Logic Level Shifter
Page
Stránky / Softvér / LTspice IV /
Toto je simulácia prevodu logických úrovní medzi rôznymi systémami. Obvykle je treba pre Arduino napájané 5 V a senzor napájaný 3,3 V vložiť prepojovací mostík. Existuje niekoľko možností, pokiaľ sa jedná o prenos údajov len jedným smerom. Situácia je ale o dosť zložitejšia, ak má byť komunikácia obojsmerná. Existuje ale na to riešenie aj pre laikov, ktoré je prakticky zadarmo a bude fungovať.
Využívajú sa na to vlastnosti Mosfet tranzistorov, ktorý pri vhodnom zapojení dokáže túto komunikáciu zabezpečiť. Celý princíp je pomerne jednoduchý a na simulácii je vidno, ako najprv jedna strana pripája dátovú linku na GND a potom druhá. A výsledkom je, že sa napätie na oboch stranách linky dostáva tiež na nulu.
- 3,3 V - Táto strana je pripojená na gate mosfetu a drží ho v otvorenom stave. Cez rezistor je pripojený na source, čím ho drží na vysokej úrovni.
- 5 V - Táto strana je pripojená na drain mosfetu cez rezistor, čím ho drží na vysokej úrovni.
- Pripojenie dátovej linky na source strane na GND - Dátová linka sa dostane na úroveň 0. Keďže je gate otvorená, tečie prúd cez mosfet a poklesne na 0 aj na druhej strane.
- Pripojenie dátovej linky na drain strane na GND - Dátová linka sa dostane na úroveň 0. Keďže sa v mosfete nachádza ochranná dióda, zapojená v smere source-drain, potečie cez ňu prúd tým smerom a na druhej strane vďaka tomu poklesne napätie tiež na 0.
Poskladal som prototyp zapojenia podľa simulácie na bezkontaktnom poli. Mosfet som použil BS170, čo je malý mosfet v púzdre ako na bežné tranzistory. Fungovalo to presne podľa simulácie. Len si treba dať pozor na to, aby bolo na gate dostatočné napätie, aby sa mosfet otvoril. Podľa simulácie sa na týchto malých mosfetoch zdá, že hranica dostatočného otvorenia je okolo 2 V. Experimentálne mám overené, že napätie z NiMH batérie na to nestačí a napätie sa na druhej strane nezníži na úplnú nulu.
Dá sa s týmto zapojením pracovať aj medzi inými napäťovými úrovňami, rovnako dobré výsledky sa dosiahli pri kombinácii 9 V a 5 V.
13.06.2016