War das nicht umgekehrt?
Das I²C-Signal muss für die Lebenserwartung des Sensors auf 3,3 V gedrück werden.
Und der Mega328 braucht das I²C-Signal mit mindestens 3,2 V (rechnet man die Toleranzwerte nach Datenblatt).
Meine Theorie geht zwar in die Richtung, dass man zumindest einen Versuch wagen kann, ob die gegebene Kombination von Sensor und AtMega eventuell zusammen spielt, wenn die beiden I²C-Leitungen mit PullUps nach 3,3 V versehen werden, sicherer (im Sinne von Erfolg versprechender) ist aber, zwei FETs und zwei zusätzliche Widerstände zu spendieren und einen Pegelwandler nach der Appnote von Philipps (jetzt NXP) dazwischen zu schalten.
Den Tipp mit der Appnote bzw. den beiden FETs habe ich von Günter und Richard (siehe hier und ff: https://www.roboternetz.de/community...l=1#post493717).
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