En electrónica digital, es muy habitual usar resistencias pull up y pull down.
¿Sabes lo que son?
¿Sabes cómo afecta a las medidas de las señales?
Te lo explico para que tus reparaciones sean más sencillas.
Un poco de electrónica digital básica
En la electrónica en general, y sobre todo en el sector industrial, aeronáutico, militar, médico, o cualquier otro entorno donde la fiabilidad sea esencial, no es posible dejar cabos sueltos.
Por supuesto, la electrónica digital debe seguir estas directrices, aunque se trate de equipos domésticos o de bajo riesgo.
En un circuito digital, las señales pueden tener tres valores:
1 – Cuando la tensión de la señal está en su punto más elevado, o cerca de él. Se consigue conectando con la tensión de alimentación, habitualmente 5V o 3,3V.
0 – Cuando la tension de la señal tiene un valor de 0V, o muy cercano. Se consigue conectando con la masa del circuito.
Colector abierto – Cuando la señal no está conectada con nada. La tensión puede tener cualquier valor entre 0 y Vcc, aunque la corriente que circula es despreciable. Por lo tanto, no puede alimentar a ningún dispositivo que suponga un consumo de corriente.
Tal como se ve en el gráfico, al aplicar una señal 1 en la base del transistor, que puede ser interno de un circuito integrado como una puerta lógica o un microcontrolador, se conecta la salida con Vcc o masa, para crear un estado 1 o 0.
El problema aparece cuando el transistor no está conduciendo.
En ese caso, el pin de salida no está conectado a ningún punto, y puede tener cualquier valor entre 0V y Vcc.
Esto sucede porque el transistor, o las pistas de cobre del circuito impreso, pueden generar corrientes parásitas inducidas por campos electromagnéticos, o por falta de aislamiento.
Si conectamos un LED a la salida, o un relé, no ocurrirá nada mientras el transistor no entre en conducción, porque la corriente parásita es casi despreciable, y por lo tanto incapaz de excitar el bobinado de un relé o iluminar un LED.
Sin embargo, cuando conectemos un transistor que necesite muy poca corriente para polarizar su base, éste puede llegar a entrar en conducción tan solo con la corriente parásita.
Este caso ya es más preocupante, porque gracias a la miniaturización de la electrónica, y a la reducción de consumos para mejorar el ahorro energético y la disipación de calor, los componentes son cada vez más sensibles.
Evitar el colector abierto
Tomando de nuevo el ejemplo del gráfico anterior, cuando el transistor está abierto, el circuito puede tener un comportamiento errático.
Para solucionarlo, se usan las resistencias pull up y pull down.
Como puedes ver en este gráfico, la salida siempre está conectada a Vcc o a tierra, a través de una resistencia.
Cuando el transistor está activado, conectará el pin OUT con tierra (en el ejemplo de la izquierda), o con Vcc (a la derecha).
La resistencia R1 tiene un valor elevado, por ejemplo 10KΩ, para que la corriente sea muy baja, y no provocar un cortocircuito entre Vcc y tierra cuando se active el transistor.
Al desconectarse el transistor, OUT queda conectado directamente a Vcc (izquierda) o a tierra (derecha).
También se puede explicar como si se tratase de un divisor de tensión. Cuando el transistor conduce, su resistencia es cercana a 0Ω, y cuando no está activado su resistencia es infinita (teóricamente).
Igual que estas resistencias se usan con transistores, también sirven para los pulsadores y teclados.
Resistencias de pull up internas
Muchos circuitos integrados, sobre todo los microcontroladores, pueden tener resistencias de pull up internas.
Algunos incluso pueden programarse para activar o desactivar estas resistencias, por lo que no podemos saber si están ahí, ni con el datasheet del componente. Necesitaríamos ver el código fuente del software grabado por el fabricante del circuito.
Para deducir si existen estas resistencias internas, primero hay que comprobar visualmente si hay una resistencia externa conectada a este pin.
Ten en cuenta que puede que no sea una resistencia individual, sino un array de resistencias.
En segundo lugar, habrá que medir la señal respecto a Vcc y respecto a tierra.
No es suficiente con ver la señal en el osciloscopio. Hay que comprobar si al cambiar el estado de la salida de 0 a 1, la medida de la tensión respecto a Vcc varía de igual forma, además de la medida respecto a tierra.
Si con una de las dos referencias (Vcc y GND) la tensión varía, y con la otra no, es que no hay resistencia de pull up o pull down.
Por qué hay que tener en cuenta las resistencias pull up y pull down
Evidentemente, a la hora de medir señales en la placa, es necesario conocer la existencia de estas resistencias, para tener en cuenta como afectan a las medidas.
Puede ocurrir incluso que una de las resistencias esté dañada, provocando comportamientos erráticos de la placa.
Hay que tener en cuenta que estas resistencias no se queman, salvo casos excepcionales. Al conducir corrientes tan bajas no sufren el más mínimo esfuerzo.
Es más posible que una soldadura esté mal hecha, o que el componente haya sufrido un golpe, corrosión por agua, etc.
