Diferencia entre resistencias pull-up y pull-down y ejemplos prácticos

Un microcontrolador en cualquier sistema Integrado utiliza señales de E / S para comunicarse con los dispositivos externos. La forma más simple de E / S generalmente se denomina GPIO (Entrada / Salida de propósito general). Cuando el nivel de voltaje de GPIO es bajo, entonces está en estado de alta o alta impedancia, luego las resistencias pull up y pull-down se utilizan para garantizar que GPIO esté siempre en un estado válido. Por lo general, el GPIO está dispuesto en un microcontrolador como E / S. Como entrada, el pin del microcontrolador puede tomar uno de estos estados: alta, baja y flotante o alta impedancia. Cuando un i / p se conduce por encima del i / p es un umbral alto, es lógico. Cuando el I / P se conduce por debajo del I / P, que es el umbral bajo, la entrada es 0 lógico. o estado de alta impedancia, el nivel I / P no es constantemente alto ni bajo. Para garantizar que los valores de un I / P estén siempre en un estado conocido, se utilizan resistencias pull-up y pull-down. La función principal de las resistencias pull-up y pull-down es que la resistencia pull-up lleva la señal al estado alto a menos que esté bajo y, una resistencia pull-down lleve la señal a un estado bajo a menos que sea alta.

Resistencias pull-up y pull-down

¿Qué es una resistencia?

La resistencia es el componente más utilizado en muchos circuitos electrónicos y dispositivos electrónicos. La función principal de la resistencia es restringir el flujo de corriente a otros componentes. La resistencia funciona según el principio de la ley de ohmios que establece que la disipación se debe a la resistencia. La unidad de resistencia es ohmio y el símbolo de ohmio muestra la resistencia en un circuito. Existen numerosos tipos de resistencias están disponibles en el mercado con diferentes tamaños y clasificaciones. Son resistencias de película metálica, resistencias de película delgada y resistencias de película gruesa, resistencias de alambre enrollado, resistencias de red, resistencias de superficie, resistencias de montaje, resistencias variables y resistencias especiales.

Resistor

Considere dos resistencias en conexión en serie, entonces la misma corriente I fluye a través de las dos resistencias y la dirección de la corriente se indica con una flecha.Cuando las dos resistencias están en conexión en paralelo, entonces la caída de potencial V entre las dos resistencias es la mismo.

Resistencias pull-up

Las resistencias pull-up son resistencias simples de valor fijo, que están conectadas entre la fuente de voltaje y el pin particular. Estas resistencias se utilizan en circuitos lógicos digitales para asegurar un nivel lógico en un pin, lo que da como resultado un estado en el que el voltaje de entrada / salida es una señal de conducción inexistente. Los circuitos lógicos digitales constan de tres estados como alta, baja y flotante o alta impedancia. Cuando el pin no se tira a un nivel lógico más bajo o alto, se produce el estado de alta impedancia. Estas resistencias se utilizan para resolver el problema del microcontrolador al llevar el valor a un estado alto, como se ve en la figura. Cuando el interruptor está abierto, la entrada de los microcontroladores estaría flotando y bajada solo cuando el interruptor está cerrado. Un valor típico de resistencia pull-up es 4.7kilo Ohms, pero puede cambiar dependiendo de la aplicación.

Resistencia pull-up

Circuito de puerta NAND con resistencia de extracción

En este proyecto, la resistencia pull-up está conectada a un circuito de chip lógico. Estos circuitos son los mejores circuitos para probar resistencias pull-up. Los circuitos de chips lógicos funcionan en función de señales altas o bajas. En este proyecto, la puerta NAND se toma como ejemplo de chip lógico. La función principal de la puerta NAND es que, cuando cualquiera de las entradas de la puerta NAND es baja, la señal de salida es alta. De la misma manera, cuando las entradas de la puerta NAND son altas, la señal de salida es baja.

Los componentes requeridos para el circuito de compuerta AND que usa resistencias desplegables son el chip de compuerta NAND (4011), resistencias de 10Kilo Ohm-2, Pushbuttons-2, resistor de 330ohm y LED.

• Cada puerta NAND consta de dos pines I / P y uno O / P.
• Se utilizan dos pulsadores como entradas a la puerta AND.
• El valor de la resistencia pull-up es de 10 kilo ohmios y los componentes restantes son la resistencia de 330 ohmios y el LED. La resistencia de 330 ohmios está conectada en serie para limitar la corriente al LED

A continuación se muestra el diagrama de circuito de la puerta NAND que utiliza resistencias de 2 pull-down en el i / ps a la puerta NAND.

