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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Pegelwandler von Reichelt


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Autor: Florian K. (f-kae)
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Hallo,

zuerst einmal muss ich sagen, dass ich nun seit geschlagenen 3,5 Stunden 
auf der Suche nach dem benötigten Bauteil bin und immer wieder 
frustriert feststelle das die Bauteile aus den zahlreichen Threads nicht 
bei Reichelt erhältlich sind. Deshalb wage ich es einen neuen Thread 
dazu zu öffnen.

Meine Anforderungen:

1. 5V -> 3,3V bzw. 3,3V -> 5V (gerne auch bidirektional, sonst einzeln)
2. bei Reichelt bestellbar!
3. DIP-Gehäuse!
4. Ich möchte definitv einen Pegelwandler nutzen und keine 
Ersatzschaltungen über Widerstände oder ähnliches

Häufig habe ich vom MAX3373 bzw. vom 74LVT245 gelesen,.

Selbst die zahlreichen Alternativen von hier:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Pegelwandler
konnte ich bei Reichelt nicht finden.

Falls die Information benötigt wird ich möchte eine SPI-Kommunikation 
zwischen einem ATMega16 und einem L3G4200D (Gyroscope) herstellen.

Bitte reißt mich nicht in Stücke, aber als Einsteiger ist es doch sehr 
schwer Alternativen zu finden in dem durcheinander von digitalen ICs bei 
Reichelt.

Gruß,
Florian

Autor: Oliver J. (skriptkiddy)
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Florian K. schrieb:
> Ich möchte definitv einen Pegelwandler nutzen und keine
> Ersatzschaltungen über Widerstände oder ähnliches

Warum nicht?

Von 3.3V auf 5V braucht man in der Regel keinen Pegelwandler und von 5V 
auf 3.3V reicht ein Spannungsteiler.


Gruß Oliver

Autor: ingo (Gast)
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Von 5 auf 3,3V würde ich 74hc4050 empfehlen, billig, überall (auch 
Reichelt) erhältlich.
3,3 auf 5V, würde ich auch, wie Vorredner überlegen, ob überhaupt nötig.
mfG ingo

Autor: Spess53 (Gast)
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Hi

Seit wann ist ein 74HC4050 (5V->3.3V Wandler) nicht bei reichelt 
erhältlich?

MfG Spess

Autor: M. B. (Firma: TH Nürnberg) (ohmen)
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P82B96PN

Autor: René B. (reneb)
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Nimm nen 74hct245 und versorg ihn mit 3,3V. Bei den Pins zum µC einfach 
1k einbauen, denn der HCT245 kann 20mA an den Clamp-Diodes ab. Die 
Ausgänge haben dann ja 3,3V und du kannst sie an den 3,3V-IC 
anschließen.
Die 3,3V-Pegel Ausgänge kannst du auch direkt auf die Eingänge des 
5V-Prozessors führen.
Aber der 74hc4050 ist eigentlich der richtige und den find ich auch bei 
reichelt...

Autor: HildeK (Gast)
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Allgemein kann man jeden HCT-Baustein als Pegelwandler von 3.3V auf 5V 
nutzen, denn deren HIGH-Input-Level ist ab 2.0V spezifiziert.

Was spricht gegen ein, zwei Widerstände von 5V auf 3.3V? Billiger und 
einfacher geht es nicht. Es gibt aber auch ein paar Familien, die einen 
5V-toleranten Eingang haben (LVC, LVT).

Warum bist du auf Reichelt beschränkt? Es gibt auch anderer 
Elektronikversender.

ingo schrieb:
> Von 5 auf 3,3V würde ich 74hc4050 empfehlen

Im Datenblatt (SG) steht aber: DC Input Voltage: max. VCC+ 0.5
Wie willst du damit von 5V auf 3.3V kommen?

Autor: Rene B. (themason) Benutzerseite
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Noch jemand der Rene B heißt ? :-)

@Florian : Nimm nen 74CH4050. Der tuts gut, ist billig, bei Reichelt 
erhältlich und im DIP. Hab ich auch schon mehrfach eingesetzt.

Autor: René B. (reneb)
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Oha, tatsächlich ein Namensvetter :-)
@HildeK: Bitte mal genau ins Datenblatt des 4050 schauen
(http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC4050_CNV.pdf) und google 
fördert dir Beispiele dafür zu Tage (z.B. 
http://www.reifel.org/picuserinterface/).
Der HCT245 hat diese Spec, deshalb kommen auch die Clamp-Diodes und der 
R ins Spiel, aber der 4050 kann sogar direkt 15V ab, auch wenn er nur 
mit 2V betrieben wird...

Autor: Spess53 (Gast)
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Hi

>Im Datenblatt (SG) steht aber: DC Input Voltage: max. VCC+ 0.5
>Wie willst du damit von 5V auf 3.3V kommen?

Steht wohl Müll drin. Der 4050 (wie auch der 4049) ist algemein als 
Pegelwandler bekannt, der Eingangsspannungen oberhalb der 
Betriebsspannung abkann. Selbst schon oft zu diesem Zweck benutzt.

MfG Spess

Autor: Florian K. (f-kae)
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Vielen Dank schon einmal für die zahlreichen antworten!

Ich möchte gerne einen Pegelwandler nutzen um mich mit diesen vertraut 
zu machen und in Zukunft wenn ich diese brauche schon mit gearbeitet 
habe...

Bei dem 74hc4050 ist mir ein Fehler beim lesen des Datenblatts 
untergekommen, ich habe gerade erst bemerkt das es "ABSOLUTE MAXIMUM 
RATINGS" und "RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS" gibt. Die Spannungen in 
der Angabe hatten mich verwirrt. In Zukunft weiß ich schonmal das ich 
genauer lesen sollte vor allem Überschriften... Mit diesem sollte ich 
also wohl schon einmal weiter kommen.

P82B96PN kann es sein das dieser nicht für eine SPI-Kommunikation 10MHz 
geeignet ist?

Vielen Dank!

Autor: René B. (reneb)
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>Warum bist du auf Reichelt* beschränkt? Es gibt auch anderer
>Elektronikversender.
Ich finde ich es durchaus berechtigt, wenn man einen bevorzugten 
Versender benutzt. Wenn man dort sowieso alles zusammen gesucht hat, 
muss man nicht wegen einem Bauteil gleich noch woanders 
Mindermengenzuschlag und Versandkosten zusätzlich bezahlen. Da muss man 
sich für eine kurze Suche oder Nachfrage doch hier nicht rechtfertigen 
müssen...

Autor: Spess53 (Gast)
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Hi

>Ich finde ich es durchaus berechtigt, wenn man einen bevorzugten
>Versender benutzt. Wenn man dort sowieso alles zusammen gesucht hat,
>muss man nicht wegen einem Bauteil gleich noch woanders
>Mindermengenzuschlag und Versandkosten zusätzlich bezahlen.

Dann sollte aber Reichelt nicht der bevorzugte Versender sein. Da ist 
das vorprogrammiert.

MfG Spess

Autor: Florian K. (f-kae)
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Sehe ich das richtig, das ich für meinen Verwendungszweck folgende 
Verkablung vornehme(74HC4050):

VCC = 3,3V
1A = Datenleitung vom AVR (5V)
1Y = Datenleitung zum Gyro (3,3V)

In die andere Richtung also mit VCC = 5V geht das definitv nicht, oder?

Autor: Frank K. (fchk)
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Florian K. schrieb:

> Falls die Information benötigt wird ich möchte eine SPI-Kommunikation
> zwischen einem ATMega16 und einem L3G4200D (Gyroscope) herstellen.

Nimm einen neueren AVR, der die volle Geschwindigkeit auch bei 3.3V 
bringt, und vergiss die Pegelwandler. 5V-Technik wird rasant weniger.

