Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verfügbarer Bidirektionaler Pegelwandler 5V - 3,3V


von Marco (marco7)


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Hallo,

ich bin auf der Suche nach einem (im besten Fall) bidirektionalen 
Pegelwandler für 5V <-> 3,3V, der aktuell verfügbar ist. Letztes scheint 
das größere Problem zu sein.
Die Bidirektionalität ist hierbei wichtig, da ich auch einen I2C Bus 
darüber betrieben muss (neben weiteren einzelnen Verbindungen).
(3,3V Eingänge sind nicht 5V kompatibel und die 5V Eingänge haben 
teilweise zu hohe Grenzen für den High-Pegel, als dass 3,3V ausreichen 
würden).

Ich möchte hierbei allerdings nur den IC kaufen und in meiner Schaltung 
integrieren, keine bereits gelöteten Platinen wie HW-221.

Bestellen würde ich am liebsten über Reichelt (habe hier bereits andere 
Sachen geplant) oder evtl. Conrad.
Würde ungern ewig auf Lieferungen von weiter weg warten.

Habt ihr hierfür Empfehlungen? Konnte selber leider nichts passendes 
finden.

Schon mal vielen Dank für Eure Hilfe.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Nur Pegel Wandler oder mit galvanischer Trennung?

Die [ Beitrag "[V] .Dual bidirectional PCA9306 I2C-bus and SMBus voltage-level translator (30St/10€)" ] von Roger 
P, wurden leider bereits verkauft.

Und in was für einem Gehäuse? wie Schnell(Prp-Delay)?

Und nicht zuletzt wie viele?

Hätte da auch noch ein paar P82B715PN in SOIC8 an Lager...
Alternativ tut es auch 2 x  N-MosFET ;-)

: Bearbeitet durch User
von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

wenn du nach Levelshifter suchst hast du sicherlich mehr Erfolg. ebay 
bspw.. Ansonsten kann man das auch selbst aus 2 Transistoren und 4 
Widerständen nachbauen, was die vielen Levelshifter Boards auch zeigen.

TI TXB0104/0108 oder TXS0104/0108 sind dafür ungeeignet.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Marco schrieb:
> Die Bidirektionalität ist hierbei wichtig
"Bidirektional" bedeutet aber normalerweise bei Pegelwandlern lediglich, 
dass man mit einer speziellen Steuerleitung die Richtung der Bustreiber 
umschalten kann.

> auch einen I2C Bus
Da würde ich die übliche Mosfet-Schaltung nehmen. Das, was du im IC 
bekommst, ist im Grunde nichts anderes.
* https://assets.nexperia.com/documents/application-note/AN10441.pdf
* 
https://www.nxp.com/products/interfaces/ic-spi-i3c-interface-devices/voltage-level-translators:MC_43683

> (neben weiteren einzelnen Verbindungen)
Die sind aber jeweils nur unidirektional?

> der aktuell verfügbar ist. Letztes scheint das größere Problem zu sein.
Da ist das hier das Problem:
> Reichelt oder evtl. Conrad.
Da gibt es tausende:
* https://www.mouser.de/ProductDetail/NXP-Semiconductors/NTS0304EPWJ
* https://www.mouser.de/ProductDetail/NXP-Semiconductors/NVT2002DP118
* 
https://www.digikey.de/en/products/detail/nxp-usa-inc/NVT2002DP-118/2355938
* https://www.digikey.de/en/products/detail/onsemi/PCA9306USG/2652014

von Gerald B. (gerald_b)


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Die 2 Transistorlösung ist einfach, aber nicht besonders schnell. Für 
eine serielle Schnittstelle langt es, aber wenn es schnelles I2C mit bis 
zu 1 MHz, dann sehe ich schwarz.
Es gibt ja nicht nur Reichelt.
Mouser, Digikey, oder halt ein Chinese deines geringsten Misstrauens 
über Aliexpress. Wenn du beim Gehäuse flexibel bist und nicht auf DIL 
festgefahren bist, dann sollte das kein ernsthaftes Problem sein.

von Simon (Gast)


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Marco schrieb:
> Hallo,
>
> ich bin auf der Suche nach einem (im besten Fall) bidirektionalen
> Pegelwandler für 5V <-> 3,3V, der aktuell verfügbar ist. Letztes scheint
> das größere Problem zu sein.
> Die Bidirektionalität ist hierbei wichtig, da ich auch einen I2C Bus
> darüber betrieben muss (neben weiteren einzelnen Verbindungen).
> (3,3V Eingänge sind nicht 5V kompatibel und die 5V Eingänge haben
> teilweise zu hohe Grenzen für den High-Pegel, als dass 3,3V ausreichen
> würden).

