Erhöhen Sie die Spannung von 3,3 V auf 5 V für digitale E / A

Normalerweise verwende ich ein Arduino für meine Projekte, da es 5V-Ein- und Ausgänge und 5V-Vin hat, was das Leben beim Anschluss von 5V-Komponenten sehr erleichtert. Für dieses Projekt möchte ich einen Raspberry Pi verwenden, da ich ihn an ein Display anschließen möchte. Der Pi wird mit 5 V betrieben, das ist also einfach genug. Es hat jedoch 3.3VI / O-Pins und die Geräte, mit denen ich eine Schnittstelle herstellen möchte, sind 5V.

Ich habe ein Gerät mit einem 5V-Eingangspin, der auf 5V angesteuert werden muss. Das Gerät verfügt über einen 5-V-Ausgangspin, den das Gerät bei der Ausgabe auf 5 V treibt.

Ich habe zuvor bidirektional zwischen 5V- und 3,3V-Geräten konvertiert, aber das war mit einem Logikpegel-Shifter, der auf LOW aktiv war. Die Schaltung ist die typische mit einem Transistor und einer Diode und zwei Pull-up-Widerständen. Diese Anwendung erfordert aktiv HIGH. Glücklicherweise erfordert dieses Projekt keine bidirektionale E / A.

Für die 5 V bis 3,3 V-Richtung funktioniert ein Rohspannungsteiler.

Für die 3.3V bis 5V Richtung kenne ich jedoch keine einfache Lösung. Ich habe ein bisschen gesucht und es scheint Boost-Wandler (DC-DC-Boost-Wandler) zu geben, aber um sie aus diskreten Komponenten zu bauen, muss ich eine PWM-Schaltung bauen, um die Umschaltung zu steuern.

Ich habe mich nur gefragt, ob es einen einfacheren Weg gibt, dies zu erreichen, mit einer Komplexität, die mit dem aktiven Low-Logic-Level-Shifter vergleichbar ist.

Da Dave Tweed auf den Fehler in der anderen Antwort hingewiesen hat, habe ich meine Antwort im Grunde auf Single Transistor Level Up Shifter kopiert ... Beachten Sie auch die interessante Lösung von Nicolas D in der Frage.

Ich habe einige Lösungen (einige Lösungen von Microchip HIER ):

1) Direktanschluss: Wenn Voh (High-Level-Ausgangsspannung) Ihrer 3,3-V-Logik größer als Vih (High-Level-Eingangsspannung) ist, ist nur ein Direktanschluss erforderlich. (Für diese Lösung ist es auch erforderlich, dass Vol (niedrige Ausgangsspannung) des 3,3-V-Ausgangs kleiner ist als Vil (niedrige Eingangsspannung) des 5-V-Eingangs). Diese Lösung wird am häufigsten aufgrund unzureichender Margen abgelehnt.

2) Wenn die oben genannten Bedingungen erfüllt sind, können Sie die Ausgangsspannung mit einem Pull-up-Widerstand (auf 3,3 V) häufig leicht anheben und die Signale direkt anschließen.

3) Der Pull-Up-Widerstand kann einen geringen Spannungsanstieg auf hohem Niveau bewirken. Für mehr können Sie Dioden und Pull-up bis 5V verwenden. Die gezeigte Schaltung wird nicht auf 5 V hochgezogen, sondern erhöht die Eingangsspannung mit hohem Pegel auf die 5-V-Logik um den Betrag eines Diodenspannungsabfalls (ca. 0,7 V). Bei dieser Methode muss darauf geachtet werden, dass Sie immer noch einen gültigen Low-Pegel haben, da dieser ebenfalls durch einen Diodentropfen angehoben wird. Schottky-Dioden können für einen leichten Anstieg der Spannung mit hohem Pegel verwendet werden, während der unerwünschte Anstieg der Spannung mit niedrigem Pegel minimiert wird. Weitere Informationen zu dieser Schaltung finden Sie im oben genannten App-Hinweis:

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab}

4) Wenn Sie mit einer logischen Inversion umgehen können (und kein aktives Pull-up benötigen), können ein Mosfet und ein Pull-up-Widerstand verwendet werden:

^{simulieren Sie diese Schaltung}

5) Es gibt auch viele logische IC-Lösungen, wie z. B . : MC74VHC1GT125 , ein "nichtinvertierender Puffer / CMOS-Logikpegel-Shifter mit LSTTL-kompatiblen Eingängen" in einem SOT23-5- oder SOT-353-Paket. Klein, einfach und recht günstig. Die Verwendung dieser Lösung sollte auch einen Entkopplungskondensator in der Nähe des IC beinhalten.