Переключатель уровня с диодом - не тянет к нулю

Я подключаю устройство 3,3 В (GPS-модуль с последовательным интерфейсом) к 5-вольтовому Arduino Nano. Схема, которую я использую, такова:

schematic

В данный момент у меня нет подключенного GPS-модуля, и я добавил светодиоды D1 и R2 для визуализации сигнала Arduino TX (который в настоящее время просто устанавливает вывод TX GPIO высоким и низким на 1-секундном цикле). Я измеряю напряжение в узле 1 с помощью DMM.

Насколько я понимаю, D3 блокирует 5 В от Arduino TX, а затем NODE1 подтягивается до 3,3 В с помощью R1. Когда Arduino TX находится на низком уровне (0 В), D3 проводит и тянет узел 2 до 0 В.

То, что я измеряю в узле 1, составляет 3,1 В и 0,8 В. Я прав, думая об этом ...

  1. Разница между 3.3 и 3.1-это просто падение напряжения на R1 из-за нагрузки моего светодиода и резистора 5 К. Вход RX GPS-модуля будет иметь аналогичный эффект.

  2. Разница между 0,8 В и 0,0 В в основном обусловлена прямым напряжением 1N4148? Есть ли значительный вклад со стороны схемы порта GPIO ATmega328P или где-либо еще?

  3. Это в значительной степени нормально и, как и ожидалось.

, 👍1


2 ответа

Лучший ответ:

3

Разница между 3.3 и 3.1-это просто падение напряжения на R1 из-за нагрузки моего светодиода и резистора 5 К.

Правильный.

Вход RX GPS-модуля будет иметь аналогичный эффект.

Нет, RX практически не будет иметь никакого эффекта. Это "высокое сопротивление" - схема выглядит как очень маленький конденсатор и очень большой резистор, последовательно подключенные к заземлению. Незначительно для вашей схемы.

Разница между 0,8 В и 0,0 В в основном обусловлена прямым напряжением 1N4148?

ДА. В таблице данных показано, что прямое напряжение может достигать 1 В.

Есть ли значительный вклад со стороны схемы порта GPIO ATmega328P или где-либо еще?

Нет.

Это в значительной степени нормально и, как и ожидалось.

Это.

Теперь мои комментарии:

  • Вам следует использовать больший разъем и изолировать светодиод (если вы хотите сохранить его) с помощью BJT или MOSFET, чтобы он не загружал цепь. Это немного уменьшит ток и, следовательно, падение прямого напряжения на диоде.
  • Вы должны использовать диод Шоттки, чтобы еще больше снизить падение прямого напряжения. Они также переключаются быстрее, что обеспечивает более высокую скорость передачи данных.
,
2

Это правильно. Самое надежное решение - использовать переключатель уровней. Они недороги и, как правило, поставляются с более чем 1 каналом. Используйте один из дополнительных каналов для управления светодиодом. Вы снижаете свой логический минимум до 0,32 вольта. Обычно пороговое значение составляет 40% от VCC или 1,32 вольта. - 1 вольт (в худшем случае) для 4148 использует почти весь ваш марджин. Это может быть еще больше уменьшено за счет нагрузок на штифты. Переключатель уровней-это одна небольшая плата, а не несколько частей для подключения, что увеличивает вероятность ошибок, но поможет вашим навыкам отладки.

,
Смотрите также: