Rezystor podciągający (rezystor pull up) - co warto wiedzieć?

Rezystor podciągający (rezystor pull up) - jest to określenie sposobu, w który podłącza się rezystor np. do wejścia (najczęściej) układu cyfrowego w celu ustalenia jego spoczynkowego stanu. Brak takiego opornika prowadzi do chaotycznych zakłóceń na wejściu. Z terminem tym powiązane jest też bliźniacze połączenia w postaci rezystora ściągającego (rezystor pull down).

Co to jest rezystor podciągający?

Rezystor podciągający to zwykły opornik (np. 10k), który podłączony jest między wejście układu, a dodatnią szynę zasilania. Jeśli wyprowadzenie układu cyfrowego (np. mikrokontrolera z Arduino UNO) zostało skonfigurowane jako wejście cyfrowe to stan na tym pinie nie będzie zbyt stabilny. Wszystkie zakłócenia elektrostatyczne i elektromagnetyczne będą odbierane przez układ jako chaotyczne zmiany stanu logicznego na wyjściu. Rezystor podciągający pozwala spolaryzować wejście układu stabilnym napięciem pochodzącym z dodatniej szyny zasilania układu.

Przykład rezystora podciągającego widoczny jest na poniższej grafice, po lewej stronie znajduje się dowolny układ elektroniczny z cyfrowymi wejściami, a po prawej rezystor podciągający oraz przycisk.

Rezystor pull up w praktyce

Po co rezystor podciągający?

Jak działa taki rezystor pull up? Sprawa jest bardzo prosta. Na powyższym schemacie przedstawiona jest sytuacja, w której do układu cyfrowego podłączony został przycisk. Jego wciśnięcie zwiera pin mikrokontrolera z masą (niski stan logiczny, czyli 0). Jeśli przycisk nie jest wciśnięty to bez rezystora podciągającego wejście zbierałoby "zakłócenia z powietrza". W praktyce oznaczałoby to duże trudności z odczytaniem czy użytkownik wcisnął przycisk.

Rezystor podciągający znajduje również zastosowanie przy wyjściach typu „otwarty dren” (OD) lub „otwarty kolektor” (OC), gdzie tranzystor wyjściowy zwiera dane wyprowadzenie z masą, a stan wysoki jest interpretowany jako zatkanie tegoż tranzystora. Wtedy taki rezystor podciągający zapewnia wysoki stan logiczny poprzez spolaryzowanie tego wyjścia z dodatniej linii zasilania.

Rezystor podciągający przy układzie z wyjściem typu otwarty kolektor

Jak dobrać rezystor podciągający?

Rezystora pull up nie trzeba dobierać na podstawie skomplikowanych wzorów. Wystarczy dobrać taką wartość, aby między wejściem układu, a dodatnią szyną zasilania mógł płynąć prąd o niskim natężeniu. Prąd ten powinien wystarczać do tego, aby ustalić odpowiedni stan na wejściu. W praktyce w roli tego opornika najczęściej stosuje się rezystor 10k.

Taka wartość sprawia, że wejście układu ma ustaloną stabilną spoczynkową wartość, a prąd jest na tyle mały, że nie obciąża mikrokontrolera i nie zużywa nadmiernie baterii zasilającej układ.

Arduino i rezystor podciągający

Większość mikrokontrolerów posiada wbudowane rezystory podciągające, które można aktywować za pomocą odpowiedniego programu. W przypadku Arduino robi się to poprzez konfigurację danego pinu wejściowego w trybie INPUT_PULLUP. Można jednak oczywiście stosować tradycyjne, zewnętrzne rezystory podciągające. Rezystor pull up w Arduino został dokładniej opisany w naszym darmowym kursie Arduino, a konkretnie w części na temat uniwersalnych wejść i wyjść w Arduino:

Kurs Arduino – #2 – podstawy programowania, porty I/O

W drugiej części kursu Arduino zaczniemy pisać programy. Na początku oczywiście zajmiemy się kompletnymi podstawami. Arduino operuje na... Czytaj dalej »