Bidirektionaler Pegelwandler Funktionsweise

[Besserwessi]

Mit dem bidirektionalen Pegelwandler sollte die Schaltung mit dem N-MOSFET BSS138 und den 2 Widerständen (als Pullup) gemeint sein. Die gibts in dem Link oben, und im der Appl. Note von Phillips (nur ein anderer FET).

Die Funktion ist wie folgt: Der FET Leitet, wenn der Sourceanschluss (= 3,3 V Seite) auf GND, bzw. unter etwa 1 V gezogen wird. Wenn der BUS auf High ist, sperrt der FET und die beiden Seiten haben 3,3 V bzw. 5 V. Wenn die 3,3 V Seite auf Low zieht leitet der FET und zieht damit auch die 5 V seite runter. Wenn die 5 V Seite runter zieht, leitet erstmal die Diode im FET und zieht die 3,3 V Seite bis etwa 0,7 V, so dass dann auch der FET anfängt zu leiten und so auch die 3,3 V Seite bis auf fast GND runter kommt.


Bei den AVRs wird es kaum ohne einen Pegelwandler gehen. Der garantierte wert für ein sicheres High liegt bei 60-70% (je nach Typ) von VCC, das wären also 3 V bzw. 3,5 V. Da müsste man dann schon mit 1-2 Dioden etwas nachhelfen, und hätte trotzdem ein sehr knappes System. Da ist die Lösung mit dem 1 FET schon nicht schlecht.

[Klebwax]

Bei den AVRs wird es kaum ohne einen Pegelwandler gehen. Der garantierte wert für ein sicheres High liegt bei 60-70% (je nach Typ) von VCC, das wären also 3 V bzw. 3,5 V. Da müsste man dann schon mit 1-2 Dioden etwas nachhelfen, und hätte trotzdem ein sehr knappes System. Da ist die Lösung mit dem 1 FET schon nicht schlecht.

Ich wäre eher beim Pegelwandler skeptisch. Es gab gerade in einem, anderen Forum einen Fall, wo es sogar mit einem zugekauften Pegelwandlermodul nicht ging, ohne aber. Das mag auch was mit Clockstretching zu tun haben. Der Fall ohne Wandler läßt aber leichter ausprobieren als der mit, kaputt gehen kann dabei nichts.

Wenn man den genauen Prozessortyp wüßte, könnte man ja mal nachlesen, wo bei den I2C Anschlüssen die Schaltschwelle liegt.

MfG Klebwax

[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