Statt dem Mega 16 nimmst Du einen Mega 164p/324p/644p. Gleiche 
Pinbelegung, aber neuere Halbleitertechnologie bei fast gleichem Preis. 
Keine Ahnung, was die ganzen Leute dazu bringt, alte Kamellen zu 
verwenden.

fchk

Autor: HildeK (Gast)
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René B. schrieb:
> @HildeK: Bitte mal genau ins Datenblatt des 4050 schauen

Ja, hatte ich gemacht - in das von ST (bei Reichelt verlinkt) und nicht 
in das von NXP.
Das heißt also trotzdem: Vorsicht.

Autor: Florian K. (f-kae)
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Ich habe seit Ewigkeiten einen ATMega16 hier rumliegen daher nutze ich 
diesen bis ich es geschafft haben ihn zu zerstören oder einen anderen 
benötige! :P
Das 5V eine veraltete Spannungsebene für ICs ist weiß ich wohl :)

Zum Lernen reicht dieser aber durchaus aus!

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Ein 4050 ist KEIN 74xx4050!

Autor: René B. (reneb)
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Pegelwandlung ist kein Hexenwerk und ein alter Hut, erst recht mit dem 
74HC4050. Du musst nur vom AVR die AUSGÄNGE runter auf 3,3V wandeln. Ein 
Blick in das Datenblatt des mega16 verrät dir die minimale 
Schaltschwelle VIH, also ab wann für den AVR ein Pegel HI ist. In deinem 
Fall ist VIH=0,6*VCC=0,6*5,0V=3V. Der AVR kann also die 3,3V-Ausgänge 
des Gyro-ICs direkt auf seinen Eingängen entgegen nehmen.
Ich hab mal oben was zusammengefummelt, an dem du dich für eine 5V-3,3V 
SPI-Kommunikation orientieren kannst. VSS=GND. Nur beispielhafte 
beschaltung, Abblockkondensatoren usw fehlen natürlich.
Der 47k kann eigentlich raus (Tauschen gegen Kurzschluss), aber wenn dir 
während der Entwicklung mal ein Fehler passiert, stehen die Chancen 
besser, dass der Gyro-IC überlebt.

>Ein 4050 ist KEIN 74xx4050!
Doch genau der 74HC4050! Zitat aus dem DB:
"The 74HC4050 is a high-speed Si-gate CMOS device and is pin compatible 
with the “4050” of the “4000B” series."
Schließlich haben wir es mit einer schnellen SPI-Kommunikation zu tun 
(74HC4050 mit Durchlaufzeit von 9ns) und der Gyro-IC frisst eventuell 
den LO-Pegel der alten LS-ICs gar nicht. Bitte keine LS oder so 
verwenden, aber auf die Idee, dass man heute noch nach denen schaut bin 
ich auch nicht gekommen...

>Das heißt also trotzdem: Vorsicht.
Nein. Auch hier mal das DB des 74HC4050 lesen, ich hab gleich mal STM 
und NXP genommen:
STM: "The VCC side diodes are designed to allow logic-level  convertion 
from  high-level  voltages  (up  to 15 V) to low-level voltages."
NXP: "The 74HC4050 provides six non-inverting buffers with a modified 
input protection structure (..) This feature enables the non-inverting 
buffers to be used as logic level translators (..) while operating from 
a low voltage power supply. For example 15 V logic (“4000B series”) can 
be converted down to 2 V logic."

Autor: Blackbird (Gast)
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>> "The 74HC4050 is a high-speed Si-gate CMOS device and is pin compatible
>> with the “4050” of the “4000B” series."

in Deutsch:
Der 74HC4050 ist pinkompatibel mit dem 4050 der 4000B-Serie.

und nicht datenkompatibel!

Blackbird

Autor: Florian K. (f-kae)
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Hallo nochmal,

ich habe mir den Pegelwandler 74HC4050 nun von Reichelt bestellt und ich 
bin etwas irritiert von der Funktionsweise.

