Al observar cualquier circuito electrónico
digital, encontrará principalmente resistencias en dos
tipos de configuraciones: pull-up y pull-down en ellos. Este tipo de configuración
se utilizan para polarizar correctamente las entradas de las puertas digitales
y evitar que floten aleatoriamente cuando no hay ninguna condición de
entrada. Para cualquier microcontrolador en un sistema integrado
como Arduino, las resistencias pull-up y
pull-down se utilizan tanto en las señales de entrada y de salida para la
comunicación con otros dispositivos de hardware externos, principalmente en las
Entradas y Salidas de Propósito General (GPIO). La implementación de
resistencias pull-up y pull-down en el circuito le permitirá alcanzar estados
"altos" o "bajos". Si no lo implementa y no hay nada
conectado a sus pines GPIO, su programa leerá un estado de impedancia "flotante".
Figura 1. Configuraciones de resistencias Pull-Up y Pull-Down
RESISTENCIAS
PULL-UP
Se utiliza una resistencia pull-up para establecer un control adicional sobre los
componentes críticos y al mismo tiempo garantizar que el voltaje esté bien
definido incluso cuando el interruptor está abierto. Se utiliza
para garantizar que la entrada de voltaje se tire a un nivel lógico alto en
ausencia de una señal de entrada. No es un tipo especial de
resistencia. Son resistencias simples de valor fijo conectadas entre el
suministro de voltaje y el pin apropiado que define el voltaje de entrada o
salida en ausencia de una señal de conducción. Cuando el interruptor está
abierto, el voltaje de la entrada de la puerta aumenta al nivel del voltaje de
entrada. Cuando el interruptor está cerrado, el voltaje de entrada en la
puerta va directamente a un nivel bajo (generalmente GND). Debe usar una
resistencia pull-up cuando tiene un estado de impedancia predeterminado bajo y
desea llevar la señal a "alto".
En la figura 1, se usa una resistencia pull-up
con un valor fijo para conectar el suministro de voltaje y un pin particular en
el circuito lógico digital. La resistencia pull-up está emparejada con un
interruptor para garantizar que el voltaje entre Tierra y VCC se controle
activamente cuando el interruptor está abierto. Al mismo tiempo, no
afectará al estado del circuito. Si no utilizamos una resistencia pull-up,
se producirá un cortocircuito. Esto se debe a que el pin no puede
cortocircuitarse directamente a tierra o VCC, ya que esto eventualmente dañará
el circuito. Siguiendo el principio de la ley de Ohm, si hay una
resistencia pull-up, una pequeña cantidad de corriente fluirá desde la fuente a
las resistencias y al interruptor antes de llegar al pin o a la tierra del
circuito.
RESISTENCIAS
Pull down
Por otro lado, una resistencia pull down se utiliza para garantizar que
las entradas a los sistemas lógicos se establezcan en los niveles lógicos
esperados siempre que los dispositivos externos estén desconectados o sean de
alta impedancia. Garantiza que el pin del circuito integrado esté en un
nivel lógico bajo definido incluso cuando no hay conexiones activas con otros
dispositivos. La resistencia de pull down mantiene la señal lógica cerca
de cero voltios (0V) cuando no hay ningún otro dispositivo activo
conectado. Baja el voltaje de entrada a tierra para evitar un estado
indefinido en la entrada. El valor de esta resistencia debería ser mayor
que la impedancia del circuito lógico. De lo contrario, el voltaje de
entrada en el pin tendrá un valor bajo lógico constante sin importar la
posición del interruptor. Cuando el interruptor está cerrado, el voltaje
de entrada en la puerta pasa a un voltaje alto (generalmente el valor de fuente
de alimentación).
VALORES
DE RESISTENCIA IDEALES PARA RESISTENCIAS PULL-UP Y PULL-DOWN
El valor de la resistencia controla cuánta corriente desea que fluya
desde VCC a través del botón y luego a tierra. Una corriente alta fluirá a
través de la resistencia pull-up si el valor de resistencia es demasiado
bajo.
Para las resistencias pull-up ,
se debe usar una resistencia que sea al menos 10 veces más pequeña que el valor
de la impedancia del pin de entrada del circuito lógico (información del datasheet
del circuito integrado). Para dispositivos lógicos que funcionan a 5 V, el
valor típico de la resistencia pull-up debe estar entre 1 y 5 kΩ. Por otro
lado, para aplicaciones de interruptores y sensores resistivos, el valor típico
de la resistencia pull-up debe estar entre 1 y 10 kΩ.
Para las resistencias Pull down ,
siempre debe tener una resistencia mayor que la impedancia del circuito
lógico. De lo contrario, reducirá demasiado el voltaje y el voltaje de
entrada en el pin permanecerá en un valor bajo lógico constante,
independientemente de si el interruptor está encendido o apagado.
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