Solución de nivel de traducción (3.3V Arduino Due <-> escudo de 5V)

Question

El nuevo Arduino Debido junta tiene microcontrolador ejecuta a 3.3 V, pero desafortunadamente la mayoría de los estándar de Arduino agregar-en los escudos (tableros) ejecutar a 5V, por lo tanto sus señales de e/S se encuentran en diferentes niveles lógicos.

El número de señales es de aproximadamente 20, e incluye:

• estándar de líneas digitales (algunos con capacidad de interrupción de hardware)
• de e/S analógicas
• Serial UART líneas
• así como SPI y I2C señales

Ahora, me gustaría añadir en el medio escudo (junta directiva), así como a facilitar la compatibilidad entre los 3.3 V del Arduino Debido junta y todas las señales de cualquier 5V escudo. Este en-entre la junta directiva tendría que permitir la interconexión entre los 3.3 V de las señales y las señales de 5V (es decir, en ambos sentidos).

¿Cuál es la mejor manera de crear bidireccional a nivel de traducción para un caso como el de arriba? Aquí, por "mejor", me refiero sencillo, barato, y de trabajar sin problemas a través de los diferentes escudos y tipos de señales.

Basado en mi investigación de este tipo de cambio de nivel hasta el momento, las opciones disponibles parecen ser:

• Un conjunto de diodos que crear una caída de voltaje (pero esto sería uni-direccional)
• Un conjunto de divisores resistivos (de nuevo uni-direccional)
• Un nivel especializado cambio de chip?...

Answer 1

He diseñado un pequeño sistema que puede funcionar para su aplicación en particular. Aquí está el esquema:

Se me olvidó el nodo de referencia, debe ser conectado a la terminal 2 del BT1. ¿Cómo funciona esto?

De alto a bajo

En primer lugar vamos a suponer que podemos descuidar la corriente que fluye en/de "bajo".

Cuando se levanta (5V) en R1 no fluye corriente, mientras que los tres diodos están llevando a cabo. Suponiendo un avance de caída de voltaje de 0.6 V el voltaje en baja será de 3.2 V, y la corriente que fluye desde lo alto será de aproximadamente 320uA.

Cuando se tira hacia abajo (0V) todos los diodos están prohibidas, por lo que el voltaje en baja será arrastrado por R2. La corriente que altura debe fregadero es de aproximadamente 500uA.

De bajo a alto

Ahora supongamos alta no consume corriente.

Cuando se baja se levanta (3.3 V) los diodos pueden realizar debido a que el voltaje en alta sería de más de 5V, tan alto es jalada por R1, los diodos están apagados y el bajo debe proporcionar sobre 330uA.

Cuando se tira hacia abajo (0V) los diodos son correctamente polarizado, R2 tiene cero voltios, la tensión en alta es de aproximadamente 1,8 V y la corriente hundido por la baja es de aproximadamente 180uA.

Como se puede ver, el gran problema es que 1.8 V es un poco demasiado: un circuito CMOS probablemente leer que "baja", mientras que un TTL es probable que la lectura de "alto". Un mejor enfoque podría utilizar un 1,5 V diodo zener en lugar de los tres diodos de pequeña señal, con el cátodo conectado a R1 y el ánodo a R2. La resistencia probablemente tendrá que ser reducido para cumplir con el mínimo de polarización de la corriente del diodo zener.

Una última cosa acerca de la resitors es que se puede utilizar cualquier valor de 1k a 100k, de curso superior resistencia a los valores corresponden al menor consumo de corriente, pero también más lento de la respuesta transitoria, y viceversa.

Answer 2

Muy fácil, sólo tienes que dar una palmada a un escudo y en la que se trabajo, sin corrección de la tensión necesaria. El Debido trabaja con el shield Ethernet y WiFi Shield bien. Si la entrada de energía a los escudos son de 3.3 voltios los chips en los escudos no tiene tensión de los refuerzos, y luego de la salida de 3.3 voltios. Si usted está comprando un escudo con un controlador, consulte la hoja de datos del dispositivo y comprobar si su capacidad de tener un 3.3 voltios de potencia de entrada. CMOS de alta es de 1,5 voltios por encima de lo que creemos. (Sería casi imposible comunicarse en que el voltaje, yo le dice a su baja segura es de 3 voltios.) Si es capaz de 3.3 voltios de potencia, la conecte y revise los pines de salidas, si todos los 3.3 voltios conectarlo al Arduino y divertirse :)