Bidirektionaler Pegelwandler Funktionsweise

[Waldschrat]

Hallo,
danke erst mal für die Antworten
Ich denke ich habe das Prinzip verstanden. Der Prozessor ist ein ATMEGA 2560.
Warum sollte ohne Wandler nichts kaputt gehen können wenn ich an eine 3,3 V IC, die laut Datenblatt maximal 3,9 V verträgt, 5V Signalpegel anlege?
Danke und Gruß
Waldschrat

[PICture]

Hallo!

Falls noch nicht zu spät ist, möchte noch zum Ausprobieren einen Pegelwandler vorstellen, der mir eingefallen ist (siehe Code).

                   VCC=5V       VCC=3,3V
                    +            +
                    |            |
                   .-.          .-.
                   | |          | |
                   | |          | |
                   '-'          '-'
                    |            |
                    +------+__   |
                    |      |OE   |
                    |    |\o     |
     5V Logic <-----+  +-|1>-----+-----> 3,3V Logic
                    |  | |/      |
                    | ===        |
                    | GND        |
                    |      /|    |
                    +-----<2|-+  |
                        __o\| |  |
                        OE|  === |
                          |  GND |
                          |      |
                          +------+

                     1/2 74HC125

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

Kurzbeschreibung:

Für beide 3,3 V und 5V Logik ist der Pegel "L" = 0 V gleich. Durch anlegen am entsprechenden Output Enable Eingang (/OE) des "L" Pegels wird der bisher hochomiger Ausgang auf "L" gehen, weil entsprechender Eingang auf "L" (GND = 0 V) liegt. Bei H Pegel wird er per Pull-up (R1 bzw. R2) an entsprechendem Pegel gehalten, da die Ausgänge bei /OE = "H" hochohmig sind.

[Klebwax]

Warum sollte ohne Wandler nichts kaputt gehen können wenn ich an eine 3,3 V IC, die laut Datenblatt maximal 3,9 V verträgt, 5V Signalpegel anlege?

Wo sollen die 5V herkommen, wenn die Pullups, wie ich geschrieben habe, auf 3,3V liegen?

MfG Klebwax

[Waldschrat]

Nur dass die Pullups intern sind und meines Wissens nach auf 5 V liegen. Ich kann die daher nicht per Hand an eine andere Spannung legen und leider weil es sich um eine Arduino-Board handelt auch nicht deaktivieren
Gruß
Waldschrat

PS.: @Picture: Danke, war nicht zu spät, werde es mal ausprobieren

[Klebwax]

Sorry, hab nicht richtig aufgepasst. Ich hab ATMEGA gelesen, da stand aber Arduino. Muß mal meinen Monitor putzen.

MfG Klebwax

[Waldschrat]

Nein war mein Fehler, sry. Auf dem Arduino ist ein ATMEGA verbaut. Dachte nur nicht dass das einen Unterschied macht bei der Schaltung wegen der ich ursprünglich gefragt habe. Von daher habe ich auch ATMEGA geschrieben weil das dann universeller ist
Danke trotzdem für deine Hilfe
Gruß
Waldschrat

[Besserwessi]

Die ATMega haben interne Pullups, die man allerdings auch abschalten kann. Die internen Pullups sind mit rund 50 kOhm aber auch recht groß für I2C, so dass man oft zusätzliche externe Pullups braucht. Von der Spannung her kann es mit dem Pullup nach 3,3 V gehen, es wird aber recht knall. Etwas besser wird es ggf. mit 2 Diode in der Leitung, und dann einem Pullup an etwa 3,8 V auf der 5 V Seite. Der Spannungsabfall an den Dioden reduziert die Spannung für die 3 V Seite, und 0,7 V werden immer noch sicher als Low erkannt. Wenn man mag könnte man was ähnliches auch rein mit 3 Widerständen erreichen - also doch wieder so eine Art Spannungsteiler, wenn auch mit 3 Widerständen: ein Längswiderstand, ein Pullup auf der 5 V Seite und ein Pulldown auf der 3,3 V Seite.

[Richard]

Die ATMega haben interne Pullups, die man allerdings auch abschalten kann. Die internen Pullups sind mit rund 50 kOhm aber auch recht groß für I2C, so dass man oft zusätzliche externe Pullups braucht. Von der Spannung her kann es mit dem Pullup nach 3,3 V gehen, es wird aber recht knall. Etwas besser wird es ggf. mit 2 Diode in der Leitung, und dann einem Pullup an etwa 3,8 V auf der 5 V Seite. Der Spannungsabfall an den Dioden reduziert die Spannung für die 3 V Seite, und 0,7 V werden immer noch sicher als Low erkannt. Wenn man mag könnte man was ähnliches auch rein mit 3 Widerständen erreichen - also doch wieder so eine Art Spannungsteiler, wenn auch mit 3 Widerständen: ein Längswiderstand, ein Pullup auf der 5 V Seite und ein Pulldown auf der 3,3 V Seite.

Warum sich bei diesem Board die internen Pull-Up nicht abschalten lassen sollen??? Aber die Gefahr das zu vergessen bleibt natürlich. Externe "zusätzliche" (kleinere) Pull-Up Widerstände beheben das aber nachhaltig da es sich um eine Parallel Schaltung der Widerständen handelt und der gesamt Widerstand etwas kleiner als der größte sein wird. Kein Problem also. Spannungsteiler (können) auch gehen aber man muss den Gesamt Widerstand beachten, bei zu kleinen Strömen (zu großem Gesamtwiderstand) kommt es zu Signal-Flanken Verformungen und das Signal wird nicht mehr sauber erkannt. Das bedeutet letztendlich extrem herunter mit der Datenrate damit es noch Fehlerfrei klappt....

Gruß Richard