O que é um resistor pull up e como você usa um?

Resistores pull-up são essenciais em muitos circuitos digitais. Vamos falar sobre como os resistores pull-up funcionam e como usá-los.

Imagem fazendo um circuito digital onde um botão é necessário para ligar um LED. Você conecta o circuito corretamente, conectando uma extremidade do botão a uma entrada digital e aterrando a outra. Quando você finalmente fornece energia, percebe que o LED acende e apaga sem que você pressione o botão.

Se você já observou situações como essa, é provável que tenha esquecido de adicionar um resistor pull-up ao seu circuito digital. Então, o que exatamente é um resistor pull-up? Como funciona e como você usa um?

Um resistor pull-up é um resistor que você adiciona a um circuito digital para evitar sinais indesejados que podem interferir na lógica ou programação do seu circuito. É uma maneira de polarizar ou puxar uma linha de entrada para positivo ou VCC quando nenhum outro dispositivo ativo estiver conduzindo a linha. Ao puxar a linha para VCC, você efetivamente define o estado padrão da linha como 1 ou verdadeiro.

Definir um estado padrão de todos os pinos de entrada é importante para evitar sinais aleatórios gerados durante seu estado flutuante. Um pino de entrada está em um estado flutuante quando é desconectado de uma fonte ativa, como terra ou VCC.

Os resistores pull-up são normalmente usados ​​em circuitos digitais usando microcontroladores e computadores de placa única.

Ao usar um interruptor momentâneo em um circuito digital, pressionar o interruptor fará com que o circuito feche e transmita verdadeiro ou alto para o microcontrolador. No entanto, desengatar o interruptor não necessariamente impedirá que o pino de entrada envie tais sinais.

Isso ocorre porque cortar a conexão por meio de um switch significa que ele não está mais conectado a nada além do ar. Isso faz com que a linha fique em um estado flutuante, onde os sinais do ambiente podem fazer com que o pino suba alto a qualquer momento.

Para impedir que esses sinais perdidos sejam registrados em seu circuito, você terá que injetar tensão suficiente na linha de entrada para que ela continue registrando alta quando o aterramento não for mais detectado. No entanto, você não pode conectar o VCC diretamente à linha de entrada, pois o circuito entrará em curto assim que o interruptor/sensor conectar a linha ao terra.

Para evitar curto-circuito na tensão de pull-up, você precisará usar um resistor. Ter o resistor de valor correto garantirá que a linha flutuante tenha tensão suficiente para aumentar enquanto baixa o suficiente para não causar um curto-circuito prematuro no circuito. A quantidade de resistência dependerá do tipo de lógica que seu circuito está usando.

Para calcular corretamente o valor de resistência do seu resistor pull-up, você precisará saber qual tipo de lógica seu circuito está usando para operar. A família lógica que seu circuito usa ditará o valor de resistência que seu resistor pull-up precisará.

Existem vários tipos de lógica. Aqui estão alguns deles:

Abreviação

Nome

Exemplos de Circuitos

Min V ligado

Max V desligado

CMOS

Semicondutor de Óxido de Metal Complementar

DSP, ADC, DAC, PPL

3.5

1,5

TTL

Lógica Transistor-Transistor

Relógios digitais, drivers de LED, memória

2.0

0,8

ECL

Lógica Acoplada a Emissor

Radar, laser, aceleradores de partículas

-1,5

-1,8

DTL

Lógica Diodo-Transistor

Flip-flops, registradores, osciladores

0,7

0,2

Se você não tem certeza de qual família lógica está usando, é muito provável que seu circuito esteja usando famílias lógicas CMOS ou TTL, já que ECL e DTL estão desatualizados há muito tempo. Marcações de chip com prefixos usando "74" ou "54" são tipicamente chips TLL, enquanto marcações de chip com "CD" ou "MC" indicam um chip CMOS. Se ainda não tiver certeza, você pode descobrir facilmente qual família lógica seu controlador está usando fazendo uma pesquisa rápida por sua folha de dados online.

Agora que você entende os diferentes tipos de famílias lógicas e suas tensões mínimas de ativação e desativação, podemos agora calcular os valores para nosso resistor pull-up.