Penjelasan Resistor Pull Up dan Resistor Pull down

Apa itu Resistor?

Resistor adalah perangkat pembatas arus dengan banyak digunakan dalam rangkaian dan produk elektronik. Ini adalah komponen pasif yang memberikan resistensi ketika arus mengalir melaluinya. Ada banyak jenis resistor yang berbeda. Resistansi diukur dalam Ohm, untuk mengetahui lebih lengkap mengenai penjelasan resitor silahkan baca Berbagai Jenis Resistor Penjelasan secara lengkap.

Apa itu Resistor Pull up dan Resistor Pull down dan fungsi fungsinya?

Jika kita menganggap rangkaian digital, pin selalu berupa 0 atau 1. Dalam beberapa kasus, kita perlu mengubah status dari 0 ke 1 atau dari 1 ke 0. Dalam kedua kasus, kita perlu menahan pin digital 0 dan kemudian ubah status menjadi 1 atau kita perlu menahannya 0 dan kemudian mengubahnya menjadi 1. Dalam kedua kasus, kita perlu membuat pin digital 'Tinggi' atau 'Rendah' tetapi tidak dapat dibiarkan mengambang.

Penjelasan Resistor Pull Up dan Resistor Pull down

Jadi, dalam setiap kasus, status akan berubah seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Sekarang, jika kita mengganti nilai High dan Low dengan nilai tegangan aktual maka High akan menjadi level logika HIGH (katakanlah 5V) dan Low akan menjadi ground atau 0v.

Sebuah resistor Pull up digunakan untuk membuat status default pin digital sebagai High atau ke level logika (pada gambar di atas adalah 5V) dan resistor Pull down melakukan kebalikannya, itu membuat status default digital pin sebagai Rendah (0V).

Tetapi mengapa kita membutuhkan resistor tersebut, sebaliknya kita dapat menghubungkan pin logika digital langsung ke tegangan level Logika atau dengan ground seperti gambar di bawah ini?

Yah, kami tidak bisa melakukan ini. Karena rangkaian digital bekerja dalam arus rendah, menghubungkan pin logika langsung ke tegangan suplai atau ground bukanlah pilihan yang baik. Karena koneksi langsung akhirnya meningkatkan aliran arus seperti korsleting dan dapat merusak rangkaian logika sensitif yang tidak disarankan.

Untuk mengontrol aliran arus, kita membutuhkan resistor Pull down atau pull-up. Sebuah resistor Pull up memungkinkan aliran arus terkontrol dari sumber tegangan suplai ke pin input digital, di mana resistor Pull down dapat secara efektif mengontrol aliran arus dari pin digital ke ground. Pada saat yang sama kedua resistor, resistor Pull down dan Pull up menahan status digital baik Rendah atau Tinggi.

Di mana dan Bagaimana cara menggunakan resistor Pull up dan Pull down

Dengan mengacu pada gambar mikrokontroler di atas, di mana pin logika digital dihubung singkat dengan ground dan VCC, kita dapat mengubah koneksi menggunakan resistor Pull up dan Pull down, untuk mengetahui lebih lengkap mengenai mikrokontroller silahkan baca Apa itu Mikrokontroler? Penjelasan Secara lengkap

Misalkan, kita membutuhkan keadaan logika default dan ingin mengubah keadaan dengan beberapa interaksi atau periferal eksternal, kita menggunakan resistor Pull up atau Pull down .

Resistor Pull up

Jika kita membutuhkan status tinggi sebagai default dan ingin mengubah status menjadi Rendah dengan beberapa interaksi eksternal, kita dapat menggunakan resistor Pull up seperti gambar di bawah ini-

Pin input logika digital P0.5 dapat dialihkan dari logika 1 atau Tinggi ke logika 0 atau Rendah menggunakan sakelar SW1. Resistor R1 bertindak sebagai resistor pull-up. Terhubung dengan tegangan logika dari sumber suplai 5V. Jadi, ketika sakelar tidak ditekan, pin input logis selalu memiliki tegangan default 5V atau pin selalu High sampai sakelar ditekan dan pin dihubung singkat ke ground sehingga menjadikannya logika Low.

Namun, seperti yang kami nyatakan bahwa pin tidak dapat langsung dihubung singkat ke ground atau Vcc karena ini pada akhirnya akan membuat rangkaian rusak karena kondisi hubung singkat, tetapi dalam kasus ini, kembali dihubung singkat ke ground menggunakan sakelar tertutup.

Tapi, perhatikan baik-baik, Ini sebenarnya tidak korslet. Karena, sesuai hukum ohm, karena hambatan pull-up, sejumlah kecil arus akan mengalir dari sumber ke resistor dan sakelar dan kemudian mencapai tanah.

Jika kita tidak menggunakan resistor Pull up ini, output akan langsung korsleting ke ground ketika sakelar ditekan, sebaliknya ketika sakelar akan terbuka, pin level logika akan melayang dan dapat membuat beberapa hal yang tidak diinginkan. hasil.

