Преобразование I2C 3,3 в 5,0 В

Хорошим документом по этому вопросу является двунаправленный переключатель уровня для шины I2C и других систем, в которых используется один MOSFET в качестве двунаправленного переключателя уровня.

Чтобы расширить ответ sivu, это обычное использование так называемых «переключателей шины», которые в основном представляют собой полевые МОП-транзисторы с логическим управлением. Использование дискретных МОП-транзисторов имеет некоторые недостатки (один из них — паразитная емкость/емкостная связь), и выбор хорошего МОП-транзистора может быть сложным. Коммутаторы шины оптимизированы для использования в высокоскоростных логических схемах.

Их производят несколько производителей, в том числе Fairchild, TI, IDT и Pericom. Взгляните на NC7SZ384 .

Среди прочего см. следующие приложения:

• Фэирчайлд АН-996
• ТИ SCDA003B
• ИДТ АН-157
• Периком АБ-008

Многие платы Arduino имеют встроенную поддержку для работы при напряжении 3,3 В. На самом деле все они могут работать при напряжении 3,3 В, и схема микросхемы FTDI объясняет, как это делается в примере. Пол, который сделал Teensy USB Arduino , предложил мне соединить USB-кабель и подать напряжение 3,3 В вместо линии V _CC кабеля. Вы можете попробовать это. Но есть и другие варианты.

1. Проверьте логические уровни для Arduino. Я считаю, что они поддерживают 3,3 В как ВЫСОКИЙ логический уровень даже на 5-вольтовом источнике Atmel. В статье SparkFun говорится: «* Подключить цифровой выходной контакт 3,3 В к входному контакту 5 В часто несложно. Большинство устройств довольно терпимы к минимальному напряжению, которое они примут в качестве цифрового высокого значения. Большинство микроконтроллеров Atmel, например, воспринимайте все, что выше 0,6 * В _CC , как высокое, поэтому устройство 3,3 В должно выдавать уровень выше 3 В (0,6 * 5 В). *"
2. Купите один из клонов Arduino с перемычками на селекторах 3,3 В и 5 В. Я использую клоан RBBB , в котором я установил чип FTDI для кабелей питания на 3,3 В. Но есть много других, которые имеют фактические варианты конфигурации 3,3 В, включая один из последних официальных Arduinos, если я правильно помню. Вы также можете использовать Teensy USB с его плагином для Arduino и следовать инструкциям на его сайте, чтобы установить стабилизатор на 3,3 В.
3. Соедините USB-кабель и подключите лабораторный источник питания 3,3 В вместо линии V _CC USB-кабеля. Как предложил Пол, он должен быть слаботочным. Следовательно, либо источник напряжения хорошего качества. Вы также можете просто поставить пару аккумуляторов последовательно, чтобы получить желаемое напряжение.
4. Если вам интересно, я могу попытаться изучить схему вашего Arduino и, возможно, можно внести изменения в конфигурацию FTDI, которые позволят использовать 3,3 В.

Наконец, у нас есть обсуждение, которое может вас заинтересовать, здесь, на Chiphacker, об однонаправленных и двунаправленных решениях для понижения напряжения. Эта статья о SparkFun , упомянутая todbot, полезна, как и обсуждение статьи о двунаправленных полевых МОП -транзисторах, на которую ссылается SparkFun. Подводя итог статье SparkFun:

• Встроенный резистор. Однонаправленный. Только понижение - уменьшает ток, ограничивающие диоды ввода-вывода ИС могут ограничивать максимальный вход.
• Последовательные резисторы. Однонаправленный. Только шаг вниз, но гранулированный.
• Диод. Однонаправленный. Шаг вниз. Безопаснее. Высокий от 5 В блокирует диод; сторона 3,3 В затем привязывается к высокому. Но если вы поменяете конфигурацию диодов, не сможете ли вы также увеличить мощность?
• МОП-транзистор. Двунаправленный. Шаг вниз или шаг вверх.
• В комментариях: Пример оптической развязки: 4N25. Высокий ток.
• В комментариях: Пример стабилитрона: 1N4728A
• В комментариях: 74HC244/125 однонаправленный

Существуют микросхемы, специально предназначенные для I2C со сдвигом уровня:

• LTC4300A-2 ( http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H0,C1,C1007,C1070,P2296 )
• PCA9306 ( http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/pca9306.html )

Я не знаю, какие ограничения у вас есть в вашем дизайне, но я думаю, что использовать выделенную ИС будет проще, чем придумывать собственное решение.