Warum benötigen Piezo-Summer keine Widerstände?

Ich bin neu in Elektrik und Elektronik und fummele mich durch einige Raspberry Pi-Tutorials. Einer hat mein Interesse besonders geweckt, der ein RPi mit LEDs, Drucktasten und einem Piezo-Summer verbindet.

Auf Seite 2 dieser PDF-Datei sehen Sie die Hauptverdrahtungskonfiguration für das Projekt:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das einzige, was meine Aufmerksamkeit erregte, war, dass alle LEDs sowie die Drucktaste alle Widerstände verwenden. Die einzige Komponente, die keinen Widerstand verwendet, ist der Summer. Es scheint nur direkt mit dem Steckbrett / RPi verdrahtet zu sein. Ich frage mich warum?

Gibt es etwas Besonderes am Summer, das es ihnen ermöglicht, nicht zu viel Strom zu ziehen, und somit verhindert, dass sie Widerstände jeglicher Art benötigen? Danke im Voraus für jede Aufklärung!

Nur eine Warnung: Sie haben einen Schaltplan Ihrer Schaltung bereitgestellt, wenn Sie einen Schaltplan hätten bereitstellen sollen. In diesem Fall ist das Schema offensichtlich, aber bei etwas Komplexerem zeigt der Schaltplan nicht, was die Schaltung tun soll. Infolgedessen werden die Schaltpläne entmutigt, als "Cartoons" eingestuft und die Fragen werden abgelehnt.

Antworten (2)

Die Beschreibung in dem verlinkten Artikel lautet:

Der im EduKit enthaltene Summer ist ein „aktiver“ Summer, was bedeutet, dass er nur elektrischen Strom benötigt, um ein Geräusch zu erzeugen.

Beachten Sie, dass es als aktiver Summer bezeichnet wird. Ein aktives Gerät erledigt im Allgemeinen die fummeligen Teile für Sie, wie das Oszillieren und Begrenzen des Stroms (innerhalb der Spannungsgrenzen, die in seinem Datenblatt angegeben sein sollten).

Ahh, bedeutet das also, dass LEDs und Drucktasten "nicht aktive" (passive?) Geräte sind? Danke @Andrew Morton und +1!
Es ist wichtig, den Unterschied zwischen aktiv/passiv zu kennen, wenn es um generische Komponenten geht (der von @AndrewMortin bereitgestellte Link); mit dem Unterschied zwischen aktiven und passiven Summern (siehe electronic.stackexchange.com/questions/224374/… )

Wenn wir eine Glühbirne an eine Spannungsquelle (230 V, 125 V, 12 V, ...) anschließen, bietet die Glühbirne einen Widerstand, der nach dem Ohmschen Gesetz die Strommenge angibt, die durch die Glühbirne fließt. Die Glühlampe ist für diese Stromstärke ausgelegt. Somit alles ok. Gleiches gilt für den Summer.

Der Druckknopf ist nichts anderes als ein nahezu unendlicher Widerstand (wenn nicht gedrückt) oder kein Widerstand (wenn gedrückt). Wenn es also gedrückt wird, da es einen Widerstand von nahezu Null bietet, könnte die Stromstärke sehr hoch sein, genug hoch, um den Knopf oder das Arduino zu zerstören. Aus diesem Grund wird ein Widerstand hinzugefügt.

Eine LED, die an eine Quelle mit mehr als 2 V angeschlossen ist, bietet einen sehr kleinen Widerstand, da die Strommenge so groß ist, dass die LED brennt, bevor sie das Maximum erreicht. Aus diesem Grund wird ein externer Widerstand hinzugefügt, der den Widerstand erhöht und die Strommenge über ihn und über die LED auf einen Wert begrenzt, den beide unterstützen können.

Insbesondere ist die LED keine lineare Komponente und folgt daher nicht dem Ohmschen Gesetz. Wir können auf erzieherische Weise sagen, dass es den ersten 2 V einen unendlichen Widerstand bietet und der Restspannung keinen. Das genaue Verhältnis zwischen der angelegten Spannung und dem Strom ist in dieser Zeichnung (ab hier ) dargestellt, es hängt auch von der LED-Farbe ab.

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Die tatsächlichen Zahlen sind: Wenn Sie eine 5-V-Quelle verwenden und eine rote LED anschließen möchten (1,9 V und 20 mA für eine optimale Leistung), muss der Widerstand wie folgt sein:

R = (5 V - 1,9 V) / 0,02 A = 155 Ohm.

Aus diesem Grund haben wir immer eine Box mit vielen 220-Ohm-Widerständen :-) Ich hoffe, Sie genießen diese Erfahrungen in der Elektronik.

Warum hat Ihre weiße LED eine andere Kurve als die blaue? Hier sollte entweder „UV“ stehen oder weggelassen werden.
@Janka: Es berücksichtigt SiC für Blau und GaInN für Weiß. Aber dieses Thema ist weit, sehr weit von der ursprünglichen Frage entfernt.
Dann sollte "UV" angezeigt werden.
Ich möchte für zukünftige Leser nur darauf hinweisen, dass LEDs tatsächlich dem Ohmschen Gesetz ( V = I R) folgen, wie alles andere auch. Es ist nur so, dass Sie bei einem einfachen Widerstand nur nach einer Variablen auflösen müssen (z. B. Sie wissen Vund Rund wollen es wissen I), aber bei einer LED wissen Sie nur V(bis Sie das entsprechende in der Grafik nachschlagen I, das heißt).
@BartVanHeukelom: Nicht alle Komponenten folgen dem Ohmschen Gesetz, auch nicht lineare: Kondensatoren beziehen sich auf dV / I, Induktivitäten V/dI, ... (die erst nach einer Raumtransformation als Fourier oder Laplace in V/I umgewandelt werden könnten). LED sind gedächtnislos (bezieht sich auf V / I ), aber nicht linear, es ist kein Ohmsches Gesetz anwendbar. Darüber hinaus ist die LED-Kurve eine Konstruktionseigenschaft, genau wie R für Widerstände.
Der Strom durch einen Kondensator ist immer noch gleich der Spannung an ihm multipliziert mit seinem Widerstand. Dass dieser Widerstand wegen des Dielektrikums unendlich hoch ist, macht das Gesetz nicht weniger gültig. Natürlich verstehe ich, woher Sie kommen, da das Ohmsche Gesetz nicht wirklich nützlich ist, um das nützliche Verhalten solcher Komponenten praktisch zu analysieren. Ich denke nur, dass es einige verursachen kann, Anfängern zu sagen, dass das Gesetz nicht immer gilt Verwirrung später. Das heißt, anscheinend bricht das Gesetz in bestimmten Mikroskopiersituationen zusammen (ich habe es gerade gelernt), aber das ist ein ganz anderer Bereich.
Korrektur: natürlich Spannung dividiert durch Widerstand. Kann den Kommentar anscheinend nicht mehr bearbeiten
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