Widerstände ein und Ausgänge Anfänger

[Stefan K. (unique)]

Hey Leute,
ich komm mit den ganzen Pullup und Pulldown widerständen und den 
Vorwiderständen bissl durcheinander...Hab schon gegooglet und im 
Tutorial gelesen, aber vielleicht könnt ihr mier ja helfen meine 
Gedankengänge bissl zu ordnen.

Okay, wofür Pullup und Pulldown widerstände da sind versteh ich schon, 
aber wenn ich nen eingang auf high legen will, warum kann ich dann nicht 
einfach den Anschluss direkt an 5V hängen? Warum muss ich nen Widerstand 
parallel schalten? Fließt sonst ein zu großer Strom durch den 
Controller?

Gut, dann zum Anschluss von LED's: Okay, wenn ich die LED's direkt an 
den Controller anschließ brauch ich nen fetten Vorwiderstand, damit ned 
zu viel Strom durch den Controller fließt, wie schauts aus wenn ich nen 
Transistor benutze? Also Der Stromkreis der LED inkl. Vorwiderstand 
läuft über Emitter und Collector und ich wills mit der Basis regeln. 
Also schließ ich den Ausgang des Controllers an die Basis an. Brauch ich 
da noch irgendwelche Widerstände?

thx,
unique

[Marius S. (lupin)]

Wenn du den Eingang auf 5V legen willst kannst du die 5V direkt 
anschließen, nur kannst du dann den Eingang nicht mehr auf 0V ziehen 
(LOW). Wenn du ihn nur per Widerstand auf 5V legst kannst du ihn 
immernoch auf 0V legen (über den Widerstand fallen dann 5V ab, auf der 
Seite mit dem Port pin liegen dann die 0V)

Zum Transistor:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor

Es geht auch ohne Vorwiderstand an der Basis, das hab ich im Artikel 
beschrieben. Ein richtiger Vorwiderstand kann aber nicht schaden (da du 
mit den internen Port-Widerständen nicht gut rechnen kannst, da die 
nicht super genau sind).

Vorwiderstand in Reihe zur LED brauchst du immer.

[André W. (sefiroth)]

Ahoi,

die Pull-Up oder Pull_Down Widerstände haben die Funktion eine 
Signalleitung immer auf einen definierten Pegel zu halten (damit sie 
nicht "frei in der Luft schweben"). Nehmen wir z.B. einen Taster 
(Schließer), verbinden die eine Seite mit 5V und die andere Seite mit 
dem Controller. Dann haben wir wenn der Taster gedrückt wird, 5V am 
Controller. Ist der Taster unbeätigt ist die Verbindung zu den 5V 
allerdings unterbrochen und der Pin des Controllers schwebt frei in der 
Luft, was alles mögliche bewirken kann. Daher wäre es ja ganz sinnvoll 
den Pin über einen Widerstand auf Masse zu ziehen (Pull-Down). Zack 
haben wir beim unbetätigtem Taster 0V am Pin. Würdest Du den Pull-Down 
Widerstand aber weglassen und dann den Taster drücken, hättest Du über 
den Taster einen Kurzschluss zwischen 5V und Masse fabriziert, was ich 
nicht empfehlen kann. Daher dienen die Pull-Up/Down Widerstände 
gewissermaßen als Kurzschluss-Schutz.

Zu Deiner zweiten Frage: Auf jeden Fall brauchst Du einen 
Basisvorwiderstand, sonst zerballerst Du Dir Controller und Transistor. 
Wenn der Controller den Pin auf 5V legt, würden diese ja direkt über die 
Leitung an der Basis anliegen. Über der Basis-Emitter-Strecke fallen 
immer ca. 0,7V ab, d.h. die restlichen 4,3V fallen überm Vorwiderstand 
ab. Mit diesem stellst Du dann den Basisstrom ein (z.B. ca. 2,2 kOhm für 
2mA). Hast Du keinen Vorwiderstand drin, ersetzt die 
Drahtstrecke/Leiterbahn zwischen Controller und Basis diesen - und bei 
einer Leiterbahn ist der Widerstandswert sehr klein. Sagen wir er 
beträge 1 Ohm, dann würden theoretisch 4,3A fließen. -> Basis/Emitter 
und Controller wären überlastet und würden sofort aufrauchen.