Medir señales ya tiene cierta dificultad, interpretarlas todavía lo complica más, y si además debemos dudar de los resultados de la medida, ya nos estamos pasando.
La cuestión es que debes ser consciente de que una señal 1 no siempre es una señal 1. También hay que analizar si se trata de una señal “sana”, o de una corriente parásita.
Afortunadamente, cada vez es más habitual usar resistencias pull up y pull down, con lo que se evita una gran parte de estas señales falsas.
En estos casos, cuando la señal es incorrecta, suelen verse formas de onda extrañas, que no miden 1 y 0, sino que hay escalones intermedios, resultado de sumar varias señales que se han mezclado por un puente entre pistas o en componentes.
Te toca a ti
Te toca completar el artículo con tu comentario.
¿Conocías estas resistencias?
¿Has tenido experiencias “duras” que quieras compartir? (Me refiero a experiencias con estas resistencias, no si a alguna vez has visto un OVNI).
¿Crees que debería haber añadido algo que he pasado por alto?
Espero tu comentario, ya sabes que respondo a todos.
Eugenio Nieto
Pablo dice
Hola Eugenio,
Tengo un duda relacionada (aunque no se exactamente el fallo ni la relación).
Una lámpara de led que trabaja con batería y carga solar.
Se controla desde mando IR y tiene varios modos de funcionamiento en el que si carga solar se apaga y si se hace de noche se enciende.
Pues me pasa que cuando cae la batería(solo algunas veces), hay un punto en el que la lámpara se queda pillada en un estado que si le doy a encender los leds se encienden y se apagan rápidamente y no funciona.
Se soluciona conectando y desconectando la batería.
¿Qué podría ser?
EZEQUIEL NAVARRETE dice
Tengo un sensor omron modelo. TL-T2F1 y lo quise remplazar por un sensor efector modelo. IN5121.
Y no nos responde igual que el omron, se nos alarma nuestra maquina.
Cree, que se pueda deber a esto que nos explica???
gabriel jerez dice
buenas noches, buen articulos .quisiera que publicaran articulos sobre la reparacion de fallas electronicas en las placas electronicas de los hornos a microondas . gracias
Eugenio Nieto dice
Los electrodomésticos se salen un poco del enfoque general del blog.
De todas formas, las placas electrónicas de los microondas no son muy complejas, más allá de la parte digital (microcontrolador, display y componentes asociados).
Es cuestión de hacer un poco de ingeniería inversa en la placa, para saber qué componentes se relacionan con cada avería.
Saludos Gabriel
jorge dice
Eugenio de verdad cada tema que hace mencion es realmente interesante y muy util de verdad para mi en lo personal han sido todos sumamente valioso
Eugenio Nieto dice
Gracias Jorge.
Saludos
Luis dice
aprecio muy de veras el esfuerzo y la constancia para impartir esa valiosa experiencia,pero lo que mas aplaudo es eso de compartir conocimientos con vuestros semejantes. exitos y mi eterna gratitúd.
Eugenio Nieto dice
Gracias por tus palabras Luis.
Saludos
Luis E dice
Muy interesante Eugenio. Como siempre gracias por compartir tus conocimeitos. Yo habia leido hacerca de estas resistencias pero con esto complemento un poco mas. Por cierto aprovecho para preguntarte si no es un circuito asi el que se utiliza para encender y apagar los cuicutos electronicos? o sea, el boton de ON Y OFF. ?
Eugenio Nieto dice
El botón on-off puede ser del mismo tipo, y es el microcontrolador quien activa y desactiva el equipo, al recibir la señal del botón.
Saludos
Daniel Alcalá dice
Excelente aporte Eugenio, gracias por compartir tú experiencia y conocimientos.
Saludos desde Venezuela.
Eugenio Nieto dice
Saludos Daniel
Metler dice
Gracias por el aporte , ademas de usar la tecnica de la inyeccion de ruido mediante el dedo en la punta del osciloscopio , tengo en la mesa una punta de prueba con una resistencia de 1K y una llave de corredera para setear la punta a +VCC o MASA.
Segun sea la señal bajo medicion se puede verificar el dispositivo que la maneja forzando una de las entradas y verificando la salida.
Especialmente util en la reparacion de placas digitales para levantar señales o plancharlas y observar los cambios en salidas, muy util en el diagnostico dinamico de buffers y otros dispositivos como compuertas.
Eugenio Nieto dice
Otra gran idea para los lectores, porque a veces no se puede verificar una puerta lógica sin forzar la entrada.
Saludos
david dice
este truco es muy bueno ya que te permite aislar el problema, si es de la zona del microcontrolador o fuente digital o si es de la zona de amplificacion o de potencia por ejemplo
Eugenio Nieto dice
Es una de las aplicaciones.
Saludos
David dice
Muy buen articulo y muy bien explicado. Yo las utilicé bastante cuando estudié el ciclo formativo de desarrollo de productos electrónicos. También recuerdo que los microcontroladores que programabamos tenian estas resistencias y eran programables mediante software como muy bien has dicho.
