Aumenta da 3,3 V a 5 V per I / O digitale

Normalmente uso un Arduino per i miei progetti perché ha ingressi e uscite a 5 V e ha Vin a 5 V in modo da semplificare la vita quando si interfaccia con componenti a 5 V. Per questo progetto voglio usare un Raspberry Pi perché voglio collegarlo a un display. Il Pi è alimentato da 5V, quindi è abbastanza facile. Ha comunque 3.3VI / O pin e i dispositivi con cui voglio interfacciare sono 5V.

Ho un dispositivo con un pin di ingresso 5V, che deve essere guidato a 5V. Il dispositivo ha un pin di uscita a 5 V, che il dispositivo guida a 5 V quando emette.

In precedenza ho convertito in modo bidirezionale tra dispositivi da 5 V e 3,3 V, ma con un cambio a livello logico attivo BASSO. Il circuito è quello tipico con un transistor e un diodo e due resistori pull-up. Questa applicazione richiede ALTO attivo. Per fortuna questo progetto non richiede I / O bidirezionali.

Per la direzione da 5 V a 3,3 V, funzionerà un partitore di tensione grezza.

Per la direzione da 3,3 V a 5 V, tuttavia, non conosco una soluzione semplice. Ho fatto qualche ricerca e sembra che ci siano convertitori boost (convertitori boost DC-DC) ma per costruirli da componenti discreti ho bisogno di costruire un circuito PWM per guidare la commutazione.

Mi stavo solo chiedendo se ci fosse un modo più semplice per raggiungere questo obiettivo, con una complessità paragonabile al cambio di livello logico attivo basso.

Da quando Dave Tweed ha evidenziato il difetto nell'altra risposta, ho praticamente copiato la mia risposta al cambio a livello di singolo transistor di livello ... Nota anche l'interessante soluzione di Nicolas D nella domanda.

Ho alcune soluzioni (alcune soluzioni fornite da Microchip QUI ):

1) Connessione diretta: se Voh (tensione di uscita di alto livello) dalla logica di 3,3 V è maggiore di Vih (tensione di ingresso di alto livello), è sufficiente una connessione diretta. (è inoltre necessario per questa soluzione che Vol (tensione di uscita di basso livello) dell'uscita 3.3V sia inferiore alla Vil (tensione di ingresso di basso livello) dell'ingresso 5V). Questa soluzione viene spesso respinta a causa di margini insufficienti.

2) Se le condizioni di cui sopra sono vicine, è spesso possibile aumentare leggermente la tensione di uscita di alto livello con una resistenza di pull-up (a 3,3 V) e collegare direttamente i segnali.

3) La resistenza di pull-up può fornire una piccola quantità di aumento della tensione di alto livello. Per di più, è possibile utilizzare diodi e pull-up fino a 5 V. Il circuito mostrato non salirà fino a 5 V, ma aumenterà la tensione di ingresso di alto livello alla logica 5 V della quantità di una caduta di tensione del diodo (circa 0,7 V). Bisogna fare attenzione con questo metodo che si ha ancora un basso livello valido poiché anche questo è aumentato di una caduta di diodi. I diodi Schottky possono essere utilizzati per un leggero aumento della tensione di alto livello, riducendo al minimo l'aumento indesiderato della tensione di basso livello. Fare riferimento alla nota dell'app sopra menzionata per ulteriori informazioni su questo circuito .:

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

4) Se è possibile gestire un'inversione logica (e non richiede pull-up attivo), è possibile utilizzare un mosfet e una resistenza pull-up:

^{simula questo circuito}

5) Ci sono anche molte soluzioni ic logiche come: MC74VHC1GT125 che è un "Noninverting Buffer / CMOS Logic Level Shifter con LSTTL − Compatible Inputs" in un pacchetto SOT23-5 o SOT-353. Piccolo semplice e abbastanza economico. L'uso di questa soluzione dovrebbe includere anche un condensatore di disaccoppiamento vicino all'IC.