Gruß, André

edit: Habe bei meinen Betrachtungen die Innenwiderstände von 
Controller-Pins ect. aussen vor gelassen. Würde prinzipiell immer zu 
einem Basisvorwiderstand raten...

[Stefan K. (unique)]

Danke fuer die schnellen Antworten!
okaz, das heisst wenn ich will, dass bei gedruecktem Schalter am Eingang 
ein High anliegt brauch ich einen Pull/down/Widerstand. Passen da so 
ungefaehr 10kOhm?
Gut beim Transistor auch nen Vorwiderstand, muss ich da den Widerstand 
der Basis/Emitter/Strecke messen und rechnen oder gibts nen Richtwert? 
Denn der Basis/Emitter/Strom is ja auch vom Emitter/Collector/Strom 
abhaengig, oder?

thx,
unique

[Falk B. (falk)]

@  Stefan K. (unique)

>okaz, das heisst wenn ich will, dass bei gedruecktem Schalter am Eingang
>ein High anliegt brauch ich einen Pull/down/Widerstand. Passen da so
>ungefaehr 10kOhm?

Ja. Aber meist verwendet man Pull-Up Widerstände, weil viele uCs die 
schon eingebaut haben. Die Taster schalten dann nach Masse.

AVR-Tutorial: IO-Grundlagen

>Gut beim Transistor auch nen Vorwiderstand, muss ich da den Widerstand
>der Basis/Emitter/Strecke messen und rechnen oder gibts nen Richtwert?

Basiswiderstand

>Denn der Basis/Emitter/Strom is ja auch vom Emitter/Collector/Strom
>abhaengig, oder?

Umgekehrt.

MfG
Falk

[Holger K. (krulli)]

Wenn du willst, das ein High anliegt, dann ist der Widerstand (vom 
Eingang nach +5V) ein Pullup. Wenn Du ein low willst, dann geht der 
Widerstand vom Eingang nach GND und heißt dann Pulldown. 10k ist ein 
normaler und guter Wert.

Pullup = zieht hoch (High)
Pulldown = zieht runter (Low)

[HildeK (Gast)]

>Gut beim Transistor auch nen Vorwiderstand, muss ich da den Widerstand
>der Basis/Emitter/Strecke messen und rechnen oder gibts nen Richtwert?
>Denn der Basis/Emitter/Strom is ja auch vom Emitter/Collector/Strom
>abhaengig, oder?
Für Standard-Transistoren und einfache Lasten (LED etc.) rechne ich 
nicht - da wird z.B. 1k bis 10k eingesetzt, und wenn z.B ein Relais mal 
mehr Strom braucht, dann wird der RB halt etwas kleiner.
Theoretisch musst du schauen, wie groß dein maximaler Kollektorstrom Ic 
ist. Dann gibts im Datenblatt des Transistors einen Beta-Wert, die 
Stromverstärkung. Teile den max Ic durch Beta_min und du hast den 
minimal notwendigen Basistrom. Gib noch einen Zuschlag hinzu (50 ... 100 
%) und rechne (bei 5V Digitalpegel) mit 4,3V / IB den Vorwiderstand aus.
Beispiel: Transistor, beta_min = 100, LED: I = 20mA, damit notwendiges 
IB = 0,2mA. Sicherheitszuschlag 100%, also IB = 0,4 mA. Damit: 4,3V / 
0,4mA = ca. 10 kOhm. Wenn du jetzt einfach 4,7k eingesetzt hättest, dann 
wäre der Basisstrom bei 0,9mA - das schadet dem Transistor auch nicht.
Für ein 100mA-Relais an 3,3V mit 100% Sicherheitszuschlag wären dann 
eben rund 1k ... 1,5k zu verwenden.