Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik CD4050 Levelshifter Versorgung spring


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von Daniel E. (everyday_fun69)


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Hallo in die Runde,

verzweifle grad bissel mit dem CD4050. Der soll 5 V Arduino Signale in 
3.3 V Signale wandeln.

Hab an PIN1 die 3.3 V und PIN8 GND mit Elko dran
Hab ich an PIN3 dem Eingang1  0 V (GND) - dann PIN2 auch 0V. Passt also
Hab ich an PIN 3 dem Eingang1 5 V mit 2,5 Hz - dann PIN2 mit 4 V 
Scheitel und die Versorgungsspannung springt von 3.3 V zu 4 V.

Die anderen unbenutzten Eingänge 2, 3, 4 , 5, 6 sind auf GND gelegt.

Jemand eine Idee?

Danke.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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Daniel E. schrieb:
> Jemand eine Idee?
>
> Danke.

Da fehlt wohl irgendwo ne Masseverbindung. Oder dein 3,3V sind nicht 
korrket angeschlossen. So einen Fehler hatte ich vor ein paar Tagen auch 
;-)

Ergänzung. Nimm besser den 74HC4050, das ist die schnelle HC Variante. 
Der originale CD4050 ist lahm.

: Bearbeitet durch User
von Steve van de Grens (roehrmond)


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Ein Schaltplan wäre gut gewesen, denn nicht jeder hat die Pinbelegung 
des IC im Kopf. Gerade weil sie ungewöhnlich ist.

> Hab ich an PIN3 dem Eingang1  0 V (GND) - dann PIN2 auch 0V.

> Die anderen unbenutzten Eingänge 2, 3, 4 , 5, 6 sind auf GND gelegt.

Ich dachte Pin 3 ist dein verwendeter Eingang und Pin 2 der Ausgang.

> Hab ich an PIN 3 dem Eingang1 5 V mit 2,5 Hz ...
> die Versorgungsspannung springt von 3.3 V zu 4 V.

Offenbar leitet eine ESD Schutzdiode Überspannung vom Eingang auf die 
Versorgung ab. Das sollte beim CD4050B aber nicht passieren. Bist du 
sicher, dass ein CD4050B vorliegt? Mache mal ein Foto vom IC.

von (prx) A. K. (prx)


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Falk B. schrieb:
> Der originale CD4050 ist lahm.

Seine 2,5 Hz schafft er gerade noch. ;-)

Beitrag #7542311 wurde vom Autor gelöscht.
von Daniel E. (everyday_fun69)


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Hallo,

Pin 1 3,3 V
Pin 2 Ausgang mit 0/ 4 V Scheitel
Pin 3 Eingang 0/ 5 V
Pin 8 GND

Masse passt, grad nochmal umgesteckt auf breadboard

von Daniel E. (everyday_fun69)


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>> Die anderen unbenutzten Eingänge 2, 3, 4 , 5, 6 sind auf GND gelegt.

Ich meinte eben die Eingänge dabei, nicht die Pins …

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Die ICs auf dem Foto sehen normal und richtig aus.

von Axel R. (axlr)


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Na wenn PIN1 (VCC) mit 3.3V betrieben wird und du am Eingang 5V anlegst, 
muss doch die Eingangsdiode leiten und je nach Innenwiderstand der 
Spanungsquelle wird diese dann angehoben. Ganz normal.

von (prx) A. K. (prx)


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Axel R. schrieb:
> Na wenn PIN1 (VCC) mit 3.3V betrieben wird und du am Eingang 5V anlegst,
> muss doch die Eingangsdiode leiten und je nach Innenwiderstand der
> Spanungsquelle wird diese dann angehoben. Ganz normal.

Schau dir das Datasheet vom CD4050 an. Dessen Eingänge sind anders 
gebaut als bei den CMOS üblich. Ebenao CD4049.

