Conducción de una entrada lógica de 5 V desde una salida de 3,3 V

Tengo un dispositivo que requiere una entrada lógica de 5 V. Normalmente, esa entrada debe ser alta y el dispositivo se activa cuando la entrada baja. Necesito manejar esto desde una salida de 3.3 V (Raspberry Pi GPIO) que es baja cuando la Raspberry Pi está arrancando.

En resumen: cuando el pin de 3,3 V de RasPi está bajo, la entrada de 5 V debe estar alta y viceversa.

¿Cuál es la mejor manera de lograr esto? Estoy pensando en usar un transistor PNP, pero me cuesta entender cómo manejar esto, ya que la entrada de 3.3 V no es suficiente para evitar que el transistor pase corriente.

He visto algunos circuitos de ejemplo que emparejan el PNP con un NPN, pero todos requieren que la entrada al NPN sea alta antes de que el PNP pase la corriente.

¿Es un convertidor de nivel lógico una forma más sensata de lograr esto?

¿Está preguntando sobre los niveles de voltaje requeridos o el sentido lógico de las señales? ¿El problema principal es el hecho de que la salida de RasPi es baja al arrancar, pero desea que su "dispositivo" vea una lógica alta durante el proceso de arranque? Si ese es el caso, entonces todo lo que necesita es un inversor simple.
¿Y todo funciona con el mismo suministro o hay varios suministros involucrados?
Utilice un transistor NPN como inversor. No se requiere PNP. Como notó, el circuito PNP no hace lo que quiere.
¿Cuál es el dispositivo con entrada de 5V? ¿Qué especificaciones tiene la entrada de 5V, usa niveles TTL o CMOS?
Además, ¿cuánta distancia de placa + cable hay entre los dos dispositivos?

Respuestas (3)

Necesitas un inversor.

Si va de compras, puede encontrar una familia lógica que funcionará correctamente con una entrada de 3.3V y una salida de 0-5V. Las familias 74HCTxx y 74ACTxx hacen esto, por ejemplo. Si está haciendo un montaje en superficie, puede obtener un inversor de una puerta que lo hará.

También puede usar un transistor NPN y algunas resistencias. Esto será más lento y es posible que no cumpla con las especificaciones de velocidad de respuesta de entrada para la etapa siguiente, pero probablemente funcionará.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Gracias :) Probé el circuito NPN y funciona como se desea para este caso de uso
es posible que no necesite eso, las entradas compatibles con TTL de 5V pueden aceptar señales CMOS de 3.3V sin ninguna amplificación.
Dice que necesita un inversor. Si eso es cierto, necesita algo , y también puede hacer el cambio de nivel al mismo tiempo. Pero sí, si el inversor no fuera necesario, una buena idea es una revisión rápida de la hoja de datos de la parte relevante para ver si 3.3V funcionaría.

Además de otras sugerencias, un circuito no inversor de un transistor puede realizar esta conversión lógica de 3,3 V a 5 V.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

OK ... pero el OP dijo que necesita invertir. Entonces, ¿cómo es esto aplicable?
Medir bajo al arrancar, podría significar pin abierto (configurado por entrada) (un voltímetro a tierra mediría esto como 'bajo') o podría significar pin de E/S pulldown (configurado por salida), enganchado BAJO. La 'necesidad de invertir' puede ser inesencial en el primer caso.
V1 debe estar en (3.3V/2)+0.5V, o alrededor de 2V. Eso es para que el convertidor tenga un umbral de entrada similar a la lógica CMOS. Con 3,3 V, el umbral es de unos 2,8 V, mucho más alto que 1,65 V.

Leyendo un poco su problema: su circuito estará fuera de la placa ya que está conectado desde la Raspberry Pi, lo que implica cierta distancia (no declarada) donde la señal viaja a través del cable conectado al encabezado GPIO. Es poco probable que use blindaje en esta conexión, por lo que la señal puede ser vulnerable a cierta cantidad de ruido ambiental.

El Raspberry Pi ha publicado niveles de voltaje para sus pines GPIO . Estos pueden informar el diseño de un disparador Schmitt inversor simple que ofrecerá cierta inmunidad contra el ruido en el extremo receptor. Suponiendo que el RPI está configurado para tener un V D D yo O = 3.3 V , la salida GPIO tendrá V O L metro a X = 140 mV , V O H metro i norte = 3.0 V . Las transiciones de histéresis de quizás 0.5 - 2.5V deberían ser seguras, lo que a su vez hace posible un circuito como este:

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simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

transitorio

Esto rechazará una cierta cantidad de ruido (conmutación, interferencia, etc.) en el lado de la entrada y aun así logrará su inversión y desplazamiento.

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