Pegelwandler 3,3V <->5V bidirektional mit Belastung

[Marcel L. (superhans)]

Tag zusammen,

ich benötige für ein Projekt eine Pegelwandlung für ein Steuersignal.
Der Controller gibt 3,3V aus bzw. liest 3,3V Signale ein. Diese sollen 
auf 5V gebracht werden bzw. 5V Signale sollen zu 3,3V Signalen gewandelt 
werden.
Ich habe dazu einen N-Kanal Mosfet genommen und ihn wie im Anhang 
beschaltet (Zeichnung von wikipedia). Das Wandeln der Signale klappt in 
beide Richtugen wunderbar.
Jetzt möchte ich an die 5V aber eine Last anhängen. Zum Beispiel ein 
Relais welches 5V benötigt und einen Strom von 40mA. Testweise auch 
einfach eine LED. Es geht sich um das grundsätzliche Verständniss.
Wenn ich nun 3,3V an Ua anlegen messe ich zunächst 5V an Ub. Klemme ich 
eine LED an Ub an bricht die Spannung von zusammen. Verständlicherweie 
da ich ja nun einen Spannungsteiler habe.
Wie sähe nun die professionelle weitere Schaltung aus? Mit den 5V wieder 
einen Transistor schalten oder ein anderes Verhältnis der Widerstände?

Gruß

[Max H. (hartl192)]

Marcel L. schrieb:
> Verständlicherweie
> da ich ja nun einen Spannungsteiler habe.
Das ist kein Spannungsteiler, das ist ein Mosfet in Gateschaltung.
> Mit den 5V wieder
> einen Transistor schalten oder ein anderes Verhältnis der Widerstände?
Den Transistor direkt an den 3.3V IO, außer es ist ein MOSFET der min 
4.5V Vgs benötigt. Eine Relaisspule oder LED braucht je keinen 
bidirektionalen Pegelwandler.
Da eine Gateschaltung eine Stromverstärkung von ca. 1 hat wird das mit 
dem Relais sowieso nicht ohne zusätzlichen Transistor gehen wenn dein 
3.3V IO die 40mA nicht aufnehmen kann...

[Marcel L. (superhans)]

Max H. schrieb:
> Den Transistor direkt an den 3.3V IO, außer es ist ein MOSFET der min
> 4.5V Vgs benötigt. Eine Relaisspule oder LED braucht je keinen
> bidirektionalen Pegelwandler.

Hallo Max,

danke für deine Antwort.
Das wäre natürlich eine Möglichkeit. Allerdings kann ich dann keine 5V 
Signale einlesen. Das wiederum könnte ich natürlich über einen 
Spngs.-Teiler machen, aber ich hatte halt gehofft ich könnte 2 Fliegen 
mit einer Klappe schlagen.

[Max H. (hartl192)]

Ich denke kaum, dass du mit dem selben Pin ein Relais schalten und ein 
5V Signal einlesen willst. Sollte der IO den nötigen Strom aufnehmen 
können kannst du die LED/Relaisspule zwischen 5V Ausgang und +5V 
schalten, also parallel zu R2.

[Marcel L. (superhans)]

Max H. schrieb:
> Den Transistor direkt an den 3.3V IO, außer es ist ein MOSFET der min
> 4.5V Vgs benötigt. Eine Relaisspule oder LED braucht je keinen
> bidirektionalen Pegelwandler.

Nein es ist ein N-Kanal BS108 oder BSS138 falls ich es hinbekommen SMD 
zu löten.

Max H. schrieb:
> Ich denke kaum, dass du mit dem selben Pin ein Relais schalten und ein
> 5V Signal einlesen willst.

Ich möchte die Platine gerne so designen, dass ich für Anwendungsfall A) 
5V einlesen kann und für den Fall B) 5V ausgeben kann.

[Joachim B. (jar)]

Marcel L. schrieb:
> Ich möchte die Platine gerne so designen, dass ich für Anwendungsfall A)
> 5V einlesen kann und für den Fall B) 5V ausgeben kann.

dann trenne In und Out

dein Pegelwandler scheint ja für dich zu funktionieren, kann in oder 
out,

aber nach out könnte ein Treiber geschaltet werden, z.B. 74HC4050 der 
pro Ausgang den nötigen Strom für eine LED liefert ! (aber eigentlich 
braucht dieser dann deinen Pegelwandler nicht)

vor 3,3V in könnte ein Wandler geschaltet werden, z.B. 74HC4050 der an 
3,3V Vcc sogar 15V in verträgt und nur 3,3V ausgibt (und auch dafür 
brauchts dann diesen Pegelwandler nicht)

[Marcel L. (superhans)]

Hallo Joachim,

auch danke für deine Antwort. Das würde bedeuten ich nutze einen 
Pegelwandler um danach bzw. davor noch einen Pegelwandler zu nutzen, 
sehe ich das richtig? In dem Fall wäre die Nutzung meines Wandlers 
quatsch, da stimme ich dir zu ;-).

Gäbe es auch eine 24V Version vom 74HC4050. Also aus 24V --> 3,3V.

Wenn ich hochohmig einen Spannungsteiler nehme reicht dieser doch zum 
"wandeln" auf 3,3V oder ist der Pegelwandler sinnvoller?