Resistencias Pull up y Pull down Aún no hay puntuaciones.

Qué son las resistencias Pull up y Pull down

Si ya has empezado en Arduino te encontrarás con el término pull up and pull down resistance y si no lo has hecho pronto lo harás, así que es preferible saber de qué se trata este tipo de resistencia especial. En este artículo intentaremos explicarte de forma clara y fácil qué son y para qué se utilizan.

¿Qué son las resistencias pull-up?

Las resistencias pull-up son resistencias utilizadas en circuitos lógicos para asegurar un nivel lógico bien definido en un pin bajo cualquier condición. Como recordatorio, los circuitos lógicos digitales tienen tres estados lógicos: alto, bajo y flotante (o alta impedancia). El estado de alta impedancia se produce cuando el pin no se tira a un nivel lógico alto o bajo, sino que se deja “flotando”. Un buen ejemplo de esto es un pin de entrada desconectado de un microcontrolador. No está ni en un estado lógico alto ni bajo, y un microcontrolador podría interpretar de forma impredecible el valor de entrada como un valor lógico alto o bajo. Las resistencias pull-up se utilizan para resolver el dilema del microcontrolador tirando del valor a un estado lógico alto, como se ve en la figura. Si no existiera la resistencia pull-up, la entrada de la MCU estaría flotando cuando el interruptor está abierto y bajando sólo cuando el interruptor está cerrado.

resistencia pull up

Las resistencias pull-up no son un tipo especial de resistencias; son simples resistencias de valor fijo conectadas entre el suministro de tensión, normalmente +5V, y la clavija apropiada, lo que resulta en la definición de la tensión de entrada o salida en ausencia de una señal de conducción. Un valor típico de resistencia pull-up es 4.7kΩ, pero puede variar dependiendo de la aplicación, como veremos más adelante en este artículo.

¿Qué son las resistencias pull-down?

Las resistencias pull-down funcionan de la misma manera que las resistencias pull-up, excepto que tiran del pin a un valor lógicamente bajo. Se conectan entre la tierra y la clavija correspondiente de un dispositivo. En la figura se puede ver un ejemplo de una resistencia desplegable en un circuito digital. Entre la tensión de alimentación y la clavija del microcontrolador se conecta un pulsador. En tal circuito, cuando el interruptor está cerrado, la entrada del microcontrolador está en un valor lógico alto, pero cuando el interruptor está abierto, la resistencia desplegable tira de la tensión de entrada hacia abajo hasta la tierra (valor lógico cero), evitando un estado indefinido en la entrada. La resistencia debe tener una resistencia mayor que la impedancia del circuito lógico, o de lo contrario podría ser capaz de bajar el voltaje demasiado y el voltaje de entrada en el pin se mantendría en un valor bajo lógico constante, independientemente de la posición del interruptor.

resistencia pull down

Valor de la resistencia de arranque

El valor apropiado para la resistencia de arranque está limitado por dos factores. El primer factor es la disipación de energía. Si el valor de resistencia es demasiado bajo, una corriente alta fluirá a través de la resistencia de arranque, calentando el dispositivo y consumiendo una cantidad innecesaria de energía cuando el interruptor está cerrado. Esta condición se denomina “pull-up” fuerte y se evita cuando se requiere un bajo consumo de energía. El segundo factor es la tensión del pin cuando el interruptor está abierto. Si el valor de resistencia a la tracción es demasiado alto, combinado con una gran corriente de fuga de la clavija de entrada, la tensión de entrada puede ser insuficiente cuando el interruptor está abierto. Esta condición se llama tener un estiramiento débil. El valor real de la resistencia del pull-up depende de la impedancia del pin de entrada, que está estrechamente relacionada con la corriente de fuga del pin.

Una regla general es usar una resistencia que sea al menos 10 veces más pequeña que el valor de la impedancia de la clavija de entrada. En las familias lógicas bipolares que operan a 5V, el valor típico de la resistencia de arranque es de 1-5 kΩ Para aplicaciones de interruptores y sensores resistivos, el valor típico de la resistencia pull-up es 1-10 kΩ. En caso de duda, un buen punto de partida cuando se utiliza un conmutador es 4.7 kΩ.

Algunos circuitos digitales, como las familias CMOS, tienen una pequeña corriente de fuga de entrada, permitiendo valores de resistencia mucho más altos, desde alrededor de 10kΩ hasta 1MΩ. La desventaja cuando se utiliza un valor de resistencia mayor es que la respuesta de la clavija de entrada a los cambios de voltaje es más lenta. Esto es el resultado del acoplamiento entre la resistencia de pull-up y la capacitancia de línea del cable que forma un circuito RC. Cuanto más grande es el producto de R y C, más tiempo se necesita para que la capacitancia se cargue y descargue y, en consecuencia, más lento es el circuito. En circuitos de alta velocidad, una resistencia de tracción grande a veces puede limitar la velocidad a la que la clavija puede cambiar de estado de forma fiable.

Resistencia Pull up con Arduino

En Arduino podemos aplicar una resistencia de arranque a las entradas digitales mediante un simple código. Simplemente poniendo un pin en modo INPUT_PULLUP con la instrucción pinMode. Es muy sencillo y nos evitará tener que añadir más elementos a nuestros circuitos.

Aplicaciones típicas de las resistencias pull-up y pull-down

Las resistencias pull-up y pull-down se utilizan a menudo cuando se conecta un interruptor u otra entrada con un microcontrolador u otras puertas digitales. La mayoría de los microcontroladores tienen resistencias programables incorporadas para subir/bajar, por lo que se necesitan menos componentes externos. Es posible interconectar directamente un interruptor con estos microcontroladores. En general, las resistencias pull-up se utilizan con más frecuencia que las resistencias pull-down, aunque algunas familias de microcontroladores tienen disponibles tanto pull-up como pull-down.
A menudo se utilizan en convertidores analógicos a digitales para proporcionar un flujo de corriente controlado hacia un sensor resistivo.

Otra aplicación es el bus de protocolo I2C, donde se utilizan resistencias pull-up para permitir que un solo pin actúe como entrada o salida. Cuando no está conectado a un bus, el pin flota en un estado de alta impedancia.

Las resistencias desplegables también se utilizan en las salidas para proporcionar una impedancia de salida conocida.

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