Discussion :

[Pixelosore]

Bonjour,

Je me forme actuellement à l'électronique sur le Raspberry PI 4 et PICO grâce à un kit d'apprentissage.
Je tiens à préciser que je n'ai eu aucune formation préalable dans les concepts de l'électricité et que je me forme au travers de nombreuses sources sur internet et sur des tutos (et de beaucoup de patience).

Dans un des tutos du kit d'apprentissage, il y'a une partie de schéma que je n'arrive pas à comprendre :



Le pin est en mode input

Dans ce schéma je ne comprends pas 2 choses :

La première est l'utilité de la résistance R1 avec une valeur aussi haute.
La broche 3,3V semble fournir une intensité max de 50 mA et de ce que j'ai compris une résistance a pour but de limiter le courant dans un circuit et plus sa valeur est élevé et plus il va limiter de courant (désolé je pense que ma vision est très simpliste).
Une résistance de 10K ohms ne devrait même pas laisser une once de courant au vu de la tension d'entrée et de l'intensité ?

La deuxième chose que je ne comprends pas est l'utilité de la résistance R2 avec aussi 10K ohms.
Un PIN ne semble pouvoir fournir, dans un configuration par défaut, qu'une intensité de 8mA.
En rejoignant ma remarque sur la première question j'ai un doute sur la valeur de la résistance.

Je comprends bien que comme on ne sais pas dans quel état va être le pin (flottant) il faut le protéger mais une résistance avec une valeur plus basse ne devrait t'elle pas suffire ?

Je sais que j'ai des lacunes dessus malgré une lecture approfondie des différents concepts donc si vous avez des sources complémentaires je suis preneur.

[Vincent PETIT]

Bonjour,

de ce que j'ai compris une résistance a pour but de limiter le courant dans un circuit et plus sa valeur est élevé et plus il va limiter de courant (désolé je pense que ma vision est très simpliste).

Cette phrase est parfaitement exacte !

Pour répondre au reste, j'ai déjà un problème avec le schéma... c'est quoi ce drôle de composant qui part du nœud entre les résistances et qui va à la masse ?

En électronique il faut savoir redessiner un schéma puis avec quelques lois et théorèmes simples (loi d'Ohms, lois de Kirchhoff, théorème de Thevenin et Millman) et avec quelques connaissances sur le comportement de certains composants (inductance, capa, transistor, diode, etc...) on peut résoudre énormément de problème.

[Pixelosore]

Merci pour avoir prit le temps de me répondre

En électronique il faut savoir redessiner un schéma puis avec quelques lois et théorèmes simples.

J'ai cherché une application afin de pouvoir reproduire le plus fidèlement le schéma car je ne sais pas dans quel mesure il est possible de diffuser une partie de schéma d'une documentation d'un kit payant mais je n'ai pas trouvé grand chose pour le grand public
Bon je pense qu'on me tiendra pas rigueur de faire une capture d'écran pour demander de l'aide

Voici la partie du schéma d'origine



R2 et R3 sont les 2 résistances dont je cherche à comprendre la pertinence.

théorèmes simples (loi d'Ohms, lois de Kirchhoff, théorème de Thevenin et Millman) et avec quelques connaissances sur le comportement de certains composants (inductance, capa, transistor, diode, etc...) on peut résoudre énormément de problème.

Les kits sont bien pour apprendre et sur certains composants ils fournissent suffisamment d'information pour savoir ce qu'il faut chercher en complément cependant ils sont très légers sur les concepts.
Je te remercie je vais aller voir la lois de Kirchhoff et le théorème de Thevenin et Millman

[Auteur]

Pour répondre au reste, j'ai déjà un problème avec le schéma... c'est quoi ce drôle de composant qui part du nœud entre les résistances et qui va à la masse ?

un interrupteur, même s'il est bizarrement dessiné.

Pixelosore : prends uniquement ta tension de 3,3V, R1 et l'interrupteur à la masse. Si tu fermes l'interrupteur, sans prendre la peine de placer R1 tu court-circuites ton alimentation. Ta résistance R1 est là pour protéger ton alimentation d'un court-circuit. Sa forte valeur limite le courant.

La première est l'utilité de la résistance R1 avec une valeur aussi haute.
La broche 3,3V semble fournir une intensité max de 50 mA et de ce que j'ai compris une résistance a pour but de limiter le courant dans un circuit et plus sa valeur est élevé et plus il va limiter de courant (désolé je pense que ma vision est très simpliste).

