I²c 3.3v <-> 5v

[-schumi-]

Mal eine Frage zu dem von dir verlinkten Wiki-Bild:

Wenn jetzt bei Ua 5V anliegt (also high), dann liegt doch Ub 4.3V an?! (also 5V - [Uf der Diode in T1, angenommen 0V7]). Ein 3.3V-IC der nicht 5V tolerant ist, ist doch dann im Eimer?! (Wenn er tolerant währe bräuchte man auch keinen Pegelwandler^^)

[EDIT]
Das hier kann ich besser nachvollziehen:

Thread: http://www.mikrocontroller.net/topic/92447

[robo_tom_24]

Wenn ich ehrlich bin - ich habs direkt von Wiki kopiert
Nur überflogen...
Aber deine Überlegung ist richtig, richtigerweise müssten dann die Seiten einfach getauscht werden - oder?

[Klebwax]

Mal eine Frage zu dem von dir verlinkten Wiki-Bild:

Wenn jetzt bei Ua 5V anliegt (also high), dann liegt doch Ub 4.3V an?! (also 5V - [Uf der Diode in T1, angenommen 0V7]). Ein 3.3V-IC der nicht 5V tolerant ist, ist doch dann im Eimer?! (Wenn er tolerant währe bräuchte man auch keinen Pegelwandler^^)

Ja, bei dem Bild sind die Spannungen vertauscht.

Aber, deine Rechnung ist so nicht richtig. Du hast den Widerstand R1 vergessen. An ihm fallen, wie in deiner Rechnung angenommen, nur dann 0V ab, wenn kein Strom fließt. Und kein Strom macht auch kein IC kaput.

Fließt aber ein Strom, ergeben sich folgende Verhältnisse: 3,3V Versorgung, dann die Substratdiode des 3,3V ICs (4V) dann die Substratdiode des FET (4,7V) und dann bleiben 0,3V für den Widerstand. Bei einem schon relativ kleinen Pullup von 1k fließt dann ein Strom von 0,3mA, meist aber weniger. Da die Substratdioden 5mA oder mehr aushalten, geht nichts kaput.

Schön ist das natürlich nicht, das Schaltverhalten wird sich verschlechtern. Es kann auch Latch-Up auftreten. So sollte man es also nicht machen.

5V tolerant heißt, man kann den Eingang an eine 5V Stromversorgung, im Extremfall mit Innenwiderstand 0, legen.

MfG Klebwax

[robo_tom_24]

Hallo
Danke für deine ausführliche Erklärung
Kann man die Schaltung somit für I²C einsetzen oder nicht?

[Klebwax]

Wenn man sie richtig aufbaut (schau in die Originalquelle THE I2C-BUS SPECIFICATION VERSION 2.1 gegen Ende) und die passenden FETs nimt ist das schon ok. Ich würde aber immer versuchen, ohne Pegelwandler auszukommen, also die Pullups an 3,3V und testen, ob alle am Bus damit klarkommen.

MfG Klebwax

[robo_tom_24]

Ok Danke!!!
Ich hatte ja sowieso vor die Widerstände am RN-Control mit einem Jumper von den 5V zu trennen, also je nach Einsatz die internen Pull Ups zu verwenden oder Externe gegen zB. 3.3V
Aber jetzt weiß ich auch wie man einen bidirektionalen Pegelwandler aufbaut, kann ja nicht schaden

[robo_tom_24]

Planänderung
Ich hab grad eine sehr gute Libary für Software I²C gefunden: klick mich
Ich werd jetzt einen 3V3 I²C Bus machen und einen 5V

Dazu hab ich aber eine Frage: kann ich mit dem Soft-I²C auch einen Interrupt auslösen? nein oder?

[Kampi]

Nein das geht nicht. Das Interruptsystem ist hardwaremässig realisiert. Du kannst da keinen Interrupt hinzufügen

[Klebwax]

Planänderung
Ich hab grad eine sehr gute Libary für Software I²C gefunden: klick mich
Ich werd jetzt einen 3V3 I²C Bus machen und einen 5V

Ich will meinen Controller nicht unbedingt in ner Schleife warten lassen

Du kannst dich an Problemen nicht vorbeimogeln. Entweder du bekommst den I2C Bus mit 3,3V in den Griff, oder du löst das Problem mit 2 Kommunikationskanälen, egal welcher Art, ob mit oder ohne Interrupt.

Nach meiner Erfahrung ist das zweite schwieriger. Es erfordert eigentlich mehrere Tasks oder Threads oder das Equivalent auf einem kleinen µC in Form von Interrupthandlern, Pollfunktionen und Statemaschinen. Das ist richtiges Systemdesign. Und die Probleme treten nur im Echtzeitbetrieb auf, wenn (Murphy) kein Debugger oder Logicanalyzer in der Nähe ist.

Die 3,3V vs 5V Geschichte läßt sich leicht auf dem Labortisch entwickeln und debuggen. Auch mit Gleichstrom kann man Lichtbogen erst mit mehr als 60V starten

Ich hab mal eine HCMOS (74HC14) Schaltung versehentlich am Labornetzteil gelassen, und für einige Stunden mit ca. 12V gearbeitet. Mir fiel nur der etwas hohe Ruhestrom auf. Der HC14 ging danach noch einwandfrei. Ob man ihn jetzt noch in einem Herzschrittmacher einsetzen sollte, stelle ich mal in Frage. Ebenso ob ein ein µC die ca. 2,5 fache Versorgung verträgt. Aber solange ein 3,3V Baustein mit 5V nur über Widerstände im kOhm Bereich in Verbindung kommt, wird es keine Probleme geben.

MfG Klebwax