UART Pegelwandler 3V3 <--> 5V die drölfte

[Kaj (Gast)]

Hallo Leute,

wieder mal ne Frage zur UART-Pegelwandlung.

Die Verbindung zwischen Master und Slave ist wie auf dem Bild 
vorgegeben, d.h. RX und TX sind zusammen auf eine Leitung gelegt. Der 
Slave antwortet nur, wenn er vom Master gefragt wurde (die Kommunikation 
ist also bidirektional), weshalb es kein Problem darstellt das RX und TX 
auf einer Leitung liegen.

Der Slave-UART hat TTL-Pegel (5V), die Pegeltoleranz an den Pins vom 
Master ist aber nur mit 3.3V angegeben. Wie löst man das am besten?
Baudraten bis 57.6k sollten mit der Wandlung noch möglich sein.
Darf gern auch ein fertiger IC sein. Bin für Vorschläge dankbar.

Grüße

[Lattice User (Gast)]

Beitrag "Re: 5V Toleranz Problem"

[Cyblord -. (cyblord)]

ADUM1251.

Eigentlich ein I2C-Bus Isolator. Geht aber ebenfalls super für 
bidirektionale UART auf einer Leitung. Und wandelt nebenbei 3,3V<->5V.

[Kaj (Gast)]

Vielen Dank.

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
einfache Pegelanpassung bei moderaten Baudraten kann man wie im Bild 
gezeigt machen. Bei 57,6kBaud nutze ich solche Schaltungen regelmäßig.
Gruß Öletronika

[Max H. (hartl192)]

U. M. schrieb:
> einfache Pegelanpassung bei moderaten Baudraten kann man wie im Bild
> gezeigt machen.
Nur leider funktioniert das nicht wenn:
Kaj schrieb:
> RX und TX sind zusammen auf eine Leitung gelegt

Ich würde diesen Pegelwandler verwenden:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/4/4e/Bidirektionaler_pegelumsetzer_wikide.svg

[Lattice User (Gast)]

Max H. schrieb:
> U. M. schrieb:
>> einfache Pegelanpassung bei moderaten Baudraten kann man wie im Bild
>> gezeigt machen.
> Nur leider funktioniert das nicht wenn:
> Kaj schrieb:
>> RX und TX sind zusammen auf eine Leitung gelegt
>
> Ich würde diesen Pegelwandler verwenden:
> 
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/4/4e/Bidirektionaler_pegelumsetzer_wikide.svg

Besser das Gate an die 5V anschliessen, denn der FET braucht ja auch 
eine gewisse Gate Source Spannung zum öffnen. Mit Gate an 3.3V taugt es 
nur für Opendrain/Collector wie I2C.

[Max H. (hartl192)]

Lattice User schrieb:
> Besser das Gate an die 5V anschliessen,
Perfekt, dann schaltet der Fet die 5V-Vgs(th) an den 3.3V Eingang durch. 
Siehe Sourcefolger.
> denn der FET braucht ja auch
> eine gewisse Gate Source Spannung zum öffnen.
Er muss ja keinen Leistung-FET nehme, der erst ab Vgs=10V richtig 
durchschaltet.

[Lattice User (Gast)]

Max H. schrieb:
> Lattice User schrieb:
>> Besser das Gate an die 5V anschliessen,
> Perfekt, dann schaltet der Fet die 5V-Vgs(th) an den 3.3V Eingang durch.
> Siehe Sourcefolger.
>> denn der FET braucht ja auch
>> eine gewisse Gate Source Spannung zum öffnen.
> Er muss ja keinen Leistung-FET nehme, der erst ab Vgs=10V richtig
> durchschaltet.

Natürlich nicht, aber ein 2N7002 braucht auch 2V.

[Max H. (hartl192)]

Lattice User schrieb:
> Natürlich nicht, aber ein 2N7002 braucht auch 2V.
IRLML6244: Rds(on)=27mΩ @Vgs=2.5V
           Ugs(th)= (typ) 0.9V

[Lattice User (Gast)]

Max H. schrieb:
> Lattice User schrieb:
>> Natürlich nicht, aber ein 2N7002 braucht auch 2V.
> IRLML6244: Rds(on)=27mΩ @Vgs=2.5V
>            Ugs(th)= (typ) 0.9V

Mit anderen Worten, du brauchst für schnelle Low-High Flanken von 3.3 -> 
5V Seite eigentliche eine Gatespannung von 4.2 V

[Itern (Gast)]

http://playground.arduino.cc/Main/I2CBi-directionalLevelShifter

Im Abschnitt "Use two mosfets".

[Kaj (Gast)]

ui ui ui, so viel rege beteiligung, ich bin begeistert. :)
Ich werd auf jedenfall einige vorschläge ausprobieren.
Vielen dank an alle.

[U. M. (oeletronika)]

> Max H. schrieb:
> U. M. schrieb:
>> einfache Pegelanpassung bei moderaten Baudraten kann man wie im Bild
>> gezeigt machen.
> Nur leider funktioniert das nicht wenn:
> Kaj schrieb:
>> RX und TX sind zusammen auf eine Leitung gelegt
Hallo,
da hast du recht, dass mit dem "auf eine Leitung gelegt" habe ich 
ignoriert.

Ich meine aber, das Schaltung prinzipiell trotzdem funktioniert, denn 
man auf der 3,3V-Seite Rxd und Txd zusammen schaltet.

Damit der Pullup den Spannungteiler nicht unzulässig beeinflusst, sollte 
dieser etwas größer gemacht werden und der Spannungteiler bei Bedarf 
auch noch etwas niederohmiger.
Gruß Öletronika

[Kaj (Gast)]

Hey Leute,

wollte mal kurz rueckmeldung geben:
Hab das ganze jetzt mal mit einem BSS 138 ( 
http://www.reichelt.de/BSS-138-SMD/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=41437&artnr=BSS+138+SMD&SEARCH=bss138 
) aufgebaut und es funktioniert super, auch mit einer Baudrate von 
115,2k.

Vielen dank, fuer eure hilfe. :)