Hallo, ich verstehe wie und wann ich Pullup-/Pulldown-Widerstände sinnvoll einsetzen kann, habe aber noch nicht verstanden, weshalb sie derart funktionieren.Ich nehme Folgendes an:Ein Dateneingang wird via Spannungsmessung Pin-Eingang festgestellt und interpretiertDer Eingang an einem Pin hat einen sehr großen WiderstandEin High liegt bei hoher Spannung über dem Eingang abfallender Spannung ab, ein Low bei wenig bis keiner darüber abfallender SpannungAn einem Eingangs-Pin kann innen im uC ein höheres Potenzial (+) oder ein niedrigeres Potential (-) anliegenIst das im innerem des uC anliegende Potential positiv werden Elektronen vom niedrigerem dorthin gezogenIst das im innerem des uC anliegende Potential negativ werden Elektronen zum niedrigerem Potenzial außerhalb emittiertIst nun z.B. ein Eingang über einem Taster mit GND (-) im Schaltbild verbunden und ein Pulldown-Widerstand vom Eingang aus ebenfalls mit GND verbunden, verstehe ich nicht weshalb EMF-Spannungen über den Widerstand abfallen. Weshalb fließen zudem nicht Elektronen vom Pulldown-GND durch den Pulldown-Widerstand zum in den Pin-Eingang und erzeugen dort über den Eingangswiderstand eine Spannung/High?Ich verstehe bei Erklärvideos nicht weshalb der Widerstand die Spannung am Eingang wegnimmt oder dorthin leitet. (Hoch-/Runterziehen?)Auch wird in den Erklärungen immer die technische Stromrichtung verwendet.

Pulldown-Widerstand?

Hallo, ich verstehe wie und wann ich Pullup-/Pulldown-Widerstände sinnvoll einsetzen kann, habe aber noch nicht verstanden, weshalb sie derart funktionieren.

Ich nehme Folgendes an:

Ein Dateneingang wird via Spannungsmessung Pin-Eingang festgestellt und interpretiert
Der Eingang an einem Pin hat einen sehr großen Widerstand
Ein High liegt bei hoher Spannung über dem Eingang abfallender Spannung ab, ein Low bei wenig bis keiner darüber abfallender Spannung
An einem Eingangs-Pin kann innen im uC ein höheres Potenzial (+) oder ein niedrigeres Potential (-) anliegen
Ist das im innerem des uC anliegende Potential positiv werden Elektronen vom niedrigerem dorthin gezogen
Ist das im innerem des uC anliegende Potential negativ werden Elektronen zum niedrigerem Potenzial außerhalb emittiert

Ist nun z.B. ein Eingang über einem Taster mit GND (-) im Schaltbild verbunden und ein Pulldown-Widerstand vom Eingang aus ebenfalls mit GND verbunden, verstehe ich nicht weshalb EMF-Spannungen über den Widerstand abfallen. Weshalb fließen zudem nicht Elektronen vom Pulldown-GND durch den Pulldown-Widerstand zum in den Pin-Eingang und erzeugen dort über den Eingangswiderstand eine Spannung/High?

Ich verstehe bei Erklärvideos nicht weshalb der Widerstand die Spannung am Eingang wegnimmt oder dorthin leitet. (Hoch-/Runterziehen?)

Auch wird in den Erklärungen immer die technische Stromrichtung verwendet.

Shivadasa

20.04.2024, 22:42

Hast Du ein Link zu so einem Erklärvideo?

Tsunami574656

Fragesteller

20.04.2024, 23:16

Ja. Pull-up und Pull-down Widerstände, darum brauchen wir sie... | #EdisTechlab

Zum Video: Danke, dass es so etwas gibt. Ich denke mir fehlt nur eine Vorabinformation.

Shivadasa

20.04.2024, 23:32

Sehe ich das richtig, dass Du gern eine Erklärung mit Elektronenfluss haben möchtest (und nicht technische Stromrichtung)?

Tsunami574656

Fragesteller

20.04.2024, 23:38

Ja, genau. Ich habe den Vorteil der technischen Stromrichtung abseits von alter einheitlicher Normierung noch nicht verstanden. Die Physikalische Stromrichtung verwirrt mich nicht.

