietà ti porterà molto lontano. Ciao.
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Sicuramente ciò che hai scritto adesso è molto più utile di quello di prima, per lo meno più chiaro.
Comunque sia, prima di salutare con ovvi riferimenti sarcastici, fermati un secondo (se vuoi naturalmente), a spiegarmi cosa intendi esattamente quando dici:
Quote
Un solo chiarimento: io ti ho consigliato di fare una prova con una resistenza adeguatamente calcolata, SOLO in quel caso vedrai che la luminosità resta fissa su tutti i pin, chiaro che se invece il LED lo colleghi direttamente può succedere di tutto;

Il fatto delle cadute di tensione diverse rimane però un mistero, comunque sia al posto del pericoloso led è utilizzabile  una resistenza per vedere lo stesso effetto sulle misurazioni.

Grazie per le risposte, o chiarimenti come dici, e tengo a dirti che non volevo offendere nessuno, solo esprimere un'opinione. Mi sono trovato in questa situazione talmente tante volte che non la sopporto più, così ora se mi fanno le ramanzine, non perdo occasione per farne di mie.
Perdona la mia caparbietà.
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Lamezia Terme
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Nessun sarcasmo, davvero, il mondo del lavoro a cui appartengo mi ha insegnato che la caparbietà è uno degli elementi chiave per il successo, a patto che sia accompagnata anche da solide basi di studio, e poi c'è quello che mentre dorme sotto un albero si becca una mela in testa e diventa un Fisico straordinario (Newton), tutto qui. smiley-wink

Per risponderti bisognerebbe sapere (e io non lo so) come è fatta la circuiteria interna dei vari pin del micro; i pin sono raggruppati in PORT (gruppi da smiley-cool che hanno circuiterie leggermente differenti, come dimostrammo con Leo72 quando abbiamo pubblicato il progetto del Micrologio-Sveglia; infatti dovendo valutare le risorse in corrente del micro, usato in stand-alone e, come tutti, sapevamo due cose:
1 - un pin singolarmente può erogare massimo 40mA ma è un valore da non raggiungere, meglio restare sui 30-35max
2 - a prescindere da quanti pin si utilizzano il micro può erogare massimo 200mA (anche questo valore da evitare)
Di conseguenza puoi usare 5 pin a 35mA (175mA) o 10 a 18mA (180mA), ecc. ecc. quindi oltre al singolo devi badare al totale.
Approfondendo la lettura del data-sheet invece ci rendemmo conto che c'erano anche delle differenze tra i PORT (se non erro l'ATmega328P, il micro di Arduino, ne ha 3), e questo ci ha portato a pensare che fossero differenti le circuiterie, quindi ciò potrebbe giustificare i differenti comportamenti che hai notato.
Però, e qui devo insistere su come la vedo io, non si può testare un pin caricandolo con un LED senza limitazione in corrente, perché in tal modo, il pin tende ad erogare molto più dei 40mA e quindi la sua circuiteria d'uscita va in sofferenza e ottieni dei cali di tensione così vistosi. E' come prendere un alimentatore di quelli a muro, da 5V e 300mA, e cercare di alimentare un carico da 1A, vedrai che la tensione scenderà in modo pauroso, e alla lunga si romperà di sicuro (più o meno quello che ha rischiato il micro del tuo Arduino)
Se invece tu ti calcoli la resistenza in base alla caduta tipica del LED (cambia da colore a colore) ed alla corrente che vuoi fornirgli, resterai in quelli che sono i canoni costruttivi dei vari pin e vedrai che non solo non cambia la luminosità, ma anche la tensione in uscita sarà molto livellata (seppur con qualche minima differenza, dovuta alla tolleranza dei componenti interni) attorno ai 5V.

EDIT: Leggo ora che hai provato anche una resistenza, se il valore è abbastanza basso da permettere il passaggio di corrente >35mA non cambia nulla rispetto al LED, vale lo stesso discorso di prima. Prova con una resistenza da 1kohm tra il pin e GND e dovresti avere 5V stabili, se non li hai allora è possibile che sia già successo qualcosa al micro.
« Last Edit: Today at 11:06:23 am by Michele Menniti » Logged

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Questa domanda mi è sorta conoscendo la legge del partitore ohmico di tensione, con la quale volevo misurare anche queste presunte resistenze, ma non avendo un milliamperometro, e non conoscendo la resistenza del led (che non riesco a misurare col tester) non vi riesco.

