Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik S: Kleiner IC für 3.3V/5V UART levelshift


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von Alex C. (tuxedo0801)


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Hey,

das Thema gab es wohl schon in gefühlt millionenfacher Ausführung. Aber 
weder die Suche, noch das Wiki hat das ergeben was ich suche (vllt. 
gibt's das ja so auch gar nicht... ?!):

Was ich habe:

* Einen Mikrocontroller mit 3.3V Logik und einem UART
* Ein Device mit 5V Logik und UART-Anschluss
* 19200 Baud zwischen den beiden Teilnehmern

Beide Seiten gilt es mit einander zu verbinden (Der 3.3V Mikrocontroller 
ist afaik nicht 5V tauglich)

Die wohl einfachste Variante ist sicherlich ein Spannungsteiler. Aber 
der Unterton im Wikiartikel zum "Pegelwandler" sowie mein Bauchgefühl 
sagt: Das ist nicht DIE professionelle Lösung.


Was ich suche ist etwas von der Bauform ähnlich eines ADUM1201 (SOIC8) 
und dessen einfacher Beschaltung (eigtl. keine externen Bauteile) und 
der zuverlässigen Pegelwandlung zwischen 5V und 3.3V. Nur brauch ich 
eben die Trennung nicht. Der IC darf deswegen gerne etwas günstiger 
ausfallen als so ein teurer ADUM der sich hier zwar in dem 
Anwendungsfeld quasi zweckentfremden lässt, aber doch etwas "überteuert" 
ist (für den Umstand dass ich keine Trennung brauche).

Ich habe bisher das hier gefunden:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74lvc2t45.pdf

Optimale Bauform, günstiger Preis. Aber entweder 2x in die eine ODER die 
andere Richtung. Für die UART Verbindung brauch aber ich 1x hin und 1x 
zurück.

Kann mir jemand auf die Sprünge helfen und mit einen Tipp geben welcher 
Baustein passen könnte?

Gruß
Alex

von Marcel T. (petit_miner)


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Wie wärs mit einem MAX3233E?

von Thomas T. (knibbel)


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TXB0102

Klein genug?

Gruß,
Thomas

von Alex C. (tuxedo0801)


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> Wie wärs mit einem MAX3233E?

Wenn ich mich nicht täusche, dann hat der sage und schreibe 20 Pins... 
Für etwas das theoretisch mit 8 Pins auskommt?!
Preislich auch nicht ganz billig. Teurer als der ADUM ...

von Joachim B. (jar)


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muss invertiert werden?

wenn nicht Serien R 470 Ohm in die Leitungen und Ableitdiode BAT42 nach 
3,3V VCC auf der 3,3V Seite.

FETs als Pegelwandler geht ja auch

von Alex C. (tuxedo0801)


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> TXB0102

Schon besser, auch wenn preislich noch nicht optimal.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ein simpler Spannungsregler geht einwandfrei bis 115200 Baud. Aus je 
einem 2,2k Ohm und 1,5k Ohm Widetstand.

Für die andere Richtung ist in der Regel keine Spannungserhöhung nötig.

von Alex C. (tuxedo0801)


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Joachim B. schrieb:
> muss invertiert werden?
>
> wenn nicht Serien R 470 Ohm in die Leitungen und Ableitdiode BAT42 nach
> 3,3V VCC auf der 3,3V Seite.
>
> FETs als Pegelwandler geht ja auch

Ich war der Meinung ich hätte nach einem kleinen aber feinen IC gefragt 
:-(  Ein Bauteil, fertig.

von Arduinoquäler (Gast)


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Alex C. schrieb:
> Ich war der Meinung ich hätte nach einem kleinen aber feinen IC gefragt
> :-(  Ein Bauteil, fertig.

Ich wette mal dass du kein IC finden wirst das so klein
ist wie die entsprechende Anzahl von benötigten FETs zur
Pegeltrennunng / Pegelwandlung.

