Apa Itu Resistor Pull Up dan Bagaimana Cara Menggunakannya?

Gambar membuat sirkuit digital di mana tombol tekan diperlukan untuk menyalakan LED. Anda menyambungkan sirkuit dengan benar, menghubungkan salah satu ujung tombol tekan ke input digital dan membumikan ke ujung lainnya. Saat Anda akhirnya memasok daya, Anda melihat bahwa LED menyala dan mati tanpa Anda menekan sakelar.

Jika Anda pernah mengamati situasi seperti ini, kemungkinan Anda lupa menambahkan resistor pull-up ke sirkuit digital Anda. Jadi apa sebenarnya resistor pull-up itu? Bagaimana cara kerjanya, dan bagaimana Anda menggunakannya?

Apa itu Resistor Pull-up?

Resistor pull-up adalah resistor yang Anda tambahkan ke sirkuit digital untuk menghindari sinyal yang tidak diinginkan yang dapat mengganggu logika atau pemrograman sirkuit Anda. Ini adalah cara untuk membiaskan atau menarik jalur input ke positif atau VCC saat tidak ada perangkat aktif lain yang menggerakkan jalur tersebut. Dengan menarik garis ke VCC, Anda secara efektif menyetel status default garis ke 1 atau true.

Menetapkan status default semua pin input penting untuk menghindari sinyal acak yang dihasilkan selama status mengambang. Pin input dalam keadaan mengambang ketika terputus dari sumber aktif seperti ground atau VCC.

Resistor pull-up biasanya digunakan dalam rangkaian digital menggunakan mikrokontroler dan komputer papan tunggal.

Bagaimana Resistor Pull-Up Bekerja di Sirkuit

Saat menggunakan sakelar sesaat pada sirkuit digital, menekan sakelar akan menyebabkan sirkuit menutup dan mentransmisikan true atau high ke mikrokontroler. Namun, melepaskan sakelar tidak serta merta menghentikan pin input mengirim sinyal seperti itu.

Ini karena memutus koneksi melalui sakelar berarti tidak lagi terhubung ke apa pun kecuali udara. Ini menyebabkan saluran dalam keadaan mengambang, di mana sinyal dari lingkungan berpotensi menyebabkan pin naik tinggi pada saat tertentu.

Untuk menghentikan sinyal tersesat ini agar tidak masuk ke sirkuit Anda, Anda harus menyuntikkan saluran input dengan voltase yang cukup agar tetap tinggi saat ground tidak lagi terdeteksi. Namun, Anda tidak dapat langsung menyambungkan VCC ke saluran input karena sirkuit akan mengalami korsleting segera setelah sakelar/sensor menghubungkan saluran ke ground.

Untuk menghindari korslet tegangan pull-up, Anda harus menggunakan resistor. Memiliki nilai resistor yang tepat akan memastikan bahwa saluran mengambang akan memiliki tegangan yang cukup untuk menaikkan tinggi sementara cukup rendah agar tidak menyebabkan korsleting sebelum waktunya. Jumlah resistansi akan tergantung pada jenis logika yang digunakan sirkuit Anda.

Menjelaskan Logika Keluarga

Untuk menghitung nilai resistansi resistor pull-up Anda dengan benar, Anda harus mengetahui jenis logika apa yang digunakan sirkuit Anda untuk beroperasi. Keluarga logika yang digunakan sirkuit Anda akan menentukan nilai resistansi yang dibutuhkan oleh resistor pull-up Anda.

Ada beberapa jenis logika. Berikut ini beberapa di antaranya:

Jika Anda tidak yakin keluarga logika mana yang Anda gunakan, kemungkinan besar sirkuit Anda menggunakan keluarga logika CMOS atau TTL, karena ECL dan DTL sudah lama ketinggalan jaman. Penandaan chip dengan awalan menggunakan "74" atau "54" biasanya adalah chip TLL, sedangkan penandaan chip dengan "CD" atau "MC" menunjukkan chip CMOS. Jika Anda masih tidak yakin, Anda dapat dengan mudah mengetahui keluarga logika apa yang digunakan pengontrol Anda dengan melakukan pencarian cepat untuk lembar datanya secara online.