Ich habe angenommen, dass ich VCC mit 3,3V versorge und GND auf MAsse 
lege und dann an allen Ausgängen ersteinmal 0V anliegen habe, sobald ich 
an zum Beispiel 1A (Eingang1) 5V anlege bekomme ich an 1Y (Ausgang1) 
3,3V und wie gesagt bei 0V an 1A 0V an 1Y.

Allerdings habe ich von beginn an lediglich mit VCC und GND verbunden an 
allen Ausgängen 3,3V Ausgangsspannung, wenn ich den entsprechenden 
Eingang auf 0V lege, ist der Ausgang ebenfalls 0V.

Ist das Verhalten normal, bzw kann so auch eine normale Kommunikation 
zwischen AVR und Sensor stattfinden?

Autor: René B. (reneb)
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Wenn du nichts an den Eingängen machst, dann sind die "floating", also 
mehr oder weniger undefiniert. Beispielsweise könnte das Gate des 
Eingangs-FETs bereits vorgeladen sein oder sich durch Leckströme so weit 
Laden, dass der Ausgang auf HI geht. Die Ladung die du durch Berührung 
der Pins einbringst, reicht da manchmal schon aus.
Wenn du im Einschaltmoment definierte Zustände an den Ausgängen haben 
möchtest, solltest du auch definierte Zustände (beim Einschalten) an den 
Eingängen vorgeben. Eine Möglichkeit sind beispielsweise 
PullDown-Widerstände an allen Eingängen von z.B. 50kOhm-1MOhm.

Wenn du dir deinen AVR anschaust, so sind beim Anlauf ja auch erst 
einmal alle Pins Eingänge ohne PullUp. Erst mit beschreiben der DDR und 
PORT-Register machst du daraus Ausgänge mit LO oder HI-Pegel bzw. 
Eingänge mit PullUp.
Wenn du den Baustein mit dem AVR verschaltest liegen ja vom AVR 
definierte Zustände an den Eingängen des 4050 und somit auch an den 
Ausgängen.

Autor: Florian K. (f-kae)
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Super, vielen Dank, du hast recht, mit angeschlossenem AVR ist alles 
bestens! :)
Als übervorsichtiger Bastler versuche ich immer erst alle Spannungen zu 
überprüfen bevor ich etwas anschließe... :/

Autor: René B. (reneb)
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Das Verhalten ist normal und sollte nicht weiter stören. Beschalte doch 
einfach mal alles wie oben beschrieben und lass nur den Gyro-IC weg. 
Beachte die ungenutzen Ein/Ausgänge einfach nicht weiter.
Wenn dir dann das beobachtete Verhalten gefällt, kannst du ja mal den IC 
dranhängen.

Ah...wohl gleichzeitig getippt... Na dann viel Erfolgt!

Autor: Dietrich L. (dietrichl)
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HildeK schrieb:
> Ja, hatte ich gemacht - in das von ST (bei Reichelt verlinkt) und nicht
> in das von NXP.

Bei "DESCRIPTION" steht:

"The VCC side diodes are designed to allow logiclevel convertion from 
high-level voltages (up to 15 V) to low-level voltages."

In den Tabellen steht dann allerdings was anderes. Ich vermute mal, die 
haben die Standarddaten der Familie verwendet und die Besonderheiten 
dieses Bauteils "vergessen".

Im aktuellen Datenblatt
http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00002560.pdf
ist es dann aber richtig.

Gruß Dietrich

Autor: René B. (reneb)
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Aufgebaut und ausprobiert?

Autor: Fred S. (kogitsune)
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Etwas off topic (widerspricht dem Punkt 4 im ersten Beitrag), ist aber 
eine Überlegung wert:

http://www.savagecircuits.com/forums/content.php?309-Mixed-Voltage-Systems-Interfacing-5V-and-3-3V-Devices 
(dort Abb. 9 -- und als FET z.B. BSS138)

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