Usando una sola resistencia para recibir una señal de 5v en el pin nominal de 3.3v

He estado investigando formas de recibir de manera segura una señal de 5v en el pin de entrada que solo admite una señal de entrada de 3.3v. Encontré un artículo que establece que solo es posible usar una sola resistencia de 10k Ohm para lograrlo. Puedo entender cómo esto puede evitar que fluya demasiada corriente a través del diodo Schottky, pero sigo siendo escéptico de que esta resistencia produzca la caída de voltaje necesaria para la señal que penetra más en la MCU ya que la resistencia de la resistencia que se coloca después de los diodos es mucho mayor que 10k.

¿Funcionará la resistencia de 10k para este propósito y, de ser así, qué caída de voltaje produciría?

Muchas gracias.

Respuestas (5)

Si se toma en serio la construcción de diseños confiables con los chips de alta densidad actuales, nunca debe colocar un voltaje en un pin que exceda el rango especificado en la sección de clasificaciones máximas de la hoja de datos del fabricante.

Las personas que promueven atajos de bajo costo, como la resistencia de resistencia unitaria de 10K para aislar una entrada de 3.3V de una fuente de 5V, no se toman en serio la construcción de dispositivos electrónicos confiables que puedan durar mucho tiempo a menos que estén usando un dispositivo que tiene 5V documentado. tolerancia en sus pines de E/S.

Hay una multitud de chips diferentes diseñados con entradas tolerantes a 5V o diseñados para nivelar adecuadamente la traducción de 5V a 3.3V. Use uno de esos, o si desea algo más económico que venga con un ancho de banda más bajo, puede utilizar dos resistencias en cada entrada como divisor de voltaje para reducir los 5 V a 3.3 V.

Me mantendré alejado de usar una sola resistencia y usaré un divisor de voltaje en su lugar, pero todavía estoy interesado en cómo funcionaría esto en teoría. Supongo que solo estoy tratando de obtener información sobre cómo funciona realmente la sujeción Schottky. Para mí, parece que el diodo solo quita algo de corriente, pero el voltaje en el punto posterior al diodo (que se adentra más en la MCU) aún estaría cerca de 5v. Claramente me falta algo de teoría aquí.
Las redes de protección en el chip no usan diodos Schottky, aunque puede usar una resistencia junto con un diodo Schottky externo como otra opción (con algunas ventajas y desventajas). Esto es lo que hay en el chip, al menos para algunos chips: fairchildsemi.com/an/AN/AN-248.pdf Tengo entendido que las redes de protección no están bien documentadas (públicamente), ya que las buenas son una especie de secreto comercial. para lograr un alto rendimiento de inmunidad ESD.
@EGDima sí, los diodos desvían la corriente a VCC, y necesita una carga en VCC que consuma más corriente que eso para evitar que el voltaje aumente demasiado. Mira mi respuesta...
No puedo creer que una persona venga hoy y vote negativamente esta respuesta. Un problema que puede ser grave con solo una resistencia en serie de un voltaje más alto a una entrada es que los diodos de protección en el chip pueden provocar que se produzca un enganche en el chip durante los eventos de transición de energía y provocar daños destructivos en el chip.

Esto puede funcionar si el microcontrolador tiene los mismos diodos de protección que se muestran en el artículo. De hecho, Microchip publicó una nota de aplicación hace unos años que demostraba detectar la fase de su red eléctrica de 120 V conectando los 120 V CA al pin PIC a través de una resistencia. Era una aplicación de comunicaciones X10...

Sin embargo, usar los diodos de protección internos de esta manera es un poco incompleto. También limita cualquier cambio de diseño futuro, por ejemplo, si desea cambiar el microcontrolador.

Si solo recibe datos en este pin y no transmite, es una excelente aplicación para un divisor de voltaje. Puede elegir resistencias bastante grandes para minimizar el desperdicio de energía...

¡Buena suerte!

Es peor que eso. Los cambios en el proceso (cómo se fabrica el chip) a menudo dan como resultado corrientes de entrada más bajas, diodos de protección más pequeños y similares. Entonces, incluso la "misma" parte ya no funcionará después de que la hayan "mejorado".
Una vez tuve un troquel retráctil que causó estragos porque el diseño se basaba en pullups internos que iban de 20-30k ohms a 300k+ ohms o similar. Resultó que los transistores que conducía tenían un amplio rango de vida. Agregar 10k pullus funcionó y el tablero tuvo que volver a girar :(

Si y no...

(5V - 3,3V)/10k = 170µA

La corriente fluirá a través de los diodos de protección. Si el micro está en suspensión profunda, o posiblemente incluso en reinicio, consumirá menos que eso. Si no hay otras cargas que utilicen esta corriente, la tensión de alimentación de 3V3 subirá hasta un valor cercano a los 5V. En este punto, si el micro es una parte de 3.3V, morirá, otras partes de 3V3 en el mismo riel también podrían morir...

También puede engancharse o reventar un diodo ESD, etc., como se explica en las otras respuestas.

Si no está ahorrando µA, entonces un divisor de voltaje funcionará bien, pero tenga en cuenta que la resistencia adicional ralentizará las cosas cuando interactúe con la capacitancia del pin, ¡así que no haga esto en una señal de 10MHz! Sin embargo, está bien para cosas lentas.

Si funciona con batería y desea ahorrar µAmps, o necesita la velocidad, una puerta lógica de 74LVC es una buena opción, cuando se alimenta desde 3V3, sus entradas son tolerantes a 5V y consumirá muy poca energía estática mientras es muy rápido.

También es posible que pueda piratear la fuente de la señal. Si se trata de una salