Caso práctico: Pull-up con botón y resistor

Materiales

• 1 × R1: Resistor 10 kΩ (pull‑up)
• 1 × S1: Pulsador NA (normalmente abierto)
• 1 × R2: Resistor 100 Ω (sensor de corriente, opcional pero recomendado)
• 1 × U1: Entrada digital de microcontrolador o módulo de entrada (3.3 V o 5 V)
• 1 × Fuente de alimentación regulada (+5 V o +3.3 V según U1)
• 1 × Protoboard
• 6 × Cables de puente (dupont o rígidos)
• 1 × Multímetro digital (modo voltímetro)

Guía de conexionado

• Coloca R1 entre la línea de +V y el nodo de señal (nodo común donde se leerá el estado del botón).
• Conecta el nodo de señal al pin de entrada digital U1 (configurado como entrada).
• Coloca S1 entre el nodo de señal y la parte superior de R2.
• Conecta la parte inferior de R2 a GND. Si no usas R2, conecta directamente S1 a GND (S1 a masa).
• Alimenta el circuito con la fuente regulada: +V a la barra positiva y GND a la barra negativa de la protoboard.
• Abreviaturas de medida usadas en el esquema:
• Vn: tensión del nodo de señal respecto a GND. Cómo medir: multímetro en modo voltímetro; punta roja al punto negro marcado Vn y punta negra a GND.
• VRS+ y VRS−: tensión a cada lado de R2. Cómo medir VRS: multímetro en voltímetro; punta roja en VRS+ y punta negra en VRS−. La corriente por el botón (I_BTN) se calcula como I_BTN = VRS / 100 Ω. Si no montas R2, omite esta medición.

Esquemático

          +5 V (o +3.3 V)
               │
               │
              ┌┴┐
              │ │        R1 = 10 kΩ (pull-up)
              │ │
              └┬┘
               │● Vn
               │──────────────► U1 pin digital (entrada)
               │
              ┌┴┐
              │ │        S1 = Pulsador NA
              │ │
              └┬┘
               │
              ┌┴┐
              │ │        R2 = 100 Ω (sensor de corriente, opcional)
              │ │
              └┬┘
               │● VRS−
               │
              GND
               ▲
               ● VRS+

Mediciones y pruebas

• Verificación sin pulsar (estado HIGH por defecto):

  • Vn: mide Vn respecto a GND. Debería ~ +V (por ejemplo, ~5.00 V o ~3.3 V según la fuente).
  • VRS: mide entre VRS+ (punta roja) y VRS− (punta negra). Debería ≈ 0 V (no circula corriente).
  • Lectura en U1: debería ser nivel alto (HIGH).

• Verificación pulsando el botón (estado LOW):

  • Vn: mide Vn respecto a GND. Debería ≈ 0 V (unos pocos milivoltios si usas R2).
  • VRS: mide VRS = V(VRS+) − V(VRS−). Con +5 V y R1 = 10 kΩ, esperas ≈ 0.05 V.
  • I_BTN: corriente por el botón. Calcula I_BTN = VRS / 100 Ω. Con VRS ≈ 0.05 V, I_BTN ≈ 0.5 mA.
  • Lectura en U1: debería ser nivel bajo (LOW).

• Prueba de compatibilidad a 3.3 V (si aplicable):

  • Repite las medidas anteriores con +3.3 V. Espera Vn ≈ 3.3 V sin pulsar y ≈ 0 V al pulsar. I_BTN ≈ 3.3 V / (10 kΩ + 100 Ω) ≈ 0.33 mA.

• Variación del valor de R1 (explora su efecto):

  • Sustituye R1 por 4.7 kΩ. Observa que I_BTN aumenta (≈ 1 mA a 5 V) y Vn sigue correcto.
  • Sustituye R1 por 100 kΩ. Observa que I_BTN disminuye (≈ 0.05 mA) pero el nodo puede ser más sensible a ruido. Comprueba en U1 si persisten lecturas estables.

• Cálculo rápido (para comprobar tus medidas):

  • Vn(sin pulsar) = +V; Vn(pulsado) ≈ +V × R2 / (R1 + R2). Con 10 kΩ y 100 Ω: ≈ 5 V × 100 / 10100 ≈ 0.05 V.
  • I_BTN(pulsado) ≈ +V / (R1 + R2). Con 5 V: ≈ 0.495 mA.

Errores comunes

• Conectar el pulsador en diagonal en protoboard: algunos pulsadores tienen contactos cruzados; verifica su orientación para que realmente cierre entre el nodo y R2/GND.
• Olvidar GND común: si U1 y la fuente no comparten GND, la lectura será errática.
• No configurar U1 como entrada: en microcontroladores, un pin como salida podría forzar el nodo y dañar componentes.
• Medir corriente en paralelo: la corriente no se mide con el multímetro en paralelo. Usa R2 y mide VRS, o reconfigura el medidor en serie correctamente.

Seguridad y buenas prácticas

• Empieza con +3.3 V si no estás seguro de los límites de U1.
• No superes el rango de tensión de la entrada U1. Usa +V compatible (típicamente 3.3 V o 5 V).
• Si el cableado es largo o hay ruido, añade un condensador de 100 nF del nodo a GND para suavizar rebotes (debounce hardware).

Mejoras y extensiones

• Usa la resistencia pull‑up interna del microcontrolador (si está disponible) y compara resultados con R1 externa.
• Añade un LED con resistencia serie a otro pin de U1 para indicar el estado leído (software).
• Implementa filtrado RC: R1 = 10 kΩ y C = 100 nF en el nodo, y valida tiempos de subida/bajada y el efecto sobre el rebote del pulsador.

Resumen de la topología

• Pull‑up: R1 entre +V y el nodo.
• Botón a masa: S1 (con R2 opcional en serie) desde el nodo a GND.
• Lectura: U1 observa el nodo; HIGH sin pulsar, LOW al pulsar.
• Medidas: Vn (nivel lógico) y VRS para calcular I_BTN.

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Carlos Núñez Zorrilla

Electronics & Computer Engineer

Ingeniero Superior en Electrónica de Telecomunicaciones e Ingeniero en Informática (titulaciones oficiales en España).

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