पुल अप रेसिस्टर क्या है और आप इसका उपयोग कैसे करते हैं?

छवि एक डिजिटल सर्किट बना रही है जहां एक एलईडी चालू करने के लिए एक पुश बटन की आवश्यकता होती है। आप सर्किट को ठीक से तार करते हैं, पुश बटन के एक छोर को डिजिटल इनपुट से जोड़ते हैं और दूसरे को ग्राउंड करते हैं। जब आप अंततः बिजली की आपूर्ति करते हैं, तो आप देखते हैं कि स्विच को धक्का दिए बिना एलईडी चालू और बंद हो जाती है।

यदि आपने कभी इस तरह की स्थितियों का अवलोकन किया है, तो संभव है कि आप अपने डिजिटल सर्किट में एक पुल-अप रोकनेवाला जोड़ना भूल गए हों। तो पुल-अप रोकनेवाला वास्तव में क्या है? यह कैसे काम करता है, और आप एक का उपयोग कैसे करते हैं?

पुल-अप रेसिस्टर क्या है?

एक पुल-अप रोकनेवाला एक अवरोधक है जिसे आप अवांछित संकेतों से बचने के लिए डिजिटल सर्किट में जोड़ते हैं जो आपके सर्किट के तर्क या प्रोग्रामिंग में हस्तक्षेप कर सकते हैं। जब कोई अन्य सक्रिय उपकरण लाइन नहीं चला रहा हो तो यह एक इनपुट लाइन को सकारात्मक या VCC पर बायस करने या खींचने का एक तरीका है। लाइन को VCC तक खींचकर, आप प्रभावी रूप से लाइन की डिफ़ॉल्ट स्थिति को 1 या सही पर सेट करते हैं।

फ्लोटिंग स्थिति के दौरान उत्पन्न होने वाले यादृच्छिक संकेतों से बचने के लिए सभी इनपुट पिनों की एक डिफ़ॉल्ट स्थिति सेट करना महत्वपूर्ण है। एक इनपुट पिन फ्लोटिंग अवस्था में होता है जब यह ग्राउंड या वीसीसी जैसे सक्रिय स्रोत से डिस्कनेक्ट हो जाता है।

पुल-अप रेसिस्टर्स का उपयोग आमतौर पर डिजिटल सर्किट में किया जाता है माइक्रोकंट्रोलर और सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर.

पुल-अप रेसिस्टर सर्किट में कैसे काम करता है

डिजिटल सर्किट पर एक क्षणिक स्विच का उपयोग करते समय, स्विच को धक्का देने से सर्किट बंद हो जाएगा और माइक्रोकंट्रोलर को सही या उच्च संचारित करेगा। हालाँकि, स्विच को बंद करने से इनपुट पिन को ऐसे सिग्नल भेजने से रोकना जरूरी नहीं होगा।

ऐसा इसलिए है क्योंकि एक स्विच के माध्यम से कनेक्शन काटने का मतलब है कि यह अब हवा के अलावा किसी और चीज से जुड़ा नहीं है। यह लाइन को फ्लोटिंग स्थिति में होने का कारण बनता है, जहां पर्यावरण से संकेत संभावित रूप से पिन को किसी भी समय ऊंचा उठा सकते हैं।

इन आवारा संकेतों को अपने सर्किट में पंजीकृत होने से रोकने के लिए, आपको पर्याप्त वोल्टेज के साथ इनपुट लाइन को इंजेक्ट करना होगा ताकि जमीन का पता न चलने पर उच्च पंजीकरण जारी रखा जा सके। हालाँकि, आप VCC को सीधे इनपुट लाइन में प्लग नहीं कर सकते क्योंकि जैसे ही स्विच/सेंसर लाइन को जमीन से जोड़ता है, सर्किट छोटा हो जाएगा।

पुल-अप वोल्टेज को कम करने से बचने के लिए, आपको एक प्रतिरोधक का उपयोग करना होगा। सही मान रोकनेवाला होने से यह सुनिश्चित होगा कि फ़्लोटिंग लाइन में पर्याप्त वोल्टेज होगा जो उच्च को ऊपर उठाने के लिए पर्याप्त होगा जबकि कम समय से पहले सर्किट को छोटा नहीं करेगा। प्रतिरोध की मात्रा आपके सर्किट द्वारा उपयोग किए जा रहे तर्क प्रकार पर निर्भर करेगी।

तर्क परिवारों की व्याख्या

अपने पुल-अप रोकनेवाला के प्रतिरोध मान की ठीक से गणना करने के लिए, आपको यह जानने की आवश्यकता होगी कि आपका सर्किट किस प्रकार के तर्क को संचालित करने के लिए उपयोग कर रहा है। आपके सर्किट द्वारा उपयोग किया जाने वाला तर्क परिवार आपके पुल-अप रोकनेवाला के लिए आवश्यक प्रतिरोध मान निर्धारित करेगा।

तर्क कई प्रकार के होते हैं। यहां उनमें से कुछ हैं:

यदि आप सुनिश्चित नहीं हैं कि आप किस तर्क परिवार का उपयोग कर रहे हैं, तो यह बहुत संभव है कि आपका सर्किट CMOS या TTL तर्क परिवारों का उपयोग कर रहा हो, क्योंकि ECL और DTL लंबे समय से पुराने हो चुके हैं। "74" या "54" का उपयोग करने वाले उपसर्गों के साथ चिप चिह्न आमतौर पर टीएलएल चिप्स होते हैं, जबकि "सीडी" या "एमसी" के साथ चिप चिह्न एक सीएमओएस चिप का संकेत देते हैं। यदि आप अभी भी अनिश्चित हैं, तो आप आसानी से यह पता लगा सकते हैं कि आपका नियंत्रक ऑनलाइन डेटा शीट की त्वरित खोज करके किस तर्क परिवार का उपयोग कर रहा है।

