Was du über Pull-Up- & Pull-Down-Widerstände unbedingt wissen solltest

🎓Lernmaterial zum Video: go.tfe.academy/21110113_pdf
💾 Arduino-Sketches zum Video: go.tfe.academy/21110113_code
In diesem Video zeige ich dir, welchen Einfluss Störsignale auf die Eingänge eines Arduino haben können und wie du mit Hilfe von Pull-Up- & Pull-Down-Widerständen dafür sorgen kannst, dass immer ein stabiler Spannungspegel vorhanden ist.
Ich erkläre dir das Prinzip von Pull-Up und Pull-Down und zeige dir außerdem, wie man die Größe der Widerstände in Abhängigkeit vom gewünschten Potential und anderen Parametern berechnen kann.
Zum Schluss gibt es noch ein Experiment zu sehen, in dem ich dir zeige, wie man einen Taster mit Hilfe eines Pull-Up-Widerstands an einen Arduino anschließt.
TIMESTAMPS
0:00 Einleitung
0:30 Aufbau der "Zauber-Schaltung" & Messung mit dem Oszi
5:05 Theorie "Logikpegel am Arduino"
7:31 Theorie "Pull-Up- & Pull-Down-Widerstände"
11:19 Rechnung "Sinnvolle Werte für Pull-Up-Widerstände"
18:39 Praxis : "Taster mit Pull-Up an Arduino anschließen"
☕ Discord-Community "Fearless Engineers" : go.tfe.academy/discord
🚀 Lern-Videos und Aufgaben rund um E-Technik, Elektronik & Programmieren : www.fearlessengineers.de
--------
ÜBER
Andreas Haja arbeitet als Professor an der Hochschule Emden/Leer und ist seit mehreren Jahren in der Ingenieurausbildung tätig. Ziel seines Kanals “Elektronik & Programmieren” ist es, Theorie und Praxis so zu vermitteln, dass Lernen mit Spaß und Neugierde verbunden ist.
Studieren in den 2020er Jahren kann so viel mehr sein, als die klassische Frontal-Vorlesung der letzten Jahrhunderte!
www.thefearlessengineer.com

[@joemei1347]

Eine plausibele Erklärung der beiden Widerstandszwecke. Mir gefällt die grafische Unterstützung des Vortrags. Danke.

[@ulrichberg6912]

Vielen Dank, Andreas, du bist super! Kompetent, immer sympathisch, nie arrogant, und didaktisch eine Größe. Hätten wir so einen Lehrer gehabt, wären garantiert viele von uns in Berufen im Bereich der Elektronik/Elektrotechnik gelandet. Bleib uns bitte erhalten!!

[@fearlengi]

Was für ein netter Kommentar, vielen Dank dafür! 😊

[@rimbaud1989]

Ihre Erklärungen sind immer am verständlichsten unter allen Elektrotechnik-Unterrichtsvideos!😊👍🙏

[@fearlengi]

Danke für das Lob!

[@mo7aZa]

danke für die PDF

[@alexanderwolf1151]

Vielen Dank. Das war das fünfte Video, das ich zu pull down Widerständen angeschaut habe, aber das erste, das ich auch verstanden habe. Super gut erklärt, so dass ich als weitgehender Laie alles nachvollziehen konnte. Ich freue mich schon aufs Stöbern in deinen anderen Videos.

[@Uli2000Ger]

mir ging es auch so

[@horsthotzenplotz3321]

Hm, ok, dann habe ich wohl noch 4 Videos vor mir. 😄

[@chriseluellel4998]

Ich bin dankbar, dass du dir so viel Zeit für die Theorie nimmst! Sehr schön erklärt! Das hat mir sehr weitergeholfen.

[@fearlengi]

Danke für den netten Kommentar und schön, dass das Video geholfen hat.

