Resistorer och Ohms lag

En resistor (även kallat motstånd) är en elektronisk komponent som användas för att begränsa strömmen i en krets. Den delar också spänning från strömkällan. Oavsett om du vill bli en forskande vetenskapsman eller bara lära dig lite mer om elektronik, är det här en av grunderna att känna till.

Du kan likna en krets vid en trädgårdsslang. Spänningen är kranen, du kan vrida på kranen för att anpassa trycket från vattenkällan. Strömmen är mängden vatten som flödar genom slangen. Du kan anpassa den genom att pressa slangen, ju hårdare du pressar desto mindre vatten kommer det från munstycket. Hur hårt du pressar motsvarar motståndet i en krets. Enheten för spänning, ström och motstånd är volt(v), ampere (A) och ohm. Du kan räkna ut strömmen i en krets med den här formeln:

Där I är strömmen,  V den totala spänningen, och R det totala motstånd. Om kretsen har 5V och 1000 Ohm (1k Ohm) i totalt motstånd, kommer strömmen vara 0.005 A (5 mA).

För att veta en resistors motstånd kan du kontrollera dess färger.  Se tabellen för att förstå färgkodningen.

När du kopplar LED:s till Arduinon, används vanligen en 220 Ohms resistor i seriekoppling.  Resistorn begränsar strömmen så att inte för mycket ström som flödar genom LED:n och förstör den.  På samma sätt begränsar den även ljusstyrkan på LED:n.

När flera  resistorer används i en krets delar de på spänningen. Ta potentiometern som exempel. En ände är kopplad till 5v, den andra änden till GND och mittenbenet är kopplad till en analog pin.  Potentiometern är som 2 justerbara resistorer, i det här fallet delar de på en total spänning av 5V. Hur de delar på den beror på motståndet hos respektive justerbara resistor. Du kan använda den här formeln för att räkna ut spänningen:

Där Va är spänningen som delas av a, V är den totala spänningen, Ra och Rb är motstånd på resistor a och resistor b. Till exempel, om du har två resistorer som är 400 ohm och 600 ohm, och 5V på kraftkällan kan du från formeln räkna ut att resistorerna tar en spänning av 2V respektive 3V.

 

Analoga pins ger ett värde mellan 0 och 1023 genom att mäta spänningen på en viss punkt. För att få fram spänningen på en punkt kan du använda förra exemplet.

Kraftkällan har 5V, resistor a tar 2V, så vid A-in är den 3V. Resistor 2 tar 3V från A-in, och lämnar 0V på GND. Du vet säkert redan att 5V motsvarar 1023 i analogt värde, så här bör det lästa värdet vara runt 614.

För att få ett exempel av hur du kan tillämpa den här kunskapen kan du kolla in projektet ’Sequencer’. I det projektet vill du får fram ett antal olika analoga avläsningar. Resistorerna som används är utvalda så att skillnaderna mellan läsningarna blir så stor som möjligt.

Gör några uträkningar med formlerna ovan och de använda resistorvärdena i Sequencer. Jämför dem med de analoga värdena du får ut i programmet för att förstå sambandet. Testa att lägga till fler sequences. Tips: du behöver lägga till resistorer med olika motstånd, och det är alltid en bra idé att räkna ut detta i förväg.

Obervera: De uträknade värdena och de faktiska analoga värdena blir inte alltid exakt lika eftersom det alltid förekommer störningar av olika slag i riktiga livet. Resistorerna kan avvika lite, kretsen har ett internt motstånd, o.s.v.. Det är därför du använda ett spann av värden för att jämföra resistorvärdena i programmet. Om du vill lägga till fler sequences kan du minska det ursprungliga spannen för att få plats med nya spann.