Vielleicht hilft es ja schon die Masse des 3,3V Kreises um ca 0,7V, also 
eine Diodenflussspannung, anzuheben. Ist quick and dirty aber könnte 
funktionieren.

von Marco (marco7)


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Patrick L. schrieb:
> Nur Pegel Wandler oder mit galvanischer Trennung?

Ich benötige reine Pegel Wandler ohne gal. Trennung.

Patrick L. schrieb:
> Und in was für einem Gehäuse? wie Schnell(Prp-Delay)?

Am liebsten wäre mir ein DIP / DIL Gehäuse, aber notfalls wäre auch ein 
SMD Gehäuse ok. Die Geschwindigkeit sollte eher kein Problem sein, das 
schnellste wird wahrscheinlich eine serielle Verbindung mir 9600 Baud.

Patrick L. schrieb:
> Und nicht zuletzt wie viele?

etwa 5 - 10 Stück

Veit D. schrieb:
> Ansonsten kann man das auch selbst aus 2 Transistoren und 4
> Widerständen nachbauen

Ja, das habe ich auch schon überlegt bzw. vor einiger zeit in einem 
anderen Beitrag diskutiert mit dem Ergebnis, dass die meisten eher 
fertige ICs empfehlen würden.

Lothar M. schrieb:
> Da würde ich die übliche Mosfet-Schaltung nehmen.

Danke, das werde ich mir anschauen.

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

so unterscheidet sich das. Die Leute die ich kenne machen den 
Selbstaufbau mit Mosfets. Ich habe das auch schon gemacht. Man muss nur 
Kapazitätsarme N-Mosfets nehmen. Viele nehmen den ganz alten Typ BSS138. 
Aber der ist erstens hornalt und zweitens nicht einmal für unter 4,5V 
spezifiert. Deswegen hatte ich nach anderen geschaut und gefunden. 
BSH111BK, NX3008NBK, BSN20BK. Aber kauft mir bitte nicht alles leer. 
:-)
Habe den BSH111BK verbaut, I2C probiert bis 1MHz astrein, auch am Oszi 
sieht das gut aus.

von Clemens L. (c_l)


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Patrick L. schrieb:
> Die "[V] .Dual bidirectional PCA9306 I2C-bus and SMBus voltage-level
> translator (30St/10€)" von Roger P, wurden leider bereits verkauft.

Gibt es auch bei Reichelt.
(Der PCA9306 enthält aber auch nur drei MOSFETs.)

Veit D. schrieb:
> Viele nehmen den ganz alten Typ BSS138. Aber der ist erstens hornalt und
> zweitens nicht einmal für unter 4,5V spezifiert.

Bei Reichelt gibt es die moderneren BSS138BK (NXP) und BSS138G (onsemi), 
die auch mit < 3 V laufen.

von Marco (marco7)


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Veit D. schrieb:
> Viele nehmen den ganz alten Typ BSS138.
> Aber der ist erstens hornalt und zweitens nicht einmal für unter 4,5V
> spezifiert.

Könntest du mir bitte zeigen, wo du das liest? Ich habe folgende 
bestellt:

https://www.reichelt.de/mosfet-n-ch-50v-0-22a-0-36w-sot-23-bss-138-smd-p41437.html?&trstct=pos_0&nbc=1

von Stefan F. (Gast)


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Marco schrieb:
> Könntest du mir bitte zeigen, wo du das liest?

Dazu kommt, dass die maximal zu erwartende Vgs nicht spezifiziert ist. 
Der Transistor kann beliebig weit von Figure 5 abweichen.

von Marco (marco7)


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Stefan F. schrieb:
> Dazu kommt, dass die maximal zu erwartende Vgs nicht spezifiziert ist.
> Der Transistor kann beliebig weit von Figure 5 abweichen.

Alles klar, danke 👍

Dann werde ich nochmal andere nachbestellen müssen

von Marco (marco7)


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Clemens L. schrieb:
> Bei Reichelt gibt es die moderneren BSS138BK (NXP) und BSS138G (onsemi),
> die auch mit < 3 V laufen.

Dann wird es wohl einer davon. Aber welcher ist hier empfehlenswerter? 
Preislich (zumindest bei Reichelt) kostet der 138G fast doppelt so viel 
wie der 138BK und ist von den Werten her sogar schlechter, oder sehe ich 
das falsch?