Se il tester in tuo possesso si limita a misurare la tensione e non la corrente, deve essere uno strumento molto economico e probabilmente analogico.
Se è così, è possibile che abbia una impedenza  interna di circa 1000 ohm/volt.
Questo significa che, volendo leggere una tensione di 3V, applichi sul punto di misura una resistenza di circa 3k ohm e questo non consente misure accurate.
Immagina di avere un partitore resistivo formato da due resistori da 3k alimentati dai +5V e di voler misurare la tensione nel punto centrale rispetto a massa.
In teoria dovresti misurare esattamente 2.5V, ma con uno strumento come quello sopra indicato avresti la sorpresa di leggere una tensione nettamente inferiore (1.67v) dovuto al partitore equivalente di 3k + 1.5k,
Un buon strumento analogico deve avere un'impedenza interna di almeno 20000 ohm/volt o superiore, mentre quelli da laboratorio (elettronici) hanno una impedenza anche di 10 Mohm/volt
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Finalmente delle riposte delle riposte fatte bene e utili alla comunità smiley-grin
Grazie ancora a tutti e due per le risposte.
Rispondo prima a Cyberhs perchè può essere un'informazione utile alla soluzione del problema: lo strumento che utilizzo è digitale, ed è in grado di misurare sia tensione (da 0,001v fino a 500V) che corrente (fino a 200mA). Sicuramente è economico (lo pagai 20-25 €), ma mi permette di fare misure abbastanza precise; ne ho avuto la prova con altri alimentatori, anche con parecchio carico di corrente (tipo 5V e 20 Ampere).
Il problema è che non riesco a far funzionare il maledetto milliamperometro, anche se può sembrare stupido, non ne so il motivo.

Per Michele: Ho provato con due tipi di resistenza: da 220 Ohm,  e da 1Kohm, che tengono tutte e due il carico sotto ai 30 mA.
Utilizzando quella da 220, ho notato comunque la presenza delle cadute di tensione, sta volta si aggiravano intorno ai 4,10V.
Utilizzando quella da 1K, ho notato anche qui delle cadute di tensione, ma di pochi millivot, avendo come dici tu una misura di tensione vicina e stabile ai 5v.
Ma tutto cio è normalissimo, data sempre la legge del partitore ohmico: più è grande la resistenza che si pone insieme in serie, maggiore è la caduta d tensione che vi avviene.

Non vorrei dire baggianate, ma sembra davvero che in serie ai pin ci sia una reistenza, approssimativamente simile a quella del led verde, dato che la caduta di tensione su questo è vicina alla metà della tensione totale.

Comunque sia, dopo la violenta (ma controllata) mia sperimentazione, sembra che il micro funzioni a dovere, senza alcun tipo di problema; conoscendo i rischi ci sono stato particolarmente attento.
 Ho solo quello del reset casuale ogni tanto, ma ce l'ha da quando è nuovo, se è poi un problema e non una cosa naturale (so che c'è il reset per i sovraccarichi, ma mi succedeva anche con gli esperimenti dello starter kit, quindi non è dovuto a questi).
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Ma tu stai usando un pin su OUTPUT HIGH e al posto del GND usi un pin su LOW. Il LOW non credo sia esattamente a 0V, visto che ha un suo range che potrebbe teoricamente arrivare fino a 0,8V, quindi se vuoi dare un senso alle tue prove dovresti misurare tra il pin H e quello L che differenza di tensione hai, tutta quella che rilevi la dovrai sottrarre al risultato finale atteso (5V), considera poi che probabilmente non hai uno strumento di misura professionale e, come ha spiegato il caro Cyb, è egli stesso che influenza in qualche modo la lettura; non puoi basarti sulle misure di alimentatori, qui hai a che fare con tutt'altro tipo di impedenze, per cui un alimentatore in parallelo va considerato virtualmente come una resistenza in parallelo al carico, se la sua impedenza è elevata (=professionale) allora diventa ininfluente, in caso contrario è influente eccome!

Riguardo il milliamperometro, certamente avrai notato che ha una boccola propria per le misure in corrente, in genere il problema riguarda il fusibile interno, basta una piccola distrazione e salta, quindi aprilo e sostituiscilo e vedrai che tutto si sistemerà.
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Il problema è che non riesco a far funzionare il maledetto milliamperometro, anche se può sembrare stupido, non ne so il motivo.
Essendo il fondo scala di soli 200mA è altamente probabile che internamente si sia bruciato il fusibile di protezione, ad esempio misurando per errore la corrente erogata da una semplice pila da 9V. 
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Ok, anche se non penso sia colpa dello strumento , fra poco ne comprerò uno migliore per misurazioni più efficenti.
Comunque sia perchè non provi anche tu a misurare questa caduta di tensione? Per vedere se esiste davvero, o è solo fittizia!  smiley-fat
Questi sono i risultati che io ho ottenuto con quella da 220 Ohm, dato che è inutile misurarle con quella da 1K:

4,10v sui pin digitali da 0 a 13 impostati su output (uno su HIGH, e l'altro su LOW)
4,43v fra il pin 13 (impostato su HIGH) e il pin GND sovrastante
4,95V fra i pin GND e 5V (quelli a sinistra)
4,11V fra i pin Analogici impostati come output (uno su HIGH, e l'altro su LOW)

Come vedi i risultati sono diversi per ogni tipo di pin, anche se secondo sempre la stessa legge, quella fra GND e pin 13 dovrebbe essere minore, dato il led e la resistenza SMD in serie.

Magari scopriamo qualcosa di nuovo  smiley-grin
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Boss, ma hai letto il mio precedente intervento? smiley-sweat

Il pin 13 NON ha una R ed un  LED in serie, sempre se stai parlando di Arduino UNO R3, se ti vai a guardare lo schema vedrai che hanno aggiunto un operazionale, configurato come voltage follower, con il LED e la R a valle; quindi quel led assorbe qualche mA se è acceso ma non ha alcuna influenza sulla misura che fai.
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