: Bearbeitet durch User
von Daniel E. (everyday_fun69)


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Axel R. schrieb:
> Na wenn PIN1 (VCC) mit 3.3V betrieben wird und du am Eingang 5V anlegst,
> muss doch die Eingangsdiode leiten und je nach Innenwiderstand der
> Spanungsquelle wird diese dann angehoben. Ganz normal.

Nö, sollte eigentlich nicht …
https://www.build-electronic-circuits.com/4000-series-integrated-circuits/ic-4050/

von Daniel E. (everyday_fun69)


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Noch ein Bildchen …
IC wurde eben getauscht, Same shit

von Falk B. (falk)


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Daniel E. schrieb:
> Noch ein Bildchen …
> IC wurde eben getauscht, Same shit

Dein Kabel sehen verdächtig aus, vor allem das weiße mit dem dicken 
Lötzinn. Vermutlich macht eins keinen Kontakt.

von Axel R. (axlr)


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Nee - muss gehen, prinzipiell. Ist ja extra dafür gebaut worden. Da gibt 
es keine Diode, die nach VCC leitet. Sorry
Das einzige, was sein kann ist: die 3V3 sind zu wenig.

Hab ich das Bild wieder vergessen, zu beschneiden - menno...

: Bearbeitet durch User
von Daniel E. (everyday_fun69)


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Falk B. schrieb:
> Daniel E. schrieb:
>> Noch ein Bildchen …
>> IC wurde eben getauscht, Same shit
>
> Dein Kabel sehen verdächtig aus, vor allem das weiße mit dem dicken
> Lötzinn. Vermutlich macht eins keinen Kontakt.

Täuscht auf dem Bild, Kabel haben kein Lötzinn dran, weißes Kabel grad 
gewechselt und umgesteckt, Same shit

Ich versteh es nicht …

von Daniel E. (everyday_fun69)


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Axel R. schrieb:
> Nee - muss gehen, prinzipiell. Ist ja extra dafür gebaut worden. Da gibt
> es keine Diode, die nach VCC leitet. Sorry
> Das einzige, was sein kann ist: die 3V3 sind zu wenig.
>
> Hab ich das Bild wieder vergessen, zu beschneiden - menno...

Hab die 3,3 vom Board genommen und dann 1x mit 3,3 V Wandler mit den 5 V 
vom Board versorgt

Same shit …

von Joachim B. (jar)


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Daniel E. schrieb:
> Noch ein Bildchen …

also wird ein nano 328p mit 5V verwendet, besser wäre ein Levelshifter 
für bi-dir
https://www.ebay.de/itm/374537271335

oder simpler ein Spannungsteiler für uni-dir

von Uuu B. (hansdampf2)


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Interessanter Fehler... Überspannung am Eingang sollte beim CD4050B/BE 
tatsächlich nicht auf VCC durchschlagen - entweder das Datasheet ist 
fehlerhaft oder der Versuchsaufbau! Ich würde allerdings die 
Versorgungsspannung überprüfen, vielleicht nicht stabil genug bei 
Lastwechsel...

von (prx) A. K. (prx)


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Uuu B. schrieb:
> entweder das Datasheet ist fehlerhaft

Levelshifter mit 4049/4050 sind etablierte Schaltungstechnik.

von Uuu B. (hansdampf2)


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(prx) A. K. schrieb:
> sind etablierte Schaltungstechnik

sehe ich auch so, hab nur eine Hintertür offen gehalten ;-)

von Daniel E. (everyday_fun69)


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> Versorgungsspannung überprüfen, vielleicht nicht stabil genug bei
> Lastwechsel...

Hab den Nano jetzt mal mit 9 V Block versorgt und vom Nano die 3,3 V 
genommen, same shit

Dann kleinen 3,3 V Regler an die 9 V separat angeschlossen, same shit

: Bearbeitet durch User
von Uuu B. (hansdampf2)


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Auf Deinem Steckbrett hast Du einen blauen DDR-Einstellregler - schließe 
den dochmal an 5V & GND und den Schleifer an einen Levelshifter-Eingang. 
Dann hochdrehen und den Ausgang beobachten. Nur so als Idee, sonst weiß 
ich auch nicht weiter. Murphy sitzt in der Ecke :(

von Manfred P. (pruckelfred)


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Daniel E. schrieb:
> verzweifle grad bissel mit dem CD4050. Der soll 5 V Arduino Signale in
> 3.3 V Signale wandeln.

