O que é um resistor pull up? O que isso faz? E por que é necessário?

Encontrei muitos circuitos simples que mostram como ligar um LED ou algo mais. Resistores de pull-up são frequentemente mencionados. O que eles fazem? Alguns pinos GPIO exigem resistências pull up e outros não, qual é a diferença?

No site do Arduino :

Muitas vezes, é útil direcionar um pino de entrada para um estado conhecido se nenhuma entrada estiver presente. Isso pode ser feito adicionando um resistor de pull-up (a +5 V) ou um resistor de pull-down (resistor ao terra) na entrada, com 10 kΩ sendo um valor comum.

MAS : Isso é do site do Arduino. Lembre-se de que os pinos do Raspberry GPIO são apenas tolerantes a 3,3 V (faça o pullup para 3,3 V, e não 5 V no Raspberry Pi) !!!

Aqui está um exemplo de um esquema de resistor pull-up.

Um pull-up garantirá que o pino esteja levantado sem consumir muita corrente. Um portão possui três estados possíveis: ON, OFF e FLOATING.

O estado FLUTUANTE não é muito útil, pois não pode ser convertido em um valor booleano. Daí os resistores pull-up e pull-down: eles estão lá para eliminar o estado FLUTUANTE.

Um resistor de pull-up ou pull-down é usado nos pinos de entrada para definir um estado no caso de uma entrada não ter nada conectado ou a parte conectada estar no estado de alta impedância (Z). Entradas sem um estado definido têm o problema de que o valor de entrada possa ser qualquer coisa (0 ou 1), chamado flutuante.

Isso é explicado com mais profundidade no artigo da Wikipedia (que Jivings adicionou aos comentários de sua pergunta) e um pouco mais visualmente neste artigo do SparkFun .

Algo a ter em mente (inicialmente me confundiu um pouco) é que um resistor pull-up ou pull-down é apenas um resistor padrão em um papel específico. Mais de uma pessoa tentou comprar resistores pull-up apenas para descobrir que eles não existem. Caso contrário, é exatamente como parece, um resistor padrão puxando a tensão até 5V / 3,3V ou até 0V como o estado normal.

O dicionário de eletrônica define pull-up da seguinte maneira:

pull-up: descritivo de um circuito ou componente usado para aumentar o valor (por exemplo, impedância) de um circuito ao qual está conectado.

Se um LED estiver conectado a uma fonte de alimentação de +5 V e for controlado (LED LIGADO e DESLIGADO) por um microcontrolador / microprocessador ou por outros meios, durante o estado LIGADO, a fonte de alimentação pode fornecer alta corrente, por sua vez, alta corrente pode danificar o LED.

Para limitar a alta corrente da fonte, um resistor de pull-up aumenta a impedância e limita a corrente que fornece o LED da fonte de alimentação (+5 V). Portanto, o LED é protegido contra altas correntes. Com base no circuito, uma função pull-up varia e forma proteção à ANDlógica com fio de um barramento I²C.

O termo pull-up ou pull-down é um termo usado para descrever o papel que um resistor está executando. Ele puxa a linha de sinal à qual está conectado em um terminal em direção à Tensão de alimentação / terra / referência que está presente no outro terminal. A resposta anterior está incorreta ao dizer "puxa a impedância", ao contrário, é reduzir a resistência / impedância no circuito, de modo que a linha assuma um estado conhecido quando, caso contrário, não ocorrerá, por exemplo, um pino de entrada em um circuito integrado. não conectado. Como isso contraria os efeitos quando algo externo está conectado, é necessário que a quantidade de resistência seja baixa o suficiente para ser eficaz para executarpuxar se o pino for deixado acidentalmente ou deliberadamente em circuito aberto, mas alto o suficiente para que qualquer circuito externo não seja sobrecarregado indevidamente para superar o efeito quando desejar conduzir a linha na outra direção.

Os pinos GPIO no Pi têm controláveis ​​internos que eu entendo que podem ser feitos principalmente para fazer com que as linhas assumam um circuito lógico baixo ou alto ou esquerdo - o último dos quais é bom se houver um usuário fornecido resistor de pull / down para faça o trabalho (possivelmente como parte da circunferência externa de qualquer maneira). O projeto deste último é particularmente significativo se o circuito externo estiver operando em trilhos de alimentação acima de 3,3 Volts, porque nesse caso o pull-up não deve tentar aumentar a tensão na linha acima de 3,3V - um resistor em série (por exemplo, 4K7 ) e um diodo Schottky (por exemplo, um BAT85) com seu ânodo na lateral do resistor em série conectado ao pino GPIO e seu cátodo no trilho de alimentação de 3,3V é uma maneira de evitar isso - a baixa queda de tensão direta (<0,2V) desse tipo de O diodo impede que a linha de sinal seja alta o suficiente para danificar o Pi, à custa de um tempo ligeiramente aumentado para que os sinais se propaguem para o Pi.

Estou começando com o Pi's porque comprei duas de segunda mão ontem {apesar de estar na eletrônica há mais de 35 anos} e estou procurando informações sobre a pinagem do Pi exatamente por esse motivo - e pelo melhor lugar para obter dois PSUs, pois eles não vieram com eles. 8-P