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Pull-up- und Pull-down-Widerstände

Ein Widerstand zur Versorgung (Pull-up) oder nach Masse (Pull-down) gibt einem Pin einen definierten Pegel, wenn ihn sonst nichts treibt.

Warum#

Ein Eingang, der mit nichts verbunden ist, floatet: Er fängt Störungen auf und liest zufällige Werte. Ein Pull-up-Widerstand (nach 3V3) sorgt dafür, dass er 1 liest, bis ihn etwas auf Low zieht; ein Pull-down (nach GND) sorgt dafür, dass er 0 liest, bis ihn etwas auf High treibt. Der Widerstand ist absichtlich schwach, damit ein Taster oder ein Ausgang ihn leicht übersteuern kann.

Wo du einen brauchst#

Signal Widerstand
Taster nach GND 10 kΩ Pull-up (oder der interne des Chips)
I²C SDA und SCL 4.7 kΩ Pull-ups nach 3V3, einmal pro Bus
ESP32 EN / Strapping-Pins für den Boot 10 kΩ Pull-ups, wie im Datenblatt angegeben
MOSFET-Gate an einem GPIO 10–100 kΩ Pull-down, damit die Last während des Resets aus bleibt
USB-C CC (Device) 5.1 kΩ Pull-downs, siehe USB-C
Beispielschaltung: R1/R2 ziehen die I²C-Leitungen auf 3V3 (I²C-Geräte ziehen immer nur auf Low). R3 hält das MOSFET-Gate auf Low, solange der Mikrocontroller noch startet.
R1/R2 ziehen die I²C-Leitungen auf 3V3 (I²C-Geräte ziehen immer nur auf Low). R3 hält das MOSFET-Gate auf Low, solange der Mikrocontroller noch startet. Öffne das Beispiel pullups_i2c von dieser Seite in PCB Canvas: „In meinen Schaltplan einfügen“.

Den Wert wählen#

  • Zu niedrig verschwendet Strom, solange die Leitung in die andere Richtung gezogen wird (3.3 V / 1 kΩ = 3.3 mA), und kann den Treiber überlasten.
  • Zu hoch macht die Flanken langsam und die Leitung störanfällig. I²C mit 400 kHz braucht auf einem typischen Bus ≤ 4.7 kΩ; 10 kΩ reichen für Taster.
  • Interne Pull-ups (30–100 kΩ) reichen für Taster an kurzen Leitungen, sind aber zu schwach für I²C über Kabel.

Stolperfallen#

  • Zwei I²C-Module mit jeweils eigenen Pull-ups sind in Ordnung; fünf davon parallel (≈1 kΩ) sind zu stark. Entferne die überzähligen.
  • Ein Pull-up nach 5 V an einem Pin eines 3.3 V-Chips speist 5 V in ihn ein.