Son muy practicas y eran, o siguen siendo muy usadas, a la hora del diseño de circuitos electrónicos.
Eugenio Nieto dice
Siguen siendo muy usadas, así que lo que aprendiste te servirá para muchas reparaciones.
Saludos
Paco Ponce dice
Muchas gracias Eugenio por los detalles sobre estas resistencias y a todos por los comentarios en particular el de poner el dedo en la sonda.
Las había visto este tipo de resistencias pero creo que no les había dedicado la debida atención.
(Y lo del OVNI lo comentaré otro día. O no).
¿Pueden estas resistencias ser responsables de cruce en la VCC?
Me ha pasado ya con algunas placas de PC portátil con las que desistí tras comprobar otros componentes más clásicos como condensadores, diodos, … pero sin éxito.
Si nadie me aporta una idea en contra en la próxima placa con cruce raro nombro a estas resistencias pull, “investigadas”.
Saludos
Eugenio Nieto dice
Los cruces entre VCC y masa suelen estar provocados por algún circuito integrado, y también por los condensadores multicapa (suele haber uno junto a cada chip).
Ya he reparado varias placas con un condensador cruzado, y lo más difícil es encontrarlo, porque están todos en paralelo.
Saludos
CLAUDIO FABIÁN dice
GRACIAS EUGENIO POR HACER ESTOS APORTES , QUE NOS REFRESCAN LOS CONOCIMIENTOS A LOS AFICIONADOS A LA ELECTRÓNICA , HACÉIS UN TRABAJO MUY BUENO ACLARANDO MUCHAS DUDAS , Y ESPERO PUEDAS SEGUIR APORTÁNDONOS TÚ EXPERIENCIA , UN SALUDO MUY CORDIAL A TODOS LO QUE HACÉIS “FIDESTEC.COM”, MUCHAS GRACIAS .
Eugenio Nieto dice
Gracias a ti Claudio.
Saludos
Jose Antonio dice
Hola de nuevo,
Entonces en este circuito que describo se le podría poner algun compenente (diodo, resistencia…) para que no hiciera la intermitencia?. Si necesitas más detallado el circuito te numero los componente que tiene. Lo podrías mirar?
Eugenio Nieto dice
Seguramente se pueda modificar el circuito, pero habría que valorar más cosas, para no dañar nada y evitar riesgos innecesarios.
Rafael Barroso dice
Muchas gracias por tus aportes, no tenía ni idea de este elemento, pero la cosa es que si había visto las resistencias array, claro, que no sabía para que servían, tan solo cambié uno, una vez, por que estaba roto.
Eugenio Nieto dice
Nunca te acostarás…
Saludos Rafael
Jordi dice
Para verificar que una parte del circuito es vulnerable a corrientes parásitas un truquito que empleo a veces es poner el dedo en el vivo de la sonda del osciloscopio al mismo tiempo que efectúo la medida (low o hi). Si advierto mi ruido eléctrico en la pantalla del osciloscopio (deformidades de 50Hz) quiere decir que se estado lógico no está bien referenciado a VCC (hi) o a masa (low). Esto me ha servido para reparar, pero sobre todo para desarrollar prototipos y asegurarme que son estables en ese sentido. Gracias.
Eugenio Nieto dice
Es una gran idea.
Si hay resistencia de pull up o pull down, la señal no debe deformarse al tocar el vivo.
Gracias Jordi
joseph dice
gracias por el aporte de gran ayuda, la verdad que ese tipo de configuración de resistencias (pull up y down) más lo he visto en electrónica digital…
Eugenio Nieto dice
Gracias Joseph.
Saludos
Luis Alvaro Tobar Lliguin dice
Excelente aporte, ayuda mucho para los que reparan tarjetas electrónicas con microcontroladores
Eugenio Nieto dice
Gracias Luis Alvaro.
Saludos
walter dice
Excelente aporte
Ahora entiendo por que los datasheet de los integrados TTL dicen colector abierto, era algo que me rayaba y no comprendia ese dato, ahora ha quedado claro. gracias Eugenio.
Eugenio Nieto dice
Me alegro de que te haya sido útil.
Saludos
abimilec maestre dice
muy bueno el articulo, saludos desde venezuela
Eugenio Nieto dice
Muchas gracias, saludos
Jose Antonio dice
Muy bueno el artículo,
Yo no tenía ni idea de estas resistencias, lo que sí me ha hecho recordar estas peculiares resistencias a un pequeño circuito con dos relés , un condensador y algo más que no recuerdo.El problema que había y que sigue habiendo en estos circuitos es que cuando les llega una señal para funcionar se activan uno de los relés( el de 230V) repetidamente, o sea, intermitentemente. Lo que me ha hecho pensar un caso real en dónde irían bien estas pull-up, ¿me equivoco?
Gracias
Eugenio Nieto dice
Creo que te refieres a un circuito push-pull, que es algo distinto.
Saludos