Empat Pilar – Apa Itu Pull Up dan Pull Down Resistor? Penjelasan Secara Lengkap. Pull-up dan pull-down resistor adalah komponen penting dalam dunia elektronika dan rangkaian listrik. Mereka digunakan untuk memastikan sinyal listrik tetap stabil dan terdefinisi dengan baik dalam kondisi tertentu.
Dalam artikel ini, kita akan menjelaskan secara rinci tentang apa itu Pull Up dan Pull Down Resistor, bagaimana mereka bekerja, dan mengapa mereka penting dalam rangkaian elektronik. Jadi, mari kita mulai dan temukan semua yang perlu Kalian ketahui tentang pull-up dan pull-down resistor.
Apa Itu Resistor?
Sebelum kita memahami Pull Up dan Pull Down Resistor, penting untuk memiliki pemahaman dasar tentang apa itu resistor. Resistor adalah komponen pasif dalam rangkaian elektronik yang memberikan resistansi atau hambatan terhadap aliran arus listrik.
Dalam hal ini, resistansi mengacu pada kemampuan resistor untuk menghambat aliran arus. Resistor biasanya memiliki nilai resistansi yang ditentukan dalam satuan ohm (Ω).
1. Resistor Pull up
Jika kita ingin memiliki status tinggi sebagai pengaturan default dan ingin mengubah status menjadi rendah melalui beberapa interaksi eksternal, kita dapat menggunakan resistor pull-up seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah ini.
Pin input logika digital P0.5 dapat beralih dari tingkat logika 1 atau tinggi ke tingkat logika 0 atau rendah menggunakan sakelar SW1. Resistor R1 berfungsi sebagai resistor pull-up dan terhubung ke sumber tegangan logika 5V. Dengan demikian, ketika sakelar tidak ditekan, pin input logika akan memiliki tegangan default 5V atau tingkat logika tinggi secara konstan, sampai sakelar ditekan dan pin terhubung langsung ke ground, sehingga mengubahnya menjadi tingkat logika rendah.
Namun, perlu diperhatikan bahwa pin tidak dapat langsung dihubungkan secara langsung ke ground atau Vcc, karena ini dapat merusak rangkaian akibat hubung singkat. Namun, dalam kasus ini, hubung singkat ke ground terjadi melalui sakelar yang tertutup.
Namun, penting untuk dicatat bahwa ini sebenarnya bukanlah hubung singkat. Menurut hukum Ohm, karena adanya resistor pull-up, hanya arus kecil yang mengalir dari sumber melalui resistor dan sakelar sebelum mencapai ground.
Jika kita tidak menggunakan resistor pull-up ini, maka output akan langsung terhubung ke ground saat sakelar ditekan. Sebaliknya, saat sakelar dalam keadaan terbuka, tingkat logika pada pin akan mengambang dan dapat menyebabkan beberapa hasil yang tidak diinginkan.
Rangkaian Gerbang NAND menggunakan Resistor Pull Up
Dalam proyek ini, resistor pull-up digunakan untuk menghubungkan ke sirkuit chip logika. Sirkuit ini merupakan pilihan terbaik untuk menguji resistor pull-up.
Rangkaian chip logika beroperasi berdasarkan sinyal rendah atau tinggi. Pada proyek ini, kita menggunakan gerbang NAND sebagai contoh chip logika.
Fungsi utama gerbang NAND adalah jika salah satu dari input gerbang NAND rendah, maka outputnya akan tinggi. Begitu pula sebaliknya, jika input gerbang NAND tinggi, maka outputnya akan rendah.
Komponen yang diperlukan untuk rangkaian gerbang AND dengan resistor pull-down adalah chip gerbang NAND (4011), resistor 10Kilo Ohm-2, tombol tekan-2, resistor 330ohm, dan LED.
- Setiap gerbang NAND memiliki dua pin input (I / P) dan satu pin output (O / P).
- Dua tombol tekan digunakan sebagai input untuk gerbang AND.
- Resistor pull-up memiliki nilai 10 kilo Ohm, dan komponen lainnya adalah resistor 330 Ohm dan LED. Resistor 330 Ohm dihubungkan secara seri untuk membatasi arus yang mengalir ke LED.
Diagram rangkaian gerbang NAND dengan resistor pull-down pada pin input gerbang NAND ditunjukkan di bawah ini.
Pada sirkuit ini, chip diberi daya dengan tegangan 5V. Oleh karena itu, +5V disuplai ke pin 14, dan pin 7 dihubungkan ke ground. Resistor pull-up terhubung ke input gerbang NAND. Resistor pull-up terhubung ke input pertama gerbang NAND dan sumber tegangan positif.