2 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

AMG38

Von gutefrage auf Grund seines Wissens auf einem Fachgebiet ausgezeichneter Nutzer

Spannung, Elektrizität, Schaltung

20.04.2024, 23:20

Es geht um Spannungen. Binäre Eingänge können maximal zwei Zustände haben - 0 oder 1. Diese sind bestimmten Spannungspegeln zugeordnet, z.B. < 0,8 V oder > 4,2 V.

Man bezeichnet diese Spannungen auch als Logikpegel. Wie du sicherlich weißt, können Spannungen, anders als logische Zustände, nicht zwei, sondern jeden erdenklichen Wert annehmen, und zwar von minus unendlich bis + unendlich. Um die binären Eingänge jedoch in einen sicheren, definierten Zustand versetzen zu können, muss man je nach Schaltungs- und Logikdesign einen Eingang im Ruhezustand auf Potential A und im gesetzten Zustand auf Potential B bringen, sodass keine "undefinierten" Potentiale anliegen.

Ein Pull-Up-Resistor versetzt dabei den Eingang auf Vcc Potential, z.B, +5V, während ein Pull-Down-Resistor den Eingang auf GND-Potential zieht. Welcher Zustand dabei als logisch 0 oder 1 gewertet wird, hängt ganz von der Schaltung bzw. der umgesetzten Logik ab - Stichwort: Active Low. Siehe dazu auch NOR, NAND usw.

Tsunami574656

Fragesteller

20.04.2024, 23:26

Wie kann ich mir das versetzen des Eingangs vorstellen? Ein Pulldown-Widerstand verbindet den Eingang (+) meist zu GND (-). Die Elektronen fließen vom GND (-) zum Eingang (+). Wieso wird dabei am Eingang, der ja einen hohen Widerstand hat keine hohe Spannung erzeugt, sondern die Spannung auf 0 reduziert, wenn doch Elektronen durch den Eingangswiderstand fließen?

Tsunami574656

Fragesteller

20.04.2024, 23:28

@Tsunami574656

Evtl. durchschaue ich etwas noch nicht. Eig. fließen die Elektronen doch immer von - zu +.

Tsunami574656

Fragesteller

20.04.2024, 23:33

@Tsunami574656

Sobald Elektronen gleich von welcher Richtung aus durch den Eingangswiderstand fließen wird doch eine Spannung am Eingang erzeugt oder? Treibt die Verbindung der verschiedenen Potentiale an Ladung (Spannung) nicht gerade die Elektronen an?

AMG38

20.04.2024, 23:44

@Tsunami574656

Ströme fließen nur in geschlossenen Stromkreisen zwischen unterschiedlichen Potentialen. "Ein" Binäreingang hat deshalb immer "zwei" Anschlüsse - (+) und (-).
Nur den (+) mit etwas zu verbinden, sei es 5V oder GND, bringt genau so wenig wie das Gleiche mit (-) zu machen.

In Controllern oder Schaltungen können verschiedene Binäreingänge einen gemeinsamen Rückpfad haben bzw. gewurzelt sein. Dieser Rückpfad wird für üblich an einer zentralen Stelle mit GND verbunden, sodass der Rückpfad eines jeden Binäreinganges eine Verbindung zu GND hat.

Wenn man jetzt von einem Eingang den "Hinpfad", nennen wir ihn die (+)-Klemme, mit GND verbinden, ist dieser eine Eingang mit beiden Enden an das gleiche Potential angeschlossen.Es kann kein Strom fließen, da gleiches Potential an beiden Enden.

Schließen wir dort jedoch etwas anderes an, z.B. +5V, kann über diesen Eingang via GND ein Strom fließen.

Tsunami574656

Fragesteller

21.04.2024, 10:04

@AMG38

Ich habe trotz stundenlanger Suche nichts zu dem Aufbau von Binäreingängen finden können. Ich habe vermutet, dass sie einen logischen Operator beinhalten. Mit einem UND-Operator mit zwei negierten Eingängen klappte es, dass ein LOW am Eingang anliegt, wenn der Taster/Schalter die Leitung auftrennt, und ein High anliegt, wenn der Taster/Schalter leitet. Ich kann leider hier kein Bild in den Kommentar einfügen, und habe daher eine neue Frage für Feedback aufgemacht, um zu erfahren, ob es richtig ist. Könntest du mir eine Quelle zu der Funtionsweise der Binäreingänge beim uC geben? Vielen Dank für Ihre bisherige Antwort.