[@herbertroth3271]

Super erklärt, Vielen Dank

[@sergejvogel6080]

👍 Gutes Video

[@alihadaoua4142]

Besten Dank, das ist sehr hilfreich ;)

[@chrissold5957]

Fein erklärt

[@thomasferl]

Sehr informativ, sehr sehr gut erklärt - VIELEN DANK

[@fearlengi]

Danke für das Lob!

[@Topster94]

Danke für die ausführliche Erklärung. Bisher habe ich immer auf diese Widerstände verzichtet, da mir nicht klar war, wozu sie gut sind. Schließlich klappt es in der Regel ja auch ohne. Aber die Stabilen LOW und HIGH Werte sind definitiv erstrebenswert. :)

[@fearlengi]

Hi und danke für deinen Kommentar. 🤖 Falls du Interesse an Fragen rund um E-Technik und Informatik hast, dann probiere doch mal meinen "virtuellen Professor" aus, einen KI-Chatbot für technische Themen: prof.tfe.academy

[@karstennowitzki4882]

Nur eine Frage von einem Dumen, warum sollte ich eine LED über so einen Umweg und Energieverlust anschließen? Der Sinn wird mir bei Deinem Video schon klar und es ist auch gut erklärt. Ich verstehe nur den ganzen Hyp um Arduino nicht so ganz, da sich Schalzungen wesentich einfacher aufbauen lassen.

[@mo7aZa]

Hallo. entschuldigt wenn ich frage aber gibt es "gute" oszilloskope für einsteiger? die nicht ganz so teuer sind? hätte echt interesse da mich elektronik wirklich interessiert.

[@cCcBuDDycCc]

Hallo Andreas, wie schaut es bei analogen Pins aus beim Arduino? Wie genau bestimm ich dort den Pulldown Widerstand? Arduino selbst schreibt ja das der Quellwiderstand 10kOhm oder weniger sein soll. Aber komischer Weise verhält sich meine Fototransistorschaltung mit 100kOhm pulldown am besten…

[@wernerrausch3507]

Hallo lieber Andreas, gibt es eine Möglichkeit, mit einem Poti stufenlos 0-300 sekunden auf dem Display anzuzeigen, dann die eigestellte Zeit mit einem Taster zu starten und runterzählen bis 0 dann sollte ein Relais geschaltet werden. Vorab Vielen Dank

[@h.b9367]

Ich möchte ein Steuerung entwickeln ein weege Zelle mit einem servomotor aber ich weiß es nicht wie kann ich der Wert von weege Zelle mit servomotor anpassen.

[@timl.9996]

Ca. 9:20. Du sagst, wenn der Taster offen ist liegen am digitalen Eingang 5V an. Wieso kann man das annehmen? Es fließt ja kein Strom und nur vor dem Widerstand besitzt das Potential 5V. Wie kann bei einem offenen Kreis hinter dem Widerstand auch 5 V Potential anliegen?

[@Klimafutzi]

Weil bei einem offenen Taster kein Strom fließt, fällt über den Widerstand auch keine Spannung ab (Ohmsches Gesetz: U = R * I, I =0 -> U = 0): 5V - 0V = 5V nach dem Widerstand

[@johannesluber4972]

Zu Minute 8:45: Ich versteh nicht genau, warum bei Pin 6 ein definierter Spannungspegel von 5V anliegt. Das würde ja bedeuten, dass am Pullup-Widerstand keine Spannung abfällt. Auf welcher Leitung steh ich gerade :-D

[@BeratTheSpicker]

Das wird Später genauer erklärt. Aber Prinzipiell ist der Pull-Up Wiederstand (100kΩ) viel geringer als der Innenwiderstand (10MΩ) des Arduino, sodass am Pull-UP wiederstand nur ~0,05V abfällt . Das heißt, du hast recht damit, dass bei Pin 6 keine 5V anliegen, sondern nur ~4.95V. Ich denke, eine bessere Formulierung im Video wäre, dass dort ein stabiler HIGH pegel anliegt und keine 5V.