Resistor Pull Down

Hal yang sama berlaku untuk resistor Pull down . Pertimbangkan koneksi di bawah ini di mana resistor Pull down ditampilkan dengan koneksi-

Pada gambar di atas, hal sebaliknya terjadi. Resistor Pull down R1 yang terhubung dengan ground atau 0V. Sehingga menjadikan pin level logika digital P0.3 sebagai default 0 sampai saklar ditekan dan pin level logika menjadi high. Dalam kasus seperti itu, sejumlah kecil arus mengalir dari sumber 5V ke tanah menggunakan sakelar tertutup dan resistor Pull down , sehingga mencegah pin level Logika menjadi korsleting dengan sumber 5V.

Jadi, untuk berbagai rangkaian level logika, kita dapat menggunakan resistor Pull up dan Pull down . Ini paling umum di berbagai perangkat keras tertanam, sistem protokol satu kabel, koneksi periferal dalam microchip, Raspberry Pi, Arduino dan berbagai sektor tertanam serta untuk input CMOS dan TTL.

Menghitung Nilai Resistor Pull up dan Pull down

Sekarang, seperti yang kita ketahui bagaimana menggunakan resistor Pull up dan Pull down , pertanyaannya adalah berapa nilai resistor tersebut? Meskipun, di banyak rangkaian level logika digital kita dapat melihat resistor Pull up atau Pull down mulai dari 2k hingga 4,7k. Tapi apa yang akan menjadi nilai sebenarnya?

Untuk memahami ini, kita perlu tahu apa itu tegangan logika? Berapa tegangan yang disebut sebagai Logika rendah dan Berapa yang disebut sebagai Logika Tinggi?

Untuk berbagai level logika, berbagai mikrokontroler menggunakan rentang yang berbeda untuk logika tinggi dan logika rendah.

Jika kita mempertimbangkan input Level Transistor-Transistor Logic (TTL), grafik di bawah ini akan menunjukkan tegangan logika minimum untuk penentuan tinggi Logika dan tegangan logika maksimum untuk mendeteksi logika sebagai 0 atau Rendah.

Seperti yang kita lihat, bahwa untuk logika TTL, tegangan maksimum untuk logika 0 adalah 0.8V. Jadi, jika kami memberikan kurang dari 0,8V, level logika akan diterima sebagai 0. Di sisi lain, jika kami memberikan lebih dari 2V hingga maksimum 5,25V, logika akan diterima sebagai Tinggi.

Tetapi pada 0.8V sampai dengan 2V merupakan daerah kosong, pada tegangan tersebut tidak dapat dijamin logikanya akan diterima sebagai High atau Low. Jadi, untuk sisi aman, Dalam arsitektur TTL, kami menerima 0V hingga 0,8V sebagai Rendah dan 2V hingga 5V sebagai Tinggi, yang dijamin bahwa Rendah dan Tinggi akan dikenali oleh chip logika pada tegangan marginal itu.

Untuk menentukan nilainya, rumusnya adalah hukum Ohm sederhana. Sesuai dengan hukum ohm, rumusnya adalah

V = I x R

R = V/I

Dalam kasus resistor Pull-up, V akan menjadi tegangan sumber – tegangan minimum diterima sebagai Tinggi.

Dan arus akan menjadi arus maksimum yang ditenggelamkan oleh pin logika.

Jadi,

R Pull up = (Vsupply – VH(min)) / Isink

Di mana Vsupply adalah tegangan suplai, VH(min) adalah tegangan minimum yang diterima sebagai Tinggi, dan Isink adalah arus maksimum yang diserap oleh pin digital.

Hal yang sama berlaku untuk resistor Pull down . Tapi formulanya ada sedikit perubahan.

R Pull up = (VL(maks) – 0) / Sumber

Dimana (VL(max) tegangan maksimum diterima sebagai logika Rendah, dan Isource adalah arus maksimum yang bersumber dari pin digital.

Contoh Praktis

Misalkan kita memiliki rangkaian logika di mana sumber Supply adalah 3.3V dan logika tegangan tinggi yang dapat diterima adalah 3V, dan kita dapat menenggelamkan arus maksimum 30uA, maka kita dapat memilih resistor Pull up menggunakan rumus seperti ini-

Sekarang, Jika kita mempertimbangkan contoh yang sama yang dinyatakan di atas, di mana rangkaian menerima 1V sebagai logika maksimum Tegangan rendah dan dapat sumber arus hingga 200uA maka resistor Pull down akan menjadi,

Lebih lanjut tentang Resistor Pull up dan Pull down

Selain menambahkan resistor Pull up atau Pull down , mikrokontroler modern mendukung resistor Pull up internal untuk pin I/O digital yang ada di dalam unit mikrokontroler. Meskipun dalam kasus maksimum itu adalah Pull up yang lemah, berarti arusnya sangat rendah.

Seringkali, kita perlu menarik lebih dari 2 atau 3 pin input-output digital, dalam kasus seperti itu jaringan resistor digunakan. Mudah untuk mengintegrasikan dan memberikan jumlah pin yang lebih rendah.

Ini disebut jaringan resistor atau resistor SIP.

Ini adalah simbol dari jaring resistor. Pin 1 dihubungkan dengan pin resistor, pin ini perlu dihubungkan pada VCC untuk Pull up atau ke Ground untuk keperluan Pull down . Dengan menggunakan resistor SIP ini, resistor individu dihilangkan sehingga mengurangi jumlah komponen dan ruang di papan. Ini tersedia dalam berbagai nilai, mulai dari beberapa ohm hingga kilo-ohm.