Ce n'est pas une vision simpliste, c'est tout à fait ça. Pus précisément il s'agit de la loi d'Ohm : U = R * I
U = tension en Volt
R = résistance en Ohm
I = courant en Ampère


Maintenant, tout comme toi la résistance R2 m'intrigue surtout que tu dis que la voie est en entrée. Mais un peu plus loin tu te contredis :

Un PIN ne semble pouvoir fournir, dans un configuration par défaut, qu'une intensité de 8mA.

Du coup, je ne sais pas trop si ta voie est une entrée ou une sortie.

[Pixelosore]

Merci pour ces explications

un interrupteur, même s'il est bizarrement dessiné.

Oui j'ai trouvé également une autre façon de le dessiner mais mes modestes connaissances ne m'ont pas permises de détecter lequel était le bon

Pixelosore : prends uniquement ta tension de 3,3V, R1 et l'interrupteur à la masse. Si tu fermes l'interrupteur, sans prendre la peine de placer R1 tu court-circuites ton alimentation. Ta résistance R1 est là pour protéger ton alimentation d'un court-circuit. Sa forte valeur limite le courant.

Alors je pense que c'est là où j'ai des lacunes de compréhension car si j'applique la loi d'ohm avec U = R * I
Alors j'ai 3,3V = R * 0,050 A
Soit R = 3,3V/0,050 => 66 ohms

Donc avec une résistance de > 66 ohms ne devrais je pas limiter toute la tension du 3,3 V avec 0,050A ?
Je pense que mon approche n'est pas bonne car avec 10K ohms j'ai quand même détecter un état HIGH sur le pin en INPUT cependant je ne comprends pas où mon raisonnement est faux.

Maintenant, tout comme toi la résistance R2 m'intrigue surtout que tu dis que la voie est en entrée. Mais un peu plus loin tu te contredis :
=> Un PIN ne semble pouvoir fournir, dans un configuration par défaut, qu'une intensité de 8mA.
Du coup, je ne sais pas trop si ta voie est une entrée ou une sortie.

La voie est bien en entrée.
De mes recherches c'est pour protéger d'un court-circuit en cas :
* d'erreur dans le code (pin manuellement défini en sortie)
* d'état de sortie par défaut sur le pin (avant de passer manuellement en état input)
* d'état flottant qui ferait osciller la tension sur le PIN

Mais la aussi si j'applique la loi d'ohm alors j'ai :
3,3V = R * 0,008 A
R = 3,3V/0,008=> 412 ohms
ce qui est bien loin des 10K ohms mais la encore je pense que mon raisonnement manque d'une information

D'ailleurs ca me fait penser à une question : si par erreur le PIN est en sortie, quel est l'effet d'avoir à la fois la tension de 3,3V à 50 mA et celui d'avoir celui de 3,3V à 8mA ?
Je pense que l'intensité max du Raspberry PI étant de 50 mA cela ne pourra pas être dépassé mais je préfère être sur

[Artemus24]

Salut à tous.

Je pense que l'intensité max du Raspberry PI étant de 50 mA cela ne pourra pas être dépassé mais je préfère être sur

Ce qu'il faut savoir, tous les circuits électroniques fonctionnent dans une plage donnée.
Ceci est renseigné dans ce que l'on nomme une datasheet, une fiche technique du composant.
Tu trouves ces renseignements dans le chapitre "Voltage Specifications". Voici le lien.

L'intensité maximale pour une seule broche (pin) de tes GPIO est de 16mA.
L'intensité maximale pour l'ensemble de toutes tes broches de tes GPIO est de 50mA.

De même, l'intensité minimale ne doit pas aller en dessous d'une certaine valeur sinon ta broche est dite flottante.
A moins de me tromper, je crois qu'il s'agit de 0,066 mA mais je n'en suis pas sûr.

Les valeurs possibles de ta résistance sont comprises entre :
--> 0,000066 < 3,3 / x < 0,016
--> 66 < 3300000 / x < 16000
--> 1/50000 < 1/x < 1/206,25
--> 206,25 < x < 50000

Habituellement pour ce genre de montage, on prend au minimum une résistance de 220 ohms ou le plus classique 330 ohms que l'on voit fréquemment.
L'intensité calculée avec une résistance de 330 ohms donne :
--> 3,3 V / 330 Ohms = 0,01 A
soit 10 mA qui est bien inférieur au 16 mA que l'on ne doit pas dépasser.

Et au maximum, une résistance de 50 kOhms suffit pour ne pas rendre la broche flottante.
Une résistance de 10 kOhms permet au circuit de fonctionner normalement.

En résumé, quand tu es dans l'intervalle, tout va bien !