पुल-अप रेसिस्टर वैल्यू की गणना कैसे करें

अब जब आप विभिन्न प्रकार के तर्क परिवारों और उनके न्यूनतम चालू और अधिकतम बंद वोल्टेज को समझते हैं, तो अब हम अपने पुल-अप रोकनेवाला के मूल्यों की गणना करने के लिए आगे बढ़ सकते हैं।

सही प्रतिरोधक मान की गणना करने के लिए, आपको तीन मानों की आवश्यकता होगी। आपके सर्किट द्वारा उपयोग किए जा रहे तर्क परिवार के वोल्टेज पर न्यूनतम, सर्किट की आपूर्ति वोल्टेज, और इनपुट लीकेज करंट, जिसे आप डेटा शीट पर या द्वारा पा सकते हैं एक मल्टीमीटर का उपयोग करना.

एक बार आपके पास सभी चर हो जाने के बाद, आप उन्हें निम्न सूत्र में प्लग कर सकते हैं:

प्रतिरोध मूल्य = (आपूर्ति वोल्टेज - तर्क उच्च वोल्टेज) / इनपुट रिसाव वर्तमान

उदाहरण के लिए, मान लें कि आपका सर्किट TTL का उपयोग करता है, और इनपुट लाइन 5V पर 100uA का उपयोग कर रही है। हम जानते हैं कि TTL को उच्च उठाने के लिए न्यूनतम 2V और कम उठाने के लिए अधिकतम 0.8 वोल्ट की आवश्यकता होती है। इसका मतलब यह होगा कि हमारे पुल-अप रेसिस्टर से निकलने वाला उचित वोल्टेज 3V और 4V के बीच होना चाहिए क्योंकि वोल्टेज 2V से अधिक होना चाहिए लेकिन हमारे आपूर्ति वोल्टेज से अधिक नहीं है जो 5V है।

हमारे दिए गए मान होंगे:

• वोल्टेज आपूर्ति = 5 वी
• तर्क उच्च वोल्टेज = 4 वी
• इनपुट लीकेज करंट = 100μA या 0.0001A

अब हमारे पास वेरिएबल्स हैं, आइए उन्हें सूत्र में प्लग करें:

(5V - 4V) / 100μA = 10,000 ओम

हमारा पुल-अप रोकनेवाला 10,000 ओम (10 किलोहम या 10kΩ) होना चाहिए।

सर्किट में पुल-अप रेसिस्टर का उपयोग कैसे करें

सर्किट के डिजिटल प्रोग्रामिंग के साथ अवांछित हस्तक्षेप से बचने के लिए पुल-अप प्रतिरोधक आमतौर पर डिजिटल सर्किट में उपयोग किए जाते हैं। यदि डिजिटल सर्किट इनपुट डिवाइस के रूप में स्विच और सेंसर का उपयोग करता है तो आप पुल-अप रेसिस्टर्स का उपयोग कर सकते हैं। इसके अलावा, पुल-अप रेसिस्टर्स तभी प्रभावी होंगे जब इनपुट पिन जमीन से जुड़े हों। यदि इनपुट पिन VCC से जुड़े हैं, तो आप इसके बजाय पुल-डाउन रेसिस्टर्स का उपयोग करना चाह सकते हैं।

पुल-अप रोकनेवाला का उपयोग करने के लिए, आपको इनपुट डिवाइस से कनेक्ट होने वाली इनपुट लाइन का पता लगाना होगा। एक बार स्थित होने के बाद, आप गणना करना चाहेंगे कि पहले चर्चा किए गए सूत्र का उपयोग करके आपके प्रतिरोधक का मान कैसा है। यदि आपके सर्किट को वास्तव में अधिक सटीकता की आवश्यकता नहीं है, तो आप केवल 1kΩ से 10kΩ तक के प्रतिरोधक मानों का उपयोग कर सकते हैं।

अब जब आपके पास उचित मूल्य के साथ आपका अवरोधक है, तो आप पुल-अप रोकनेवाला के एक छोर को वीसीसी और एक छोर को इनपुट डिवाइस और एमसीयू के बीच रख सकते हैं। बधाई हो! अब आप जानते हैं कि पुल-अप रेसिस्टर क्या होता है और इसका उपयोग कैसे करना है।

कुछ माइक्रोकंट्रोलर जैसे Arduino बोर्ड, और SBC जैसे कि रास्पबेरी पाई, में आंतरिक पुल-अप प्रतिरोध होते हैं जिन्हें आप बाहरी पुल-अप प्रतिरोधों के स्थान पर कोड में ट्रिगर कर सकते हैं।

अनुभव के माध्यम से अपने ज्ञान को मजबूत करें

सारांश में, आपके सर्किट को पास के हस्तक्षेप से बचाने में मदद करने के लिए एक पुल-अप रोकनेवाला एक महत्वपूर्ण घटक है। इनपुट पिन की डिफ़ॉल्ट स्थिति को उच्च पर सेट करके, यह यादृच्छिक संकेतों को आपके सर्किट के तर्क या प्रोग्रामिंग में हस्तक्षेप करने से रोकता है। और अब जब आप जानते हैं कि इसका उपयोग कैसे करना है, तो हो सकता है कि आप अपने नए प्राप्त ज्ञान को अपनी अगली परियोजनाओं में लागू करके उसे ठोस बनाना चाहें।