Die Verzweifelung sei Dir gegönnt. Es gibt den TXS0108 günstig als 
Platinchen vom Chinamann (natürlich auch roh), der ist dafür gedacht und 
funktioniert einfach.

Unidirektional kann man 74HCT125 einsetzen, wenn z.B. einer der 
China-MicroSD-Adapter korrekt angefahren werden soll. Die Gegenrichtung 
mit 74LVC125 ist auf den üblichen MicroSD-Platinen drauf.

von Daniel E. (everyday_fun69)


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>
> Die Verzweifelung sei Dir gegönnt. Es gibt den TXS0108 günstig als
> Platinchen vom Chinamann (natürlich auch roh), der ist dafür gedacht

Hab den 4050 extra bestellt und der soll auf eine Leiterplatte bestückt 
werden

von Falk B. (falk)


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Daniel E. schrieb:
> Hab den 4050 extra bestellt und der soll auf eine Leiterplatte bestückt
> werden

Na dann tu das. Du hast in deinem Aufbau einen systematischen Fehler, 
den du noch nicht gefunden hast. Finde in. Zerlege deinen Testaufbau 
KOMPLETT! Steck den IC an einer anderen Stelle aufs Steckbrett. Nutze 
neue, gute Kabel die den richtigen Durchmesser haben, um den IC 
anzischließen. Setze den Eingang mittels Kabel auf LOW/5V, nicht per 
Arduino und miss dann den Ausgang bzw. die 3,3V am IC.

von Peter D. (peda)


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Du kannst ja mal in den Eingang einen 100k in Reihe schalten, ob da 
wirklich Strom reinfließt. Der 100k sollte die VCC nicht mehr anheben 
können.

Ich vermute aber auch einen anderen Effekt.

von Clemens L. (c_l)


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Bitte überprüfe an einem ausgebauten Chip, ob von Pin 3 zu Pin 1 ein 
Strom fließen kann, oder ob von Pin 16 zu Pin 8 ein Strom fließen kann. 
Wenn ja, dann ist das kein CD4050B.

von Daniel E. (everyday_fun69)


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Habe gerade mal meinen Arbeitskollegen zusätzlich genötigt und wir haben 
an dem Ausgang einen drei Kiloohm Last Widerstand dran gebaut.

Damit kommen laut Multimeter bei dauernd EIN 3,3 V raus und wenn ich den 
Widerstand trenne 4 V.

Guck ich heute Abend nochmal mit Oszi selber nach

von Uuu B. (hansdampf2)


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Aha, nicht dokumentierte Leckströme im 4050! Also doch Hintertür ;-) 
Dann wissen wir ja Bescheid, immer mit Last betreiben... Das erklärt 
auch, warum bei den Angaben im Datenblatt Uin immer kleiner als VCC ist. 
Jetzt nur noch klären, ab welcher Last das Ganze sicher funktioniert, 
dann haben wir alle dazugelernt. Für die weitere Verwendung in Deiner 
Schaltung ist es womöglich kein Problem das Ganze ohne zusätzlichen 
Lastwiderstand zu betreiben, wenn der Ausgang in irgendein anderes IC 
gespeist wird - dort wird eine zu hohe hochohmige Spannung sicher 
begrenzt. Also poste uns, ob es auch mit einer Last (inklusive Meßgerät) 
>33 kOhm (Leckstrom <100µA) funktioniert!

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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Daniel E. schrieb:
> und wenn ich den
> Widerstand trenne 4 V.