BSS 138G ONS:
https://www.reichelt.de/mosfet-n-ch-50v-0-2a-0-225w-sot-23-bss-138g-ons-p219260.html?&trstct=pos_0&nbc=1

BSS 138BK NXP:
https://www.reichelt.de/mosfet-n-kanal-60-v-0-36-a-0-35w-sot-23-bss-138bk-nxp-p219200.html?&trstct=pos_0&nbc=1

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Marco schrieb:
> Clemens L. schrieb:
>> Bei Reichelt gibt es die moderneren BSS138BK (NXP) und BSS138G (onsemi),
>> die auch mit < 3 V laufen.
>
> welcher ist hier empfehlenswerter?
> Preislich (zumindest bei Reichelt) kostet der 138G fast doppelt so viel
> wie der 138BK und ist von den Werten her sogar schlechter, oder sehe ich
> das falsch?

Ich würde sagen, das siehst du falsch. Für den BSS138BK ist R_ds_on 
überhaupt nur für 10V spezifiziert. Für den BSS138G (den das Datenblatt 
BSS138LT1 nennt - LT für low threshold?) immerhin für 2.75V.

Aber praktisch werden sie sich wohl nichts nehmen. Du willst ja keine 
Leistungen schalten. Du kannst ruhig die maximale Threshold-Spannung als 
Anhaltspunkt nehmen. Der Drainstrom wird nur unwesentlich größer sein 
als der Wert bei dem diese gemessen wird.

von Stefan F. (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Du kannst ruhig die maximale Threshold-Spannung als
> Anhaltspunkt nehmen. Der Drainstrom wird nur unwesentlich größer sein
> als der Wert bei dem diese gemessen wird.

Die Threshold Spannung wird bei 250µA gemessen. Die Pull-Up Widerstände 
von einem I²C Bus sind in der Regel auf 1 bis 3 mA ausgelegt, dazu kommt 
die kapazitive Last der Leitungen.

Das ist viel mehr als
> unwesentlich größer

von Veit D. (devil-elec)


Angehängte Dateien:

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Hallo,

also bei onsemi gibt es kein BSS138-G. Mouser, DigiKey, Reichelt führen 
"G" aber es gibt keinen mit "G". Das ist mir zu undurchsichtig.

Nimm den nexperia BSS138BK und das funktioniert. Wenn du lieber einen 
fertigen IC verwenden möchtest kannst du das tun. Nicht das das falsch 
verstanden wurde.

... und eine kleine Übersicht zusammengestellt. Das soll und darf den TO 
aber nicht weiter verwirren.

Edit: Sorry für 3 Bilder, es zeigte mir nichts an das es hochgeladen 
ist.

: Bearbeitet durch User
von Bux Bunnie (Gast)


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Uch nehme einfach 2 300 Ohm Widerstaende und eine 3.3 V Z-Diode
in einer T-Schaltung.

Idt fol bidirektional!
Und fol einfach!

von H. H. (Gast)


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Bux Bunnie schrieb:
> Uch nehme einfach 2 300 Ohm Widerstaende und eine 3.3 V Z-Diode
> in einer T-Schaltung.
>
> Idt fol bidirektional!
> Und fol einfach!

Vor allem voll der Murks!

von Bux Bunnie (Gast)


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> es schnelles I2C mit bis zu 1 MHz
Lach, was manche so fuer schnell halten...
> Vielleicht hilft es ja schon die Masse des 3,3V Kreises um ca 0,7V, also
> eine Diodenflussspannung, anzuheben. Ist quick and dirty aber könnte
> funktionieren.
Das ist nicht quick&dirty sondern d00fer ardumurks.
Eine Masse heisst Masse weil es eine Masse ist.

von Bux Bunnie (Gast)


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> Vor allem voll der Murks!

Nein! Es funzioniert ja.
Und isse auch fol pillik.

von H. H. (Gast)


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Bux Bunnie schrieb:
>> Vor allem voll der Murks!
>
> Nein! Es funzioniert ja.

Bestenfalls zufällig.


> Und isse auch fol pillik.

Für die Katz!

von Bux Bunnie (Gast)


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> Bestenfalls zufällig.
Ich progammiere meine 3.3 V Picks damit sehr zuverlaessig.
Und fol schnell!

von H. H. (Gast)


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Bux Bunnie schrieb:
>> Bestenfalls zufällig.
> Ich progammiere meine 3.3 V Picks damit sehr zuverlaessig.
> Und fol schnell!

