Valores de las resistencias pull up y pull down

Question

Suelo utilizar resistencias de 10K Ohm para subir o bajar las líneas del microcontrolador. Esto es sólo porque tengo toneladas de ellos.

Recientemente, mientras buscaba información sobre el montaje superficial "pick and place", descubrí que, a menudo, el número de tipos de componentes puede influir en el coste.

Por ejemplo, podría ahorrar dinero cambiando las resistencias de 10K Ohm por algún otro valor ya presente en la placa.

Teniendo en cuenta esto, mi pregunta es: ¿qué factores entran en juego para determinar los rangos de resistencia adecuados para las resistencias pull up o pull down?

Answer 1

Demasiado pequeño:

Esto provoca un exceso de consumo de corriente cuando se quiere "contrarrestar" el pull-up/pull-down.

Digamos que tienes un circuito pull-up como este:

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Cuando M1 está "cerrado", estás cortocircuitando la salida a tierra. Así que la corriente que fluye a través de R1 es:

\begin {Ecuación} I = \frac {Vs}{R1} \end {Ecuación}

Dependiendo de la potencia de la resistencia que tengas, de las limitaciones de Vs, y de las limitaciones del interruptor M1 (no tiene que ser un MOSFET o incluso un transistor), puedes calcular un límite inferior de resistencia que empezará a causar problemas. Puedes hacer un cálculo similar para las resistencias pull-down. Cuando R1 se hace muy pequeño (o la resistencia de encendido del interruptor se hace grande), empiezas a tener circuitos divisores de voltaje y de repente el nivel de salida ya no es una señal digital. Podrías usar esto para mejorar el valor del límite inferior, pero en realidad no suele haber necesidad de acercarse a este límite inferior.

Demasiado grande:

Las resistencias de pull-up grandes limitan excesivamente la cantidad de corriente que se puede suministrar a la salida. Esto tiene algunas consecuencias:

1. Si la salida tiene alguna capacitancia (parásitos de la traza, capacitancias de la puerta, etc.), la tensión de salida podría tener algún tiempo de subida significativo similar al de un circuito RC.
2. La suposición de que todas las "fuentes" y "acoplamientos" externos son insignificantes empieza a romperse. Por ejemplo, los efectos de interferencia o de antena pueden llegar a ser significativos.

No puedo decir cómo explicar el segundo punto o los otros puntos en general, pero veamos el primer punto:

Un circuito RC tiene una constante de tiempo de t=RC. Si tienes una línea de señal que depende de resistencias pull-up/pull-down (I2C), el tiempo de subida de señal más rápido que puedes transmitir está limitado por esta constante de tiempo.