Tombol tekan dihubungkan ke ground. Ketika tombol tekan tidak ditekan, input gerbang NAND akan tinggi. Namun, ketika tombol tekan ditekan, input gerbang NAND akan rendah.
Pada gerbang NAND, input harus rendah agar menghasilkan output yang tinggi. Untuk menjalankan sirkuit ini, Anda perlu menekan kedua tombol tekan. Hal ini menunjukkan manfaat besar dari resistor pull-up.
2. Resistor Pull Down
Prinsip yang sama berlaku untuk resistor Pull down. Pertimbangkan koneksi di bawah ini, di mana resistor Pull down ditunjukkan dengan koneksi:
Pada gambar di atas, terjadi kebalikan dari sebelumnya. Resistor Pull down R1 terhubung ke ground atau 0V. Hal ini menjadikan pin level logika digital P0.3 secara default bernilai 0 sampai sakelar ditekan dan pin level logika menjadi tinggi. Dalam kasus seperti itu, arus kecil mengalir dari sumber 5V menuju ground melalui sakelar yang tertutup dan resistor Pull down, sehingga mencegah pin level logika terhubung langsung dengan sumber 5V.
Jadi, untuk berbagai rangkaian level logika, kita dapat menggunakan resistor Pull up dan Pull down. Penggunaan ini sangat umum dalam berbagai perangkat keras tertanam, sistem protokol satu kabel, koneksi periferal dalam mikrokontroler, Raspberry Pi, Arduino, dan berbagai sektor tertanam lainnya, serta untuk input CMOS dan TTL.
Rangkaian Gerbang menggunakan Resistor Pull Down
Dalam proyek ini, resistor pull-down digunakan untuk menghubungkan ke sirkuit chip logika. Sirkuit ini merupakan pilihan terbaik untuk menguji resistor pull-down. Rangkaian chip logika beroperasi berdasarkan sinyal rendah atau tinggi.
Pada proyek ini, kita menggunakan gerbang AND sebagai contoh chip logika. Fungsi utama gerbang AND adalah jika kedua input gerbang AND tinggi, maka outputnya akan tinggi. Begitu pula sebaliknya, jika input gerbang AND rendah, maka outputnya akan rendah.
Komponen yang diperlukan untuk rangkaian gerbang AND dengan resistor pull-down adalah chip gerbang AND (SN7408), resistor 10Kilo Ohm-2, tombol tekan-2, resistor 330 Ohm, dan LED.
Setiap gerbang AND memiliki dua input (I / P) dan satu output (O / P). Dua tombol tekan digunakan sebagai input untuk gerbang AND.
Resistor pull-down memiliki nilai 10 kilo Ohm, dan komponen lainnya adalah resistor 330 Ohm dan LED. Resistor 330 Ohm dihubungkan secara seri untuk membatasi arus yang mengalir ke LED.
Diagram rangkaian gerbang AND dengan resistor pull-down pada pin input gerbang AND ditunjukkan di bawah ini.
Pada sirkuit ini, chip diberi daya dengan tegangan 5V. Oleh karena itu, +5V disuplai ke pin 14, dan pin 7 dihubungkan ke ground. Resistor pull-down terhubung ke input gerbang AND. Satu resistor pull-down terhubung ke input pertama gerbang AND.
Tombol tekan terhubung ke tegangan positif, dan kemudian resistor pull-down terhubung ke ground. Jika tombol tidak ditekan, input gerbang AND akan rendah. Namun, jika tombol tekan ditekan, maka input gerbang AND akan tinggi.
Pada gerbang AND, kedua input harus tinggi untuk menghasilkan output yang tinggi. Untuk menjalankan rangkaian ini, Anda perlu menekan kedua tombol tekan. Hal ini menunjukkan manfaat besar dari resistor pull-down.
Fungsi Resistor Pull UP dan Pull Down
Pull Up dan Pull Down Resistor berfungsi untuk mencegah kondisi “floating” atau “ngambang” pada logika digital. Dalam kondisi ini, sebuah input mungkin tidak secara tegas berada dalam keadaan HIGH atau LOW, yang dapat menyebabkan perilaku yang tidak dapat diprediksi.
1. Resistor Pull Up
Resistor Pull Up berfungsi untuk men-set sebuah input ke keadaan HIGH (biasanya 5V) secara default. Dalam kondisi normal, input tersebut terhubung melalui resistor ke VCC atau sumber tegangan.