Die FET-Version ist klein und fein. Und sie braucht keine
Versorgung. Aber das willst du natürlich alles nicht hören
weil du nur das hören willst was du dir eingebildet hast.

von Plagiator (Gast)


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TXB0102 (DSBGA, 0,90 x 1,8mm); wenn der zu teuer ist, hast du wohl Pech 
gehabt oder musst Abstriche bei "klein und fein" machen.

von Alex C. (tuxedo0801)


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Arduinoquäler schrieb:
> Alex C. schrieb:
>> Ich war der Meinung ich hätte nach einem kleinen aber feinen IC gefragt
>> :-(  Ein Bauteil, fertig.
>
> Ich wette mal dass du kein IC finden wirst das so klein
> ist wie die entsprechende Anzahl von benötigten FETs zur
> Pegeltrennunng / Pegelwandlung.
>
> Die FET-Version ist klein und fein. Und sie braucht keine
> Versorgung. Aber das willst du natürlich alles nicht hören
> weil du nur das hören willst was du dir eingebildet hast.

Der Ton macht die Musik...

"Klein und fein" kann man unterschiedlich auslegen. Meine Auslegung 
hatte ich eingangs geschildert. Es muss nicht unendlich klein sein. Im 
Gegenteil. Sowas wie SOIC8, alles in einem Bauteil find' ich praktisch. 
Gut zu löten, ein Bauteil. Passt. Wenn's so ein Teil gibt (und die Suche 
nach ist Gegenstand dieses Threads) ist gut. Wenn nicht: Dann kann man 
das Begründen und ich seh's ein. Aber bitte nicht gleich "patzig" 
werden. Ich hab ja versucht höflich zu fragen. Falls mein

> Ich war der Meinung ich hätte nach einem kleinen aber feinen IC gefragt

zu patzig rüber kam: Sorry, war keine Absicht.

Zwei mögliche Kandidaten hab ich bereits:

* TXB0102 (im small-outline package)
* SN74CB3T3306 (scheint zumindest als würde der soweit passen)

Allerdings hätte ich mir einen kleineren Preis erhofft. Entweder ich 
finde da noch was günstigeres, oder ich nehm doch was ich Richtung 
Spannungsteiler/Transistor.

: Bearbeitet durch User
von Alex C. (tuxedo0801)


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Plagiator schrieb:
> TXB0102 (DSBGA, 0,90 x 1,8mm); wenn der zu teuer ist, hast du wohl Pech
> gehabt oder musst Abstriche bei "klein und fein" machen.

DSBGA ist mir zu klein... Gibt's aber auch in ein klein wenig größer:
http://www.digikey.de/product-detail/de/texas-instruments/TXB0102DCUR/296-22862-1-ND/1740009

Preislich noch nicht optimal, aber eine Überlegung wert. Mal schauen. 
Vielleicht hat ja noch jemand nen heißen Tipp oder ich find noch was.
oder zur Not halt doch die Widerstand-Lösung.

von Alex C. (tuxedo0801)


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Ich komme der Lösung näher. Hab mir den Wiki Artikel nochmal genauer 
angeschaut und bin auf den hier gestoßen:
https://www.fairchildsemi.com/datasheets/NC/NC7SZ08.pdf

Die 3.3V->5V Richtung kann ich direkt verbinden. Die andere Richtung, 
5V->3.3V, kann ich durch das Gatter jagen und hab somit einen "5V 
toleranten Eingang" am 3.3V Mikrocontroller nachgerüstet. SOT23 ist 
"klein aber fein" und von Hand bestens lötbar, und der Preis für das 
Teilchen passt auch.

Thema für's erste erledigt.

von Manfred (Gast)


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von Joachim B. (jar)


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Alex C. schrieb:
> Sowas wie SOIC8, alles in einem Bauteil find' ich praktisch.

2 R und 2 Dioden sind aber kleiner und auch gut zu löten

Dito 2 FETs und 4 R
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4e/Bidirektionaler_pegelumsetzer_wikide.svg/220px-Bidirektionaler_pegelumsetzer_wikide.svg.png

Alex C. schrieb:
> Hab mir den Wiki Artikel nochmal genauer
> angeschaut und bin auf den hier gestoßen:
> https://www.fairchildsemi.com/datasheets/NC/NC7SZ08.pdf

OK

Alex C. schrieb:
> Die 3.3V->5V Richtung kann ich direkt verbinden.

kommt halt drauf an, nicht jeder 5V Chip erkennt bei 3,3V high und bei 
pullups sollten 5V nicht auf die 3,3V Seite zurückwirken und da wären 
wir wieder bei meiner "Klemmschaltung"

von Manfred (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> Alex C. schrieb:
>> Die 3.3V->5V Richtung kann ich direkt verbinden.
> kommt halt drauf an, nicht jeder 5V Chip erkennt bei 3,3V high und bei
> pullups sollten 5V nicht auf die 3,3V Seite zurückwirken und da wären
> wir wieder bei meiner "Klemmschaltung"
Diese ganze Bastelpfuscherei macht keinen Sinn. Ich habe mir Platinchen 
mit dem Texas TXS0108 besorgt, in stationären Aufbauten habe ich damit 
klare Verhältnisse.

Das scheint Alex C. auch so zu sehen, sonst würde er nicht nach ICs 
suchen.

von Alex C. (tuxedo0801)


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> Diese ganze Bastelpfuscherei macht keinen Sinn. Ich habe mir Platinchen
> mit dem Texas TXS0108 besorgt, in stationären Aufbauten habe ich damit
> klare Verhältnisse.

> Das scheint Alex C. auch so zu sehen, sonst würde er nicht nach ICs
> suchen.

FullACK. Mich stört nur der Preis des IC ein klein wenig. Aber das ist 
jammern auf hohem Niveau.

Der Kompromiss ist das "nachrüsten" des 5V tauglichen Eingangs am µC. 
Damit sollten die Nachteile des Spannungsteiler etc. nicht auftreten. 
Vorteil gegenüber weiteren Nicht-IC-Lösungen: Nur ein Bauteil, klein und 
von Hand lötbar.

Das Gatter kostet weniger als die Hälfte des ICs und ich kann in meinem 
Fall mit Sicherheit sagen dass die 3.3V auf der 5V Seite sicher als HIGH 
erkannt werden.

Wenn ich mit bei der 3.3V HIGH-Erkennung unsicher wäre, würde ich auch 
den den TXS0108 setzen. Aber so passt der Kompromiss.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Manfred schrieb:
> Diese ganze Bastelpfuscherei macht keinen Sinn.

3,3V => 5V ohne Pegelwandler ist kein "Bastelpfusch", wenn die 
Spezifikation der 5V Seite das hergibt. Also beispielsweise, wenn sie 
mit TTL Pegel glücklich ist.

von Alex C. (tuxedo0801)


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A. K. schrieb:
> 3,3V => 5V ohne Pegelwandler ist kein "Bastelpfusch", wenn die

Ich glaube er bezog sich die die Spannungsteiler-Idee etc...

von (prx) A. K. (prx)


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Alex C. schrieb:
> Ich glaube er bezog sich die die Spannungsteiler-Idee etc...

Ebensowenig Bastelpfusch. Nur eine Frage des Stromverbrauchs.

Ich denke das bezieht sich auf den Serienwiderstand mit Klemmschaltung. 
Das ist schon etwas riskanter, nämlich wenn die 3,3V Seite in Powersave 
geht und die 3,3V dann vielleicht keine 3,3V mehr bleiben.

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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Alex C. schrieb:
> FullACK. Mich stört nur der Preis des IC ein klein wenig. Aber das ist
> jammern auf hohem Niveau.
Kommerziell oder Bastelanwendung?

> Wenn ich mit bei der 3.3V HIGH-Erkennung unsicher wäre, würde ich auch
> den den TXS0108 setzen. Aber so passt der Kompromiss.
Den habe ich Dir nicht vorgeschlagen, weil er 20 Beine hat. Ansonsten 
beim Chinesen des geringsten Misstrauens um 50ct zu haben.

Was der PCA9306 kostet, weiß ich nicht.

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