Explication heuristique de l'utilisation d'une résistance pull-up (ou pull-down) nécessaire

Tout d'abord, je reconnais qu'il existe plusieurs questions sur ce sujet dans le forum. Cependant, les réponses supposent trop de connaissances de base en électronique pour être utiles à un vrai débutant (comme moi). Cela étant dit, si vous choisissez de répondre, veuillez limiter vos réponses à des explications heuristiques (non techniques).

Ma compréhension de la résistance de rappel consiste à assurer une charge constante sur une ligne, par opposition à une ligne déconnectée, qui pourrait éventuellement être victime de champs électriques et ensuite produire du bruit. Le bruit pourrait alors être interprété comme un signal d'entrée et provoquer des résultats inattendus de votre appareil.

Question 1) Ai-je raison de comprendre le but des résistances montantes et descendantes?

Question 2) Comment ça marche? Quelqu'un peut-il fournir une métaphore ou une analogie pour décrire ce qui se passe exactement avec le courant électrique?

Premièrement: Oui, votre compréhension est essentiellement correcte, à part le problème de la tension et non de la charge.

Voici mon analogie:

Considérez une porte de maison avec des charnières vraiment lisses, sans verrou ni verrou. La porte est si légère et si bien articulée que la moindre brise la ferait s'ouvrir et se fermer.

Maintenant, ajoutez un ressort de porte léger à la porte. Le ressort maintient la porte fermée, mais pas très fermement: une légère pression l'ouvrira et le laisser partir fera refermer la porte.

Une " entrée flottante " ressemble à cette porte: la moindre perturbation du champ électromagnétique, comme la brise ci-dessus, fera basculer l'entrée de façon aléatoire entre l'ouverture et la fermeture (valeurs faibles et élevées).

Ajoutez la résistance de rappel (si vous voulez que le réglage par défaut soit "élevé") ou la résistance de rappel (si vous voulez qu'elle soit "basse") et votre ressort est en place.

À présent, une tension externe appliquée, comme la poussée douce, peut vaincre la tendance de la résistance ressort / traction à fermer la porte - et une fois la poussée supprimée, l' entrée revient à la valeur par défaut souhaitée .

Une résistance de faible valeur utilisée de la sorte ressemble à un ressort très rigide: il faut une pression beaucoup plus ferme pour l'ouvrir, mais l'ouvrira. Il se ferme également plus rapidement lorsque la poussée est supprimée.

Un pull up / down fait trois choses.

1, il stabilise la ligne, avec une référence fixe (V + pour un pull up, ou Gnd pour un pull down, dans la plupart des cas). La ligne ne flottera pas. Cela pourrait aussi être fait sans le pull-up, en le connectant directement à V + ou à Gnd. C'est un problème que la partie 2 corrige.

2, il protège le circuit. Si une ligne est connectée directement à V + et qu’elle est également connectée à la terre, vous venez de créer un court-circuit . Cela se produit par exemple si une broche de microcontrôleur connectée directement à V + est définie comme sortie avec un niveau logique bas. Avec une résistance de rappel, vous n’avez plus de court-circuit, mais une charge mineure. Ceci est une sécurité que vous voulez en place.

3, il vous permet de remplacer la référence sur la ligne, sans le court-circuit. En plus d'être une mesure de sécurité, c'est un effet souhaité. C’est ainsi qu’un microcontrôleur peut lire un commutateur en changeant de haut en bas, ou de bas en haut, lorsque vous appuyez dessus. Lorsque le bouton connecté à la masse n'est pas enfoncé, le microcontrôleur lit l'état HIGH. Une fois que vous avez appuyé sur le bouton, la connexion directe à la terre entraîne le passage de l'état à BAS, car une connexion directe est plus puissante qu'un resserrement faible. Ensuite, il revient à l'état HAUT une fois le bouton relâché.

L'analogie @AnindoGhosh d'une porte battante est bonne pour la partie 1 (le ressort) et 3 (la poussée). Pour ajouter à cela, la partie 2 est le ressort empêchant un vent fort de faire claquer la porte des charnières et de tout gâcher dans votre maison. Aucun ressort (Pull-up / down), et un vent fort (Un court-circuit) ne peut détruire un microcontrôleur ou provoquer une surchauffe de la batterie, un incendie, une explosion.