Verwenden eines einzelnen Widerstands zum Empfangen eines 5-V-Signals am 3,3-V-Nennstift

Question

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Ich habe nach Möglichkeiten gesucht, ein 5-V-Signal am Eingangspin sicher zu empfangen, das nur ein 3,3-V-Eingangssignal unterstützt. Ich bin auf einen Artikel gestoßen, der besagt, dass es möglich ist, nur einen einzigen 10k Ohm Widerstand zu verwenden, um dies zu erreichen. Ich kann verstehen, wie dies verhindern kann, dass zu viel Strom durch die Schottky-Diode fließt, aber ich bin immer noch skeptisch, dass dieser Widerstand den notwendigen Spannungsabfall für das Signal erzeugen würde, das weiter in die MCU geht, da der Widerstand des Widerstands hinter den Dioden liegt ist viel höher als 10k.

Funktioniert der 10k-Widerstand für diesen Zweck und wenn ja, welchen Spannungsabfall würde er erzeugen?

Vielen Dank.

Answer 1

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Wenn Sie es ernst meinen, zuverlässige Designs mit heutigen Chips mit hoher Dichte zu bauen, sollten Sie niemals eine Spannung an einen Pin anlegen, die den im Abschnitt mit den maximalen Nennwerten des Datenblatts des Herstellers angegebenen Bereich überschreitet.

Menschen, die kostengünstige Abkürzungen fördern, wie den einheitlichen 10K-Widerstandswiderstand zum Isolieren eines 3,3-V-Eingangs von einer 5-V-Quelle, nehmen es nicht ernst, zuverlässige Elektronik zu bauen, die lange halten kann, es sei denn Verwenden eines Geräts, dessen E / A-Pins eine Toleranz von 5 V dokumentiert haben.

Es gibt eine Vielzahl verschiedener Chips, die entweder mit 5 V-toleranten Eingängen oder für einen ordnungsgemäßen Pegel von 5 V bis 3,3 V ausgelegt sind. Verwenden Sie eine davon, oder wenn Sie etwas Billigeres mit geringerer Bandbreite wünschen, können Sie zwei Widerstände an jedem Eingang als Spannungsteiler verwenden, um die 5 V auf 3,3 V zu senken.

Answer 2

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Dies kann funktionieren, wenn der Mikrocontroller über dieselben Schutzdioden verfügt, die im Artikel gezeigt werden. Tatsächlich hat Microchip vor einigen Jahren einen App-Hinweis veröffentlicht, in dem gezeigt wurde, wie die Phase Ihres 120-V-Netzes erfasst wird, indem der 120-V-Wechselstrom über einen Widerstand mit dem PIC-Pin verbunden wird! Es war eine X10-Kommunikationsanwendung ...

Die Verwendung der internen Schutzdioden auf diese Weise ist jedoch etwas lückenhaft. Es schränkt auch zukünftige Designänderungen ein, z. B. wenn Sie den Mikrocontroller austauschen möchten.

Wenn Sie nur Daten an diesem Pin empfangen und nicht senden, ist dies eine großartige Anwendung für einen Spannungsteiler . Sie können ziemlich große Widerstände wählen, um Energieverschwendung zu minimieren ...

Viel Glück!

Answer 3

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Ja ... und nein ...

(5 V - 3,3 V) / 10 k = 170 uA

Der Strom fließt durch die Schutzdioden. Wenn sich das Mikro im Tiefschlaf befindet oder möglicherweise sogar zurückgesetzt wird, verbraucht es weniger. Wenn keine anderen Lasten diesen Strom verwenden, steigt die 3V3-Versorgungsspannung auf einen Wert nahe 5V. Wenn das Mikro zu diesem Zeitpunkt ein 3,3-V-Teil ist, stirbt es ab, andere 3V3-Teile auf derselben Schiene sterben möglicherweise ebenfalls ab ...

Es kann auch eine ESD-Diode usw. einrasten oder kaputt machen, wie in den anderen Antworten erläutert.

Wenn Sie nicht µA sparen, funktioniert ein Spannungsteiler einwandfrei. Beachten Sie jedoch, dass der zusätzliche Widerstand die Interaktion mit der Kapazität des Pins verlangsamt. Tun Sie dies also nicht bei einem 10-MHz-Signal! Es ist okay für langsame Sachen.

Wenn dies batteriebetrieben ist und Sie µAmps sparen möchten oder die Geschwindigkeit benötigen, ist ein 74LVC-Logikgatter eine gute Wahl, wenn es mit 3V3 betrieben wird, sind seine Eingänge 5V-tolerant und verbrauchen dabei sehr wenig statische Leistung sehr schnell.

Möglicherweise können Sie auch die Signalquelle hacken. Wenn es sich um einen Open Drain / Open Collector-Ausgang handelt, setzen Sie einfach den Pullup von 3V3 anstelle von 5V, das Problem wurde behoben.

Answer 4

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Ich werde Ihnen eine sehr einfache Lösung geben.

Fügen Sie einen weiteren an die Erde angeschlossenen Widerstand hinzu, der den größten Teil des Stroms, über den Sie sich Sorgen machen, an die Erde zieht. Natürlich sollte der Wert des Widerstands viel kleiner sein als die Eingangsimpedanz Ihres Port-Pins.

Mit anderen Worten, verwenden Sie die beiden Widerstände als Widerstandsspannungsteiler, der um 5 V auf 3,3 V abfällt. Verbinden Sie dann den Punkt, an dem sich die beiden Widerstände treffen, mit dem GPIO der MCU.

Answer 5

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Verwenden Sie einen 10K-Widerstand vom Ausgang des 5-V-Chips zum Eingang des 3,3-Volt-Chips.Schließen Sie dann die 3,3-Volt-Zenerdiode an den Eingang des 3,3-Volt-Chips an.Anode gegen Masse und Kathode gegen 3,3 Volt Eingang.Tatsächlich haben Sie einen Spannungsregler erstellt.Der Eingang des 3,3-Volt-Chips wird niemals 3,3 Volt überschreiten, so dass es absolut sicher ist, in diesem Modus zu arbeiten.Wenn Sie in die andere Richtung gehen, sollte ein 5-Volt-Eingang einen hohen Zustand bei 3,3 Volt anzeigen.