Circuito de puerta NAND con resistencia pull-up

En este circuito, para dar potencia al chip se alimenta con 5V. Entonces, se le da + 5V al pin 14 y el pin 7 está conectado a tierra. Las resistencias pull-up están conectadas a las entradas de la puerta NAND. Una resistencia pull up está conectada a la primera entrada de la puerta NAND y al voltaje positivo. Un botón está conectado a GND. Cuando no se presiona el botón pulsador, la entrada de la puerta NAND es alta. Cuando se presiona un botón, la entrada de la puerta NAND es baja. Para la puerta NAND, ambos I / Ps deben ser bajos para obtener una salida alta. Para que funcione el circuito del búho, debe presionar ambos botones. Esto demuestra la gran utilidad de las resistencias pull-up.

Resistencias desplegables

Como resistencias pull-up, las resistencias pull-down también funcionan de la misma manera. Pero, tiran del pin a un valor bajo. Las resistencias pull-down están conectadas entre un pin particular en un microcontrolador y el terminal de tierra. Un ejemplo de resistencia desplegable es un circuito digital que se muestra en la figura siguiente. Un interruptor está conectado entre el VCC y el pin del microcontrolador. Cuando el interruptor está cerrado en el circuito, la entrada del microcontrolador es lógica 1, pero cuando el interruptor está abierto en un circuito, la resistencia de bajada baja el voltaje de entrada al suelo (lógica 0 o valor lógico bajo). La resistencia de bajada debe tener una resistencia mayor que la impedancia del circuito lógico.

Resistencia pull-down

Y circuito de puerta con resistencia de extracción

En este proyecto, la resistencia desplegable está conectada a un circuito de chip lógico. Estos circuitos son los mejores circuitos para probar resistencias desplegables. Los circuitos del chip lógico funcionan en función de las señales altas o bajas. En este proyecto, la puerta Y se toma como un ejemplo del chip lógico. La función principal de la puerta Y es, cuando ambas entradas de la puerta Y son altas, entonces la señal de salida es alta. De la misma manera, cuando las entradas de la puerta AND son bajas, la señal de salida es baja.

Los componentes requeridos para el circuito de compuerta AND que usa resistencias desplegables son el chip de compuerta AND (SN7408), resistencias de 10Kilo Ohm-2, Botones pulsadores-2, resistencia de 330 Ohm y LED.

• Cada puerta AND consta de dos I / P y una O / P
• Se utilizan dos pulsadores como entradas a la puerta AND.
• El valor de la resistencia desplegable es de 10 kilo ohmios y los componentes restantes son la resistencia de 330 ohmios y el LED. La resistencia de 330 ohmios está conectada en serie para limitar la corriente al LED.

A continuación se muestra el diagrama del circuito de la puerta AND que utiliza resistencias de 2 pull-down en el i / ps a la puerta AND.

Y circuito de puerta con resistencia de extracción

En este circuito, para dar potencia al chip, se alimenta con 5V. Entonces, se le da + 5V al pin 14 y el pin 7 está conectado a tierra. Las resistencias pull-down están conectadas a las entradas de la puerta AND. Una resistencia pull-down está conectada a la primera entrada de la puerta AND. El botón pulsador está conectado al voltaje positivo, y luego, una resistencia pull-down está conectada a GND. Si no se presiona el botón pulsador, la entrada de la puerta Y será baja. Si se presiona el botón, la entrada de la puerta Y será alta. Para la puerta Y, ambas I / Ps deben ser altas para obtener una salida alta. Para que funcione el circuito búho, debes presionar ambos botones, lo que demuestra la gran utilidad de las resistencias pull-down.

Aplicaciones de las resistencias pull-up y pull-down

• Las resistencias pull-up y pull-down se utilizan con frecuencia en dispositivos de interfaz como conectar un conmutador a un microcontrolador.
• La mayoría de los microcontroladores tienen resistencias pull up / pull down programables incorporadas, por lo que es posible conectar un interruptor con un microcontrolador directamente.
• En general, las resistencias pull-up se utilizan a menudo en lugar de las resistencias pull-down, aunque algunas familias de microcontroladores tienen resistencias pull-up y pull-down.
• Estas resistencias se utilizan a menudo en Convertidores A / D para proporcionar un flujo controlado de corriente en un sensor resistivo
• Las resistencias pull-up y pull-down se utilizan en el bus de protocolo I2C, en el que las resistencias pull-up se utilizan para permitir que un solo pin actúe como I / P o O / P.
• Cuando no está conectado a un bus de protocolo I2C, el pin flota en un estado de alta impedancia. Las resistencias pull-down también se utilizan para que las salidas ofrezcan un O / P conocido

Por lo tanto, esto se trata del funcionamiento y la diferencia entre resistencias pull-up y pull-down con un ejemplo práctico.Creemos que tiene una mejor idea sobre este concepto.Además, para cualquier consulta sobre este artículo o Proyectos de electrónica , puede contactarnos comentando en la sección de comentarios a continuación.