Shivadasa

21.04.2024, 00:17

https://www.youtube.com/watch?v=rlW39iePsi0

Zunächst mal ist in dem Video (mindestens) ein Fehler, bei 3:06 sagt der Sprecher Pull-Up, es handelt sich jedoch um einen Pull-Down Widerstand.

Ist nun z.B. ein Eingang über einem Taster mit GND (-) im Schaltbild verbunden und ein Pulldown-Widerstand vom Eingang aus ebenfalls mit GND verbunden

Das ist Blödsinn. Entweder nutzt man einen Pull-Up und einen Taster gegen GND, oder einen Pull-Down und Taster gegen Plus.

Weshalb fließen zudem nicht Elektronen vom Pulldown-GND durch den Pulldown-Widerstand zum in den Pin-Eingang und erzeugen dort über den Eingangswiderstand eine Spannung/High?

Da fließen Elektronen!

ABER: Der Strom ist so gering, dass auch nur eine sehr geringe Spannung über dem Pull-Down-Widerstand abfällt.

Der Mikrocontroller (und jeder digital oder analoge Eingang) hat ja auch noch einen Eingangswiderstand. Der ist in der Regel sehr groß, je nach Schaltungstechnik im Bereich von Mega- oder Gigaohm. Das heißt es entsteht ein Spannungsteiler, wobei der Großteil über dem Innenwiderstand des Mikrocontrollers abfällt.

Letztlich kommt es nur auf das Verhältnis von Pull-Down- zu Innenwiderstand an.

Soweit die Theorie. In der Praxis ist so ein Mikrocontroller ja auch kein Widerstand, sondern eine mehr oder weniger komplexe Schaltung, die nicht linear arbeitet.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Dipl.-Ing. (FH) Informations- und Elektrotechnik

Tsunami574656

Fragesteller

21.04.2024, 10:10

Vielen Dank für ihre Antwort. Ich habe eine Schaltung mit Eurem Input gezeichnet. Könntest du mir eine Rückmeldung geben, ob ich Eure Antworten richtig verstanden habe? Da ich hier kein Bild in einen Kommentar einfügen kann habe ich eine neue Frage eröffnet.

Hallo,

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Vielen Dank im Voraus.

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Entschuldigung, falls das eine dumme Frage ist und vielen Dank schonmal im Vorraus für die Antworten.

Mfg LikuG

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Vielen Dank im Voraus.

Abbildung 1

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Vielen Dank im Voraus!

//www.elegoo.com
//2016.12.9
#include <math.h>
#include <LiquidCrystal.h>
//        BS E D4 D5 D6 D7
LiquidCrystal lcd(7, 8, 9, 10, 11, 12);
void setup() {
 Serial.begin(9600);
}
// This is OK
int analogPin= 0;
int raw= 0;
int Vin= 3.3; //volts input
float Vout= 0; // unknown voltage, we have to measure
float R2= 0; // Unknown resistance, we have to measure
float T1 = 26 + 273.15; //reference temperature
float R1 = 9040; //reference resistance
float T2 = 0; //searched temperature
float B = 3950; //B value resistor
float R_REF = 1000; //reference resistor Spannungsteiler Wert
void loop() {
 raw = analogRead(analogPin); //liest BIT-Wert für Spannung aus, welcher zum feststellen der Temperatur nötig ist
 Vout= (raw * 5)/(1024.0);
 R2 = R_REF / ((Vin / Vout) - 1);
 T2 = (B*T1*(-1))/(T1*log(R1/R2)-B)-273.15; //berechnet Temperatur
 
 Serial.print("raw:");
 Serial.println(raw);
 Serial.print("Vout:");
 Serial.println(Vout);
 Serial.print("R2:");
 Serial.println(R2);
 Serial.print("T2:");
 Serial.println(T2);
}

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