- Apa Resistor?
- Apa itu Resistor Pull-up dan Pull-Down dan Mengapa kita membutuhkannya?
- Di mana dan Bagaimana menggunakan resistor Pull-up dan Pull-down
- Resistor Pull-up
- Tarik Resistor ke Bawah
- Menghitung Nilai Aktual untuk Resistor Pull-up dan Pull-down
- Contoh Praktis
- Lebih lanjut tentang Pull-Up dan Pull-Down Resistor
Apa Resistor?
Resistor adalah perangkat pembatas arus yang banyak digunakan dalam rangkaian dan produk elektronik. Ini adalah komponen pasif yang memberikan resistansi ketika arus mengalir melaluinya. Ada banyak jenis resistor. Resistensi diukur dalam Ohm dengan tanda Ω.
Apa itu Resistor Pull-up dan Pull-Down dan Mengapa kita membutuhkannya?
Jika kita menganggap rangkaian digital, pin selalu 0 atau 1. Dalam beberapa kasus, kita perlu mengubah status dari 0 ke 1 atau dari 1 ke 0. Dalam kedua kasus, kita perlu memegang pin digital baik 0 dan kemudian ubah status ke 1 atau kita perlu menahannya 0 dan kemudian ubah ke 1. Dalam kedua kasus, kita perlu membuat pin digital menjadi ' Tinggi ' atau ' Rendah ' tetapi tidak bisa dibiarkan mengambang.
Jadi, dalam setiap kasus, statusnya berubah seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Sekarang, jika kita mengganti nilai Tinggi dan Rendah dengan nilai tegangan aktual maka Tinggi akan menjadi level logika TINGGI (katakanlah 5V) dan Rendah akan menjadi ground atau 0v.
Sebuah resistor Pull-up digunakan untuk membuat keadaan default dari pin digital sebagai Tinggi atau ke level logika (pada gambar di atas adalah 5V) dan resistor Pull-Down melakukan kebalikannya, itu membuat keadaan default dari digital pin sebagai Rendah (0V).
Tetapi mengapa kita membutuhkan resistor tersebut sebagai gantinya kita dapat menghubungkan pin logika digital langsung ke tegangan level Logika atau dengan ground seperti gambar di bawah ini?
Ya, 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 pada 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 keadaan digital baik Rendah atau Tinggi.
Di mana dan Bagaimana menggunakan resistor Pull-up dan Pull-down
Dengan mengacu pada gambar mikrokontroler di atas, dimana pin logika digital disingkat dengan ground dan VCC, kita dapat mengubah koneksi menggunakan resistor pull-up dan pull-down.
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 diubah dari logika 1 atau Tinggi ke logika 0 atau Rendah menggunakan sakelar SW1. The R1 resistor bertindak sebagai resistor pull-up. Itu terhubung dengan tegangan logika dari sumber suplai 5V. Jadi, ketika sakelar tidak ditekan, pin input logis selalu memiliki tegangan default 5V atau pin selalu Tinggi sampai sakelar ditekan dan pin disingkat ke ground sehingga logika Rendah.
Namun, seperti yang kami nyatakan bahwa pin tidak dapat langsung di-short ke ground atau Vcc karena hal ini pada akhirnya akan membuat sirkuit rusak karena kondisi korsleting, tetapi dalam hal ini, lagi-lagi korsleting ke ground menggunakan sakelar tertutup. Tapi, perhatikan baik-baik, ini sebenarnya tidak korsleting. Karena, sesuai hukum ohm, karena resistansi pull-up, sejumlah kecil arus akan mengalir dari sumber ke resistor dan sakelar dan kemudian mencapai ground.
Jika kita tidak menggunakan resistor pull-up ini, output akan langsung disingkat ke ground ketika sakelar ditekan, sebaliknya, ketika sakelar akan terbuka pin level logika akan melayang dan bisa membuat beberapa tidak diinginkan hasil.
Tarik Resistor ke Bawah
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 yang justru berlawanan sedang terjadi. The pull-down resistor R1 yang terhubung dengan tanah atau 0V. Sehingga menjadikan pin level logika digital P0.3 sebagai default 0 hingga sakelar ditekan dan pin level logika menjadi tinggi. Dalam kasus seperti itu, sejumlah kecil arus mengalir dari sumber 5V ke ground menggunakan sakelar tertutup dan resistor Pull-down, sehingga mencegah pin level logika untuk 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 di microchip, Raspberry Pi, Arduino dan berbagai sektor yang disematkan serta untuk input CMOS dan TTL.
Menghitung Nilai Aktual untuk Resistor Pull-up dan Pull-down
Sekarang, seperti yang kita ketahui cara menggunakan resistor Pull-up dan Pull-down, pertanyaannya adalah berapakah 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 nilai sebenarnya?
Untuk memahami ini, kita perlu tahu apa itu tegangan logika? Berapa tegangan yang disebut Logika rendah dan Berapa yang disebut Logika Tinggi?
Untuk berbagai level logika, berbagai mikrokontroler menggunakan rentang 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 bisa kita lihat, bahwa untuk logika TTL, tegangan maksimum untuk logika 0 adalah 0.8V. Jadi, jika kita memberikan kurang dari 0.8V, level logika akan diterima sebagai 0. Di sisi lain, jika kita memberikan lebih dari 2V ke maksimum 5.25V, logika akan diterima sebagai Tinggi. Tetapi pada 0.8V hingga 2V, itu adalah wilayah kosong, pada tegangan itu tidak dapat dijamin bahwa logika akan diterima sebagai Tinggi atau Rendah. Jadi, untuk sisi yang aman, Dalam arsitektur TTL, kami menerima 0V hingga 0.8V sebagai Rendah dan 2V ke 5V sebagai Tinggi, yang dijamin bahwa Rendah dan Tinggi akan dikenali oleh chip logika pada tegangan marjinal tersebut.
Untuk menentukan nilainya, rumusnya adalah hukum Ohm sederhana. Sesuai hukum ohm, rumusnya adalah
V = I x R R = V / I
Dalam kasus resistor Pull-up, V akan menjadi tegangan sumber - tegangan minimum yang diterima sebagai Tinggi.
Dan arus akan menjadi arus maksimum yang tenggelam oleh pin logika.
Begitu, R pull-up = (Pasokan V - V H (menit)) / I tenggelam
Di mana supply V adalah tegangan supply, V H (min) adalah tegangan minimum yang diterima sebagai Tinggi, dan I sink adalah arus maksimum yang diserap oleh pin digital.
Hal yang sama berlaku untuk resistor Pull-down. Namun rumusnya mengalami sedikit perubahan.
R pull-up = (V L (maks) - 0) / I sumber
Dimana (VL (max) tegangan maksimum diterima sebagai logika Rendah, dan sumber I adalah arus maksimum yang bersumber dari pin digital.
Contoh Praktis
Misalkan kita memiliki rangkaian logika di mana sumber Supply adalah 3.3V dan tegangan tinggi logika 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 disebutkan di atas, di mana rangkaian menerima 1V sebagai logika maksimum Tegangan rendah dan dapat menghasilkan arus hingga 200uA maka resistor Pull-down akan menjadi,
Lebih lanjut tentang Pull-Up dan Pull-Down Resistor
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 jaringan resistor digunakan. Mudah untuk diintegrasikan 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 di VCC untuk Pull-Up atau ke Ground untuk tujuan 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.