Cordialement.
Artemus24.
@+

[Vincent PETIT]

Bonjour,

un interrupteur, même s'il est bizarrement dessiné.

D'accord, merci.

Alors je pense que c'est là où j'ai des lacunes de compréhension car si j'applique la loi d'ohm avec U = R * I
Alors j'ai 3,3V = R * 0,050 A
Soit R = 3,3V/0,050 => 66 ohms

Donc avec une résistance de > 66 ohms ne devrais je pas limiter toute la tension du 3,3 V avec 0,050A ?

Si et ton calcul est tout à fait exacte.

De mes recherches c'est pour protéger d'un court-circuit en cas :
* d'erreur dans le code (pin manuellement défini en sortie)

En effet c'est bien la raison principale.

Ce qu'il faut savoir, tous les circuits électroniques fonctionnent dans une plage donnée.

Exacte et il faut toujours avoir ça en tête car cela explique pourquoi dans un montage électronique on peut se dire "allez, je mets un 10k et c'est bon".

[Auteur]

D'accord, merci.

C'est le schéma d'un interrupteur tactile à 4 broches (bas de page) :
https://www.mouser.fr/new/diptronics...6-tact-switch/

La voie est bien en entrée.
De mes recherches c'est pour protéger d'un court-circuit en cas :
* d'erreur dans le code (pin manuellement défini en sortie)
* d'état de sortie par défaut sur le pin (avant de passer manuellement en état input)
* d'état flottant qui ferait osciller la tension sur le PIN

pas bête. Je retiens cette information. Je craignais que les deux résistances réalisent un diviseur de tension. Mais ce n'est pas la cas.
Pour compléter un peu la discussion, la résistance R1 est dite en pull-up (par opposition au pull-down).

[Pixelosore]

Un grand merci à vous tous pour vos explications !

L'intensité maximale pour une seule broche (pin) de tes GPIO est de 16mA.
L'intensité maximale pour l'ensemble de toutes tes broches de tes GPIO est de 50mA.

De même, l'intensité minimale ne doit pas aller en dessous d'une certaine valeur sinon ta broche est dite flottante.
A moins de me tromper, je crois qu'il s'agit de 0,066 mA mais je n'en suis pas sûr.

Les valeurs possibles de ta résistance sont comprises entre :
--> 0,000066 < 3,3 / x < 0,016
--> 66 < 3300000 / x < 16000
--> 1/50000 < 1/x < 1/206,25
--> 206,25 < x < 50000

Je pense que c'est l'explication qu'il me manquait !
En fait les résistances de 10K sont juste là pour s'assurer de limiter tout le courant si jamais il venait à aller sous une certaine tension dans l'intervalle de tension que peut avoir le PIN ou la broche 3,3V

Habituellement pour ce genre de montage, on prend au minimum une résistance de 220 ohms ou le plus classique 330 ohms que l'on voit fréquemment.
L'intensité calculée avec une résistance de 330 ohms donne :
--> 3,3 V / 330 Ohms = 0,01 A
soit 10 mA qui est bien inférieur au 16 mA que l'on ne doit pas dépasser.

En fait je crois que mon tord est d'avoir basé ma compréhension des résistances en partant du principe que la valeur absorbée est une constante alors que pas du tout (peut être du fait que je fais quasiment que des schéma en utilisant que la broche 3,3V)
Comme vous me l'expliquez ici, je n'ai pas assez pris en compte les intervalles de valeurs.
Un résistance de 330 Ohms va avoir comme résultat sur un courant de 3,3V :
--> 3,3 V / 330 Ohms = 0,01 A
Mais si l'intervalle peut aussi aller jusqu'à 5V alors la même résistance va avoir comme résultat
--> 5,5 V / 330 Ohms = 0,01666... A
Et donc là, par exemple, je risque d'endommager un composant branché après ma résistance si il fonctionne qu'avec une intensité maximale de 10mA

Par contre ce que je m'explique encore mal c'est que si je prend l'explication en l'appliquant sur la broche 3,3V :
--> 3,3 V / 10 000 Ohms = 0,00033 A
Comment je peux détecter un état HIGH sur le pin en INPUT sachant que cet état n'est atteint que si j'ai minimum 1,8V ?

[Artemus24]

Salut à tous.

Mais si l'intervalle peut aussi aller jusqu'à 5V alors la même résistance va avoir comme résultat
--> 5,5 V / 330 Ohms = 0,01666... A

Attention à ne pas confondre une Raspberry avec une Arduino.
Les broches des GPIO de la Raspberry n'accepte que du 3,3Vcc ni plus ni moins.
Tandis que celles de l'Arduino acceptent du 5Vcc, ni plus ni moins.

Si tu mets autre chose que du 3,3Vcc, par exemple du 5Vcc tu risques de cramer ta Raspberry.
Autrement dit, la tension en Volt (Vcc : Volt Courant Continue) ne varie pas, tandis que l'intensité en Ampère peut varier.
C'est pourquoi l'usage d'une résistance fixe l'intensité à la valeur que tu désires laisser passer.

Pour ce qui est de l'alimentation de ta Raspberry, je te conseille de ne pas utiliser les GPIO.
Utilises plutôt la prise USB-A ou par la prise micro USB qui est en principe dédiée à cela.

Si tu désires faire un montage, je te conseille d'avoir une alimentation externe.
La raison est que la Raspberry ne peut offrir que ce qu'elle possède.
Une broche ne doit pas dépasser les 16mA sinon attention au dommage que tu peux occasionner.

C'est pourquoi, une résistance de 1 KOhm permet de ne pas dépasser le seuil fatidique des 16mA d'une broche.
--> 3.3 / 1000 = 3,3 mA.

Si tu utilises 10 Leds comme dans le cas d'un chenillard, tu ne dépasseras pas le seuil de la raspberry qui est de 50mA.
--> 10 x 3,3 mA = 33mA < 50 mA.

Si tu utilises la résistance de 330 Ohms, tu ne pourras pas mettre autant de Leds, disons 4 au maximum.
Encore que dans le cas d'un chenillard, toutes les leds ne sont pas allumées en même temps.

Comment je peux détecter un état HIGH sur le pin en INPUT sachant que cet état n'est atteint que si j'ai minimum 1,8V ?

Je ne comprends pas la question posée. Ta broche doit être alimenté en 3,3Vcc pas en 1,8Vcc.

Tu dois avoir le réflexe de lire la datasheet du composant qui t'intéresse.
Comme il s'agit des broches de la Raspberry, je t'ai donné le lien ci-dessus.
Et si tu ne sais pas ou si tu as un doute, vient poser ta question dans ce forum.

S'il s'agit du seuil entre un signal LOW et un signal HIGH, je préfère laisser la réponse à des personnes plus expérimentées que moi.

Cordialement.
Artemus24.
@+

[f-leb]

Salut à tous,

ça m'étonne, personne n'a encore parlé de résistance de tirage (pull-up) et de courant de fuite (Input leakage current)

Même Vincent qui a été très bavard sur le sujet (Ahhh les beaux schémas en pull-down).

Le courant de fuite est de 1μA. Du point de vue structure, R₁ est une résistance de tirage (pull-up) et R₂ une résistance de protection (si la pin est en sortie et qu'elle envoie du 3,3V alors que tu appuies sur le bouton, sans la résistance il y a court-circuit).
Sauf que la valeur de R₂ est très grande donc elle participe autant que R₁ pour le tirage.

Bouton relâché :
R1 et R2 en série, parcourues par le courant de fuite 1μA.
La tension sur la broche V_pin = 3,3 - (R₁+R₂) x I_leakage = 3,28V, donc un état haut.

Bouton appuyé :
V_pin = R₂ x I_leakage = 0,01V, donc un état bas.
Le courant qui traverse R₁, I₁ = 3,3 / R₁ = 0,33mA ce qui est faible.

[Pixelosore]

Attention à ne pas confondre une Raspberry avec une Arduino.
Les broches des GPIO de la Raspberry n'accepte que du 3,3Vcc ni plus ni moins.
Tandis que celles de l'Arduino acceptent du 5Vcc, ni plus ni moins.

Désolé je crois que je me suis mal exprimé
Quand je prenais l'exemple du 3,3V et du 5V c'était pour illustrer un intervalle de tension (comme si j'avais dit que la tension pouvait osciller entre 3,3V et 3,4V)
Je ne pensais pas du tout à d'autres cartes.

Bouton relâché :
R1 et R2 en série, parcourues par le courant de fuite 1μA.
La tension sur la broche Vpin = 3,3 - (R1+R2) x Ileakage = 3,28V, donc un état haut.

Bouton appuyé :
Vpin = R2 x Ileakage = 0,01V, donc un état bas.
Le courant qui traverse R1, I1 = 3,3 / R1 = 0,33mA ce qui est faible.

Un grand merci à vous tous pour vos éclaircissements.
Je vais prendre le temps de me faire des exemples et de lire toutes les documentations que vous m'avez envoyé / partagés.