Ini berarti bahwa jika tidak ada apa-apa yang terhubung pada input, atau device yang terhubung tidak menghasilkan output apa-apa, maka input tersebut akan tetap dalam keadaan HIGH.
Resistor ini akan membuat input tersebut menjadi rendah jika perangkat yang terhubung meminta input tersebut untuk menjadi rendah. Dengan kata lain, tanpa intervensi dari perangkat lain, input tersebut akan default ke HIGH.
2. Resistor Pull Down
Berkebalikan dengan resistor pull up, Resistor Pull Down berfungsi untuk men-set sebuah input ke keadaan LOW (biasanya 0V) secara default. Dalam kondisi normal, input tersebut terhubung melalui resistor ke GND atau ground.
Ini berarti bahwa jika tidak ada apa-apa yang terhubung pada input, atau device yang terhubung tidak menghasilkan output apa-apa, maka input tersebut akan tetap dalam keadaan LOW.
Resistor ini akan membuat input tersebut menjadi tinggi jika perangkat yang terhubung meminta input tersebut untuk menjadi tinggi. Dengan kata lain, tanpa intervensi dari perangkat lain, input tersebut akan default ke LOW.
Singkatnya, Pull Up dan Pull Down Resistor digunakan untuk mengontrol nilai default dari sebuah input digital jika tidak ada sinyal input yang masuk.
Mereka memberikan jaminan bahwa ada tingkat tegangan yang didefinisikan baik pada input tersebut, dan membantu mencegah nilai input dari mengambang dalam keadaan tidak pasti.
Aplikasi Resistor Pull-Up dan Pull-Down
Pull Up dan Pull Down Resistor memiliki berbagai aplikasi dalam desain rangkaian elektronik dan sistem embedded. Berikut ini beberapa contoh penggunaan Pull Up dan Pull Down Resistor:
- Interfacing Sakelar dan Tombol
Resistor pull-up atau pull-down biasanya digunakan ketika menghubungkan sakelar atau tombol ke mikrokontroler atau lainnya. Ketika sakelar atau tombol tidak ditekan, nilai logika input dapat berada dalam kondisi mengambang, yang bisa menghasilkan perilaku yang tidak dapat diprediksi. Resistor pull-up atau pull-down menjamin bahwa input tersebut akan memiliki nilai logika yang didefinisikan ketika sakelar atau tombol tidak ditekan. - Penggunaan dalam Protokol I2C
Protokol I2C, yang umum digunakan dalam komunikasi data antar perangkat, menggunakan resistor pull-up pada jalur data (SDA) dan jalur clock (SCL) untuk memastikan bahwa kedua jalur tersebut memiliki nilai logika tinggi ketika tidak digunakan. - Penggunaan dalam Konverter ADC
Resistor pull-up dan pull-down juga dapat digunakan dalam konverter Analog-ke-Digital (ADC) untuk memberikan aliran arus yang terkontrol ke sensor resistif. Hal ini memungkinkan pengukuran yang lebih akurat dari sensor tersebut. - Penggunaan dalam GPIO
Dalam konfigurasi Input/Output Umum (GPIO), pin dapat diatur sebagai masukan atau keluaran. Resistor pull-up atau pull-down digunakan untuk memastikan bahwa pin tersebut berada dalam keadaan didefinisikan ketika tidak digunakan. - Pemantauan Baris
Resistor pull-down sering digunakan dalam sistem pemantauan baris, di mana sinyal dari baris yang dipantau harus dibaca dalam keadaan rendah saat tidak ada aktivitas.
Penutup
Sebagai penutup, Pull Up dan Pull Down Resistor memainkan peran penting dalam operasi banyak rangkaian elektronik.
Dalam penjelasan secara lengkap yang telah kita lalui, kita telah mengetahui bahwa resistor jenis ini berfungsi untuk menjaga stabilitas dan mencegah kondisi ‘mengambang’ dalam berbagai sistem digital.
Baik itu pull up maupun pull down, keduanya memberikan nilai default pada rangkaian bila tidak ada sumber input aktif. Walaupun konsepnya tampak sederhana, pemahaman yang baik akan kedua jenis resistor ini sangat penting untuk memastikan bahwa rangkaian elektronik kita dapat berfungsi dengan benar.
Semoga artikel dari empatpilar.com ini memberikan pencerahan dan pemahaman yang lebih mendalam tentang apa itu Pull Up dan Pull Down Resistor.
Selamat belajar dan teruslah eksplorasi dunia elektronik.
