Active Low คืออะไร

อุปกรณ์อินพุทและเอาท์พุทแบบดิจิตอล (Digital I/O) ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เช่น สวิทช์ ปุ่มกดต่างๆ รีเลย์ เป็นต้น อุปกรณ์เหล่านี้จะมีอยู่ 2 รูปแบบคือ Active Low หรือ Pull-up และ Active High หรือ Pull-down โดยการต่อวงจรของแต่ละแบบก็ต่างกัน และให้ค่าสัญญาณแบบดิจิตอลที่ต่างกันด้วย

Active Low หรือ Pull-up

อุปกรณ์แบบนี้จะทำงาน (Active) ในกรณีที่สัญญาณมีค่าต่ำ ซึ่งหมายถึงสัญญาณ 0 หรือต่อสายสัญญาณลง GND ยกตัวอย่างเช่น สวิทช์แบบ Active Low เริ่มด้วยการใช้ตัวต้านทานต่อระหว่างขา I/O และ Vcc (Pull-up Resistor) จากนั้นต่อสวิทช์ไว้ระหว่างขา I/O และ GND ในกรณีไม่กดสวิทช์ไฟจาก Vcc จะไปเลี้ยงยังขา I/O ตลอดเวลา หรือสัญญาณที่ได้จะมีค่าเป็น 1 หรือ High เมื่อกดสวิทช์ขา I/O จะถูกต่อลง GND ซึ่งจะทำให้สัญญาณที่ได้รับมีค่าเป็น 0 หรือ Low นั่นเอง

Active High หรือ Pull-down

อุปกรณ์แบบนี้จะทำงาน (Active) ในกรณีที่สัญญาณมีค่าสูง ซึ่งหมายถึงสัญญาณ 1 หรือต่อสายสัญญาณกับ Vcc ยกตัวอย่างเช่น สวิทช์แบบ Active High เริ่มด้วยการใช้ตัวต้านทานต่อระหว่างขา I/O และ GND (Pull-down Resistor) จากนั้นต่อสวิทช์ไว้ระหว่างขา I/O และ Vcc ในกรณีไม่กดสวิทช์ไฟขา I/O จะต่อกับ GND ตลอดเวลา หรือสัญญาณที่ได้จะมีค่าเป็น 0 หรือ Low เมื่อกดสวิทช์ขา I/O จะถูกต่อกับ Vcc ซึ่งจะทำให้สัญญาณที่ได้รับมีค่าเป็น 1 หรือ High นั่นเอง



โดยทั่วไปอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบดิจิตอลจะทำงาน Active Low เพราะเมื่อมีการทำงาน (Active) สัญญาณที่ได้รับจะเสถียรกว่า ยกตัวอย่างเช่น การกดสวิทช์ของวงจรแบบ Active Low จะทำให้สายสัญญาณต่อลง GND ซึ่งจะได้ค่าที่แน่นอนคือ 0 แต่กรณีการกดสวิทช์ของวงจรแบบ Active High เมื่อกดสวิทช์จะทำให้สายสัญญาณต่อกับ Vcc ซึ่งค่า Vcc สามารถผันแปรตามแหล่งจ่ายไฟฟ้า (Supply) ของวงจรได้ ในบ้างครั้งที่แรงดันของแหล่งจ่ายไฟฟ้าเปลี่ยนไปก็จะส่งผลกับค่า Vcc ซึ่งอาจจะทำให้ค่าของสัญญาณที่ได้ผิดพลาด

ปัญหาหาการสั่นของสัญญาณ

สวิทช์ทุกชนิดที่มีหน้าสัมผัส (Contact) เป็นโลหะจะมีปัญหาการสั่นของสัญญาณในจังหวะการกดสวิทช์ เนื่องจากในจังหวะที่หน้าสัมผัสแนบกันไม่สนิทสัญญาณจะกระเพื่อมไปมาระว่างค่าสูง (High) และค่าต่ำ (Low) อย่างรวดเร็ว ซึ่งจะเกิดเป็นช่วงสั้นๆประมาณ 200 ไมโครวินาที ขึ้นกับคุณลักษณะหน้าสัมผัสของสวิทช์แต่ละตัว



การแก้ปัญหาก็ไม่ยาก ส่วนใหญ่นิยมใช้การตรวจสอบ 2 รอบ ครั้งแรกก็ตรวจสอบว่าสัญญาณคืออะไร แล้วจึงใช้การหน่วงเวลา (Delay) ประมาณ 200 ไมโครวินาที (หรือมากกว่านั้น เช่น 10 มิลลิวินาที) แล้วค่อยตรวจสอบซ้ำอีกครั้ง จึงจะได้ค่าของสัญญาณที่ชัดเจนขึ้น



เห็นไหมครับว่าการเข้าใจเรื่อง Active Low เป็นสิ่งสำคัญ ในตอนแรกเราอาจจะรู้สึกขัดๆกับวงจรในรูปแบบนี้ เราอาจจะงงว่าทำไมเวลากดปุ่มแล้วค่าถึงเป็นศูนย์ แต่พอเราเข้าใจเหตุผล ก็จะช่วยให้เราเลือกและใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ดีขึ้น