[@uwesed]

Am Pullup /Pulldown Widerstand fällt kaum Spannung ab weil der Eingangsstrom eines digitalen Pins maximal der maximale Leckstrom ist. Das sind bei max 1µA und 10 kOhm ein Spannungsabfall von maximal 10mV bzw bei 100kOhm von 100mV. Das ist für die Erkennung von HIGH bzw LOW vernachlässigbar. Grüße Uwe

[@timgraf7933]

Der Pull-Down Widerstand ist doch dem Pull-Up vorzuziehen oder ? Weil beim Pull-Up ständig ein Strom fließt, auch wenn dieser minimal ist, und so Leistung verbraucht wird. Ganz im Gegensatz zum Pull-Down, da fließt nur ein Strom zur Masse ab, wenn dieser betätigt wird. Liege ich da mit meiner Vermutung richtig ?

[@c0d1n6_4p3]

Den Gedanken hatte ich anfangs auch. Jedoch habe ich die Erfahrung gemacht dass ein pull-up etwas stabiler läuft. Je nachdem wie lang die Signalleitung (vom Taster zum Microcontroller) ist und welche Spannungen geschaltet werden. Beispielsweise bei einem Relaisboard mit 230v.

[@uwesed]

Der Stromverbrauch ist bei beiden Schaltungsvarianten gleich. Beim einer fließt der Strom vom Pin zu Masse und bei der anderen von der Versorgungsspannung ins Pin. Beim unbetätigten Taster fließt fließt der Leckstrom des Eingangspins durch die Widerstände (Pullup und Pulldown) . Dieser ist laut Datenblatt maximal 1µA. Meist ist er aber kleiner. Ist der Taster gedrückt liegen am Pullup/Pulldown-Widerstand 5V an und es fließt ein Strom je nach Widerstandswert durch: 0,5mA bei 10kOhm oder 0,05mA bei 100kOhm Pullup/Pulldown Widerstand. Da der Zustand, daß ein Taster gedrückt ist zeitlich sehr kurz ist, ist die Verlustleistung im ganzen gering. Bei Endschalter zB für Positionskontrolle (Motor soll bis zu einem bestimmten Punkt fahren) ist die Wahl des Schalterzustands (normal geschlossen oder normal offen) von der Betriebssicherheit abhänging. Da schaut man daß ein Kabelbruch einer Endposition des Motors gleichkommt damit die Gefahr eines nicht erkannten erreichen des Endpunktes nicht besteht. In diesem Fall nimmt man einen Stromverbrauch durch den Pullup/PulldownWiderstand in kauf. Grüße Uwe

[@uwesed]

Bitte benenne die Platine richtig. Das ist kein Arduino UNO (Orginal) sondern ein Arduino UNO Nachbau. Wenn Du die Platine "Arduino" nennen möchtet dann kaufst Du Dir einen Orginalen und alles ist in Ordnung. Auch ein Orginaler Arduino kostet nicht die Welt (ca 25€). Was soll das herumrechnen mit dem Leckstrom? Bei VCC=5V (angenommen) R1=10MOhm (von Dir gemessen) und IL =1µA (im Datenblatt genannter maximaler Wert) bekommt man für RPU = -5MOhm (einen negativen Widerstandswert). Ok, kann man sich mit einem Generator oder Operationsverstärker bauen aber braucht man wirklich einen Negativen Widerstand? Bitte, als gutes Vorbild, verändere die Verkabelung nur bei ausgeschaltenem (abgezogenem USB-Stecker) Microcontrollerboard. Mit den Spannungspegeln für HIGH und LOW kann ich mich uch nicht anfreunden. Ansonsten gut gemacht. Grüße Uwe

[@popelbremse]

Was bist du denn für ein Erbsenzähler? Zu oft vom Wickeltisch gefallen?

[@uwesed]

@@popelbremse Beleidigen wenn Sie keine Argumente haben? Markenrechte dürfen auch für Arduino respektiert werden.