Напряжение на цифровом выходе Arduino

Question

Разбираюсь с основами электроники и работой с arduino в частности. Простейшая схема на Arduino UNO - к цифровому выходу подключен резистор 500 Ом. Питается плата от USB. При замере напряжения между землей и цифровым портом получается 4. 55 В. Причем это значение значительно варьируетя в зависимости от величины подключенного сопротивления. При этом если я подключаю такой же резистор к выходу 5В, то замер показывает ровно 5В. Собственно, вопроса два:

Почему так происходит - почему выходное напряжение с портов arduino не фиксированное и зависит от величины подключенной нагрузки?

Если выходное напряжение величина не фиксированная - как тогда рассчитывать цепь, необходимые величины резисторов и т. д. Например, чтобы получить необходимую величину тока в цепи, зная сопротивление е элементов, я должен ведь знать входное напряжение для моей цепи (т. е. выходное напряжение портов arduino) . Допустим взять простейшую схему с подключением светодиода. Светодиод рассчитан на определенную максимальную силу тока. Таким образом, как я могу рассчитать минимальное допустимое сопротивление, которое можно подключить последовательно со светодиодом, если я не знаю величины напряжения, которое выдаст arduino?

Answer 1

В даташите на ATmega328P тебе обещали выходной уровень лог. 1 от и до в некоторых пределах, а не строго определенную величину. Либо расчитывай по максимуму (5В) , или ставь дополнительный ключ, например, транзистор.
Вобще выходы логических микросхем предназначены для соединения с входами других логических микросхем, а не для подключения произвольной нагрузки

Answer 2

Если это чисто теоретический вопрос то
Средний ток выхода 20мА, максимально в импульсе до 40.
Вы уже используете 10мА, остальное падает на выходном каскаде, если еще и программно подтянуты резисторы.
Для диода считай от 5 вольт

Answer 3

потому что мощность портов ограничена. Ты не можешь подключить туда мощную нагрузку (сожжешь порт) . Вобще, от выходов желательно не отбирать ток выше 5-10мА. Все нагрузки порта ты должен рассчитывать исходя из этого. Надо ток выше - ставим дополнительную схему.

Этот вопрос отпадет, если выполнишь п. 1. Небольшое падение напряжения ни на что не повлияет.