Збільшити від 3 до 5 В для цифрового вводу / виводу

Зазвичай я використовую Arduino для своїх проектів, оскільки він має 5 В входів і виходів і має 5 ВВ, що робить життя дуже легким при взаємодії з 5В компонентами. Для цього проекту я хочу використовувати Raspberry Pi, тому що я хочу підключити його до дисплея. Pi працює від 5В, так що це досить просто. Він має 3.3VI / O штифти, але пристрої, з якими я хочу взаємодіяти, є 5V.

У мене є пристрій з вхідним штифтом 5 В, який потрібно перевести на 5В. У пристрої є вихідний штифт 5В, який при виході на нього приводить до 5В.

Я раніше перетворював двосторонній пристрій між 5 В та 3.3 В, але це було з логічним перемикачем рівня, який був активним НИЗКО. Схема є типовою з транзистором і діодом і двома підтягуючими резисторами. Ця програма вимагає активного ВИСОКОГО. Цей проект, на щастя, не вимагає двонаправленого вводу / виводу.

Для напрямку від 5 В до 3,3 В працюватиме сирий дільник напруги.

Для напрямків від 3 до 5 В, однак, я не знаю простого рішення. Я здійснив деякий пошук, і, здається, є прискорені перетворювачі (DC-DC boost converters), але для їх побудови з дискретних компонентів мені потрібно побудувати схему PWM для керування комутацією.

Мені було просто цікаво, чи існує простіший спосіб досягти цього, зі складністю, порівнянною з активним перемикачем низького логічного рівня.

З тих пір, як Дейв Твід вказував на недолік в іншій відповіді, я в основному скопіював свою відповідь на рівень одиночного транзистора вгору на зсув ... Зауважте також цікаве рішення Ніколяса Д. у питанні.

У мене є кілька рішень (деякі рішення, які надає Microchip ТУТ ):

1) Пряме підключення: Якщо Voh (високий вихідний напруга) з вашої 3,3 В логіки більше, ніж Vih (вхідна напруга високого рівня), все, що вам потрібно, це прямий зв'язок. (для цього рішення також потрібно, щоб Vol (вихідна напруга низького рівня) на виході 3,3 В був меншим, ніж Vil (низькочастотна вхідна напруга) 5В входу). Таке рішення найчастіше відхиляється через недостатню маржу.

2) Якщо вищезазначені умови близькі, часто можна трохи підвищити вихідну напругу високого рівня за допомогою підтягуючого резистора (до 3,3 В) та безпосередньо підключити сигнали.

3) Підтягуючий резистор може забезпечити невелику кількість підвищення напруги високого рівня. Для отримання додаткової інформації ви можете використовувати діоди та підтягувачі до 5В. Наведена схема не підніметься до 5В, але підвищить вхідну напругу високого рівня до логіки 5В на величину падіння напруги на один діод (приблизно 0,7 В). За допомогою цього методу слід бути обережним, щоб у вас все ще був дійсний низький рівень, оскільки це також піднімається одним краплею діода. Діоди Шоткі можуть використовуватися для незначного підвищення напруги високого рівня, мінімізуючи при цьому небажане збільшення напруги низького рівня. Детальну інформацію про цю схему див. У вищенаведеній примітці програми.

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

4) Якщо ви можете мати справу з логічною інверсією (і не вимагає активного підтягування), може бути використаний MOSFET і підтягуючий резистор:

^{моделювати цю схему}

5) Існує також багато логічних рішень, таких як: MC74VHC1GT125 - це "неінвертуючий буфер / CMOS-логічний перемикач рівнів з сумісними входами LSTTL" в пакеті SOT23-5 або SOT-353. Невеликий простий і досить недорогий. Використання цього рішення також повинно включати конденсатор роз'єднання, близький до ІС.