Also am Ausgangspin ist noch eine geheime Last gegen 5V, die ihn 
hochzieht.
Die Ausgänge haben Schutzdioden gegen VCC, die somit die VCC hochziehen 
können.

von Daniel E. (everyday_fun69)


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Das Ding macht mich wahnsinnig 😈

Bei statisch 5 V Input und folgenden R Werten am Ausgang gegen GND 
folgende Werte:

2,7 K macht 3,3 V Ausgang und Versorgungspannung 4 V

5,1 K macht 3,65 V Ausgang und Versorgungspannung 4 V

10 K macht 3,83 V Ausgang und Versorgungspannung 4 V

So ein blödes Ding …

von Uuu B. (hansdampf2)


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Was passiert eigentlich, wenn an den 3,3V vom Spannungsregler (VCC) noch 
etwas dranhängt - z.B. 1k gegen Masse, VCC somit nicht höher steigen 
sollte?

von Bernhard D. (pc1401)


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Die Drähte auf dem Foto scheinen mir zu dick zu sein für das Steckbrett. 
Sicher, dass die Kontakte nicht ausgeleiert sind und Beinchen in der 
Luft hängen?

von Stephan S. (uxdx)


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Die Ausgänge des 4050 bzw. 4049 sind CMOS-push-pull, da darf eine Last 
eines normalen DMM eigentlich keine Rolle spielen und man braucht keine 
zusätzliche Last, siehe 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/616041/Zwischenablage01.png

Ich habe das gerade mal in einem ZIF-Sockel aufgebaut (mangels 4050 mit 
einem 4049), das Teil verhält sich so wie gefordert: Wenn Vcc 3.3 Volt, 
dann ist auch Vout 3.3 Volt (Innenwiderstand DMM: 10 MOhm)

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


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Manfred P. schrieb:
> Daniel E. schrieb:
>> verzweifle grad bissel mit dem CD4050. Der soll 5 V Arduino Signale in
>> 3.3 V Signale wandeln.
>
> Die Verzweifelung sei Dir gegönnt. Es gibt den TXS0108 günstig als
> Platinchen vom Chinamann (natürlich auch roh), der ist dafür gedacht und
> funktioniert einfach.

Der CD4050 ist der kanonische Pegelwandler von 5V auf 3.3V. Der 
funktioniert auch einfach. OK, nicht für den TE, aber das liegt mit 
Sicherheit nicht am CD4050. Da ist es es eine großartige Idee, ihm einen 
anderen Pegelwandler vorzuschlagen. Und falls er den auch nicht zum 
Laufen bekommt, noch eine dritten, oder was?

Nein, Fehlersuche ist angesagt. Und zwar systematisch und zielgerichtet.


Bernhard D. schrieb:
> Die Drähte auf dem Foto scheinen mir zu dick zu sein für das
> Steckbrett.
> Sicher, dass die Kontakte nicht ausgeleiert sind und Beinchen in der
> Luft hängen?

Ich habe auch das Steckbrett im Verdacht. Und zwar nicht so sehr 
Wackelkontakt, sondern eher unbeabsichtigter Kurzschluß.

Wenn sein 5V-Logikpegel z.B. auf die 3.3V Versorgung einkoppeln würde, 
dann würde das ganz zwanglos alle Symptome erklären. Praktisch alle 
Spannungsregler erlauben es, daß ihre Ausgangsspannung über den Nennwert 
angehoben wird. Und wenn die Versorgungsspannung des CD4050 höher als 
3.3V ist, dann liefert er auch einen höheren H-Ausgangspegel.

Man kann das ganz einfach überprufen, indem man das 5V Signal über einen 
hochohmigen Widerstand ankoppelt. Das wurde auch schon vorgeschlagen, 
aber offensichtlich nicht gemacht.

Zwei Dinge noch. Die sind zwar nicht ursächlich für das derzeitige 
Problem, sollten aber trotzdem beachtet werden. Ein Elko eignet sich 
nicht als Abblockkondensator. 100nF keramisch ist weit besser. Und 
unbenutzte Eingänge von CMOS-IC gehören immer auf ein festes 
Potential. Hier z.B. auf GND. Auf dem o.g. Bild sind alle Eingänge des 
CD4050 offen!

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