Cara Menghitung Nilai Resistor Pull-Up

Sekarang setelah Anda memahami berbagai jenis keluarga logika dan voltase hidup dan mati minimumnya, sekarang kita dapat melanjutkan untuk menghitung nilai resistor pull-up kita.

Untuk menghitung nilai resistor yang benar, Anda memerlukan tiga nilai. Tegangan minimum rangkaian logika yang digunakan rangkaian Anda, tegangan suplai rangkaian, dan arus bocor input, yang dapat Anda temukan di lembar data atau dengan menggunakan multitester.

Setelah Anda memiliki semua variabel, Anda cukup memasukkannya ke dalam rumus berikut:

Nilai resistansi = (tegangan suplai - logika tegangan tinggi) / arus bocor input

Misalnya, sirkuit Anda menggunakan TTL, dan jalur input menggunakan 100uA pada 5V. Kita tahu bahwa TTL membutuhkan minimal 2V untuk menaikkan tinggi dan maksimal 0,8 volt untuk menaikkan rendah. Ini berarti bahwa tegangan yang tepat keluar dari resistor pull-up kita harus antara 3V dan 4V karena tegangan harus lebih tinggi dari 2V tetapi tidak lebih tinggi dari tegangan suplai kita yaitu 5V.

Nilai yang kami berikan adalah:

• Tegangan suplai = 5V
• Logika tegangan tinggi = 4V
• Masukan arus bocor = 100μA atau 0,0001A

Sekarang setelah kita memiliki variabelnya, mari kita masukkan ke dalam rumus:

(5V - 4V) / 100μA = 10.000 ohm

Resistor pull-up kami harus 10.000 ohm (10 kilohms atau 10kΩ).

Cara Menggunakan Resistor Pull-Up di Sirkuit

Resistor pull-up biasanya digunakan dalam sirkuit digital untuk menghindari interferensi yang tidak diinginkan dengan pemrograman digital sirkuit. Anda dapat menggunakan resistor pull-up jika rangkaian digital menggunakan sakelar dan sensor sebagai perangkat input. Juga, resistor pull-up hanya akan efektif jika pin input terhubung ke ground. Jika pin input terhubung ke VCC, Anda mungkin ingin menggunakan resistor pull-down.

Untuk menggunakan resistor pull-up, Anda harus menemukan jalur input yang terhubung ke perangkat input. Setelah ditemukan, ada baiknya Anda menghitung berapa nilai resistor Anda menggunakan rumus yang telah dibahas sebelumnya. Jika sirkuit Anda tidak benar-benar membutuhkan banyak ketelitian, Anda cukup menggunakan nilai resistor mulai dari 1kΩ hingga 10kΩ.

Sekarang setelah Anda memiliki resistor dengan nilai yang sesuai, Anda dapat menempatkan salah satu ujung resistor pull-up ke VCC dan satu ujung lagi di antara perangkat input dan MCU. Selamat! Anda sekarang tahu apa itu resistor pull-up dan bagaimana menggunakannya.

Beberapa mikrokontroler seperti papan Arduino, dan SBC seperti Raspberry Pi, memiliki resistor pull-up internal yang dapat Anda picu dalam kode sebagai pengganti resistor pull-up eksternal.

Perkuat Pengetahuan Anda Melalui Pengalaman

Singkatnya, resistor pull-up adalah komponen penting untuk membantu melindungi sirkuit Anda dari gangguan terdekat. Dengan menyetel status default pin input ke tinggi, ini mencegah sinyal acak mengganggu logika atau pemrograman sirkuit Anda. Dan sekarang setelah Anda tahu cara menggunakannya, Anda mungkin ingin memantapkan pengetahuan yang baru Anda temukan dengan menerapkannya pada proyek berikutnya.