Und voll im Märchenland!

von Stephan S. (uxdx)


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Lothar M. schrieb:
>> auch einen I2C Bus
> Da würde ich die übliche Mosfet-Schaltung nehmen. Das, was du im IC
> bekommst, ist im Grunde nichts anderes.
> * https://assets.nexperia.com/documents/application-note/AN10441.pdf
> *
> 
https://www.nxp.com/products/interfaces/ic-spi-i3c-interface-devices/voltage-level-translators:MC_43683

Die gibt es z.B. bei E... mit pupp-R fertig auf Board zu kaufen, da 
werden meist BSS138 verwendet (Marking J1) z.B. 
https://www.ebay.de/itm/255283244121,

von Bux Bunnie (Gast)


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> Und voll im Märchenland!

Schade das ich grad kein Pick in QFN habe.
Den koennt ich in die Zwille tun und zur dir schiessen.
Sollst mal sehen wie der seine progammierte Flugbahn einhaelt!
Fol praezise.

von WoWe (Gast)


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Werfe mal den GTL2002 in die Runde. Bei Mouser und Digikey lagernd.

von H. H. (Gast)


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Bux Bunnie schrieb:
> Fol praezise.

Voll der Troll!

Kriech einfach wieder unter deinen Stein.

von Bux Bunnie (Gast)


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> Für die Katz!
Ne Katz iss nur unidirektional!
Wasse vorne frisst kommt hinten irgendwann raus.
Du hast eben keine Ahnung oder keine Katz.

> Kriech einfach wieder unter deinen Stein.

Nae, da isses heuer zu kalt.

>                Gefrierender Nebel
>    - _ -  -  -12(-17) °C
>     - _ -    ? 4 km/h
>    - _ -  -  1 km
>                0.0 mm

von Axel R. (axlr)


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von Marco (marco7)


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Veit D. schrieb:
> ... und eine kleine Übersicht zusammengestellt.

Vielen Dank :)

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Stefan F. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Du kannst ruhig die maximale Threshold-Spannung als
>> Anhaltspunkt nehmen. Der Drainstrom wird nur unwesentlich größer sein
>> als der Wert bei dem diese gemessen wird.
>
> Die Threshold Spannung wird bei 250µA gemessen.

Nicht im Datenblatt von OnSemi. Da wird bei 1mA gemessen.

> Die Pull-Up Widerstände
> von einem I²C Bus sind in der Regel auf 1 bis 3 mA ausgelegt

Eben.

von Forist (Gast)


Angehängte Dateien:

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Veit D. schrieb:
> Edit: Sorry für 3 Bilder, es zeigte mir nichts an das es hochgeladen
> ist.

Die Datei wird auch erst mit "Beitrag veröffentlichen"-Taste 
hochgeladen.
Vorher wird die ausgewählte Datei hinter der "Datei auswählen"-Taste 
angezeigt.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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H. H. schrieb:
> Voll der Troll!

Hm Hinz, jetzt mal ernstlich: Was bemängelst du daran? Ist gut 
beschaffbar und erledigt auch gleich einen halbwegs guten Schutz bei 
Steckgeschichten.

Vielleicht etwas niederohmiger machen.

---
Grundig hat früher 100ohm seriell als Schutz eingebaut und die waren 
echte Pfennigfuchser.

von Anonymus B. (anonymus_bugmenot)


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Gerald B. schrieb:
> Die 2 Transistorlösung ist einfach, aber nicht besonders schnell. Für
> eine serielle Schnittstelle langt es, aber wenn es schnelles I2C mit bis
> zu 1 MHz, dann sehe ich schwarz.

Ich habe damit erfolgreich WS2812B zum Laufen gebracht, die ein 
ähnliches Timingverhalten haben, also kein Problem!

von H. H. (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Hm Hinz, jetzt mal ernstlich: Was bemängelst du daran? Ist gut
> beschaffbar und erledigt auch gleich einen halbwegs guten Schutz bei
> Steckgeschichten.

Es geht nicht um Schutz.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Das weiß ich. Warum sollte der Spannungspegel falsch rauskommen?

von H. H. (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Das weiß ich. Warum sollte der Spannungspegel falsch rauskommen?

5V->3V geht, aber eben nicht umgekehrt.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Spice läuft im Café leider nicht, aber kurz überschlagen geht es. TI 
gibt für den PCF8574 eine Mindesteingangsspanung von 3,5V bei 5V Betrieb 
vor. Die erreicht man, wenn der Leckstrom durch die Zenerdiode nicht zu 
groß wird.

Nicht daß das meine bevorzugte Translatorschaltung wäre, ich sehe aber 
bei kurzer Betrachtung kein großes Problem.

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