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Eletricidade

Calculadora da Resistência de Pull-Up do I2C (SDA e SCL)

A janela de valores de resistência de pull-up que um barramento I2C admite para a sua tensão de alimentação, modo de velocidade e capacidade do barramento, e se a resistência escolhida está dentro dela.

Resultados

Pull-up mais alta que cumpre o tempo de subida 3,54 kΩ
Pull-up mais baixa que os dispositivos conseguem puxar para baixo 0,97 kΩ
Tempo de subida com a sua resistência 186 ns
A sua resistência serve? Sim — está dentro da janela permitida
Como varia
Pull-up mais alta que cumpre o tempo de subidaCapacidade total do barramento (fios + pinos) 10 – 400. Pull-up mais alta que cumpre o tempo de subida: 35,4066 → 0,885165; Pull-up mais baixa que os dispositivos conseguem puxar para baixo: 0,966667 → 0,966667Pull-up mais alta que cumpre o tempo de subidaPull-up mais baixa que os dispositivos conseguem puxar para baixo010203040100200300400Capacidade total do barramento (fios + pinos) (pF)

A linha tracejada marca o valor que escreveu.

O que faz esta ferramenta

As linhas I2C são de dreno aberto: a resistência puxa a linha para cima e os dispositivos puxam-na para baixo, e dois limites fixam o valor permitido. O superior vem do tempo de subida: a linha tem de subir de 30 % a 70 % da alimentação em 1000, 300 ou 120 ns (modo normal, rápido e rápido plus), o que numa subida RC leva 0,8473 × R × C, logo R ≤ t_r ÷ (0,8473 × C_b). O inferior vem dos 3 mA (20 mA no rápido plus) que um dispositivo tem de absorver mantendo a linha abaixo de 0,4 V. É por isso que 4,7 kΩ serve a 100 kHz com cerca de 250 pF de barramento, ao passo que 400 kHz com 200 pF pede menos de cerca de 1,8 kΩ.

Fórmula

R_máx = t_r ÷ (0,8473 × C_b) · R_mín = (V_DD − 0,4 V) ÷ I_OL · t_r = 0,8473 × R × C_b (t_r máx. 1000 / 300 / 120 ns; I_OL 3 / 3 / 20 mA)

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
vddTensão de alimentação do barramentoV
cbCapacidade total do barramento (fios + pinos)pF
mdModo de velocidade do barramento—
rpResistência de pull-up que pensa usarkΩ
RXPull-up mais alta que cumpre o tempo de subidakΩ
RNPull-up mais baixa que os dispositivos conseguem puxar para baixokΩ
TRTempo de subida com a sua resistêncians
STA sua resistência serve?—

Exemplo resolvido

  • Tensão de alimentação do barramento3,3 V
  • Capacidade total do barramento (fios + pinos)100 pF
  • Modo de velocidade do barramento2
  • Resistência de pull-up que pensa usar2,2 kΩ
  • Pull-up mais alta que cumpre o tempo de subida3,54 kΩ
  • Pull-up mais baixa que os dispositivos conseguem puxar para baixo0,97 kΩ
  • Tempo de subida com a sua resistência186 ns
  • A sua resistência serve?Sim — está dentro da janela permitida

Limitações

  • Os rendimentos e consumos variam de produto para produto. Tire os valores da ficha técnica do fabricante do produto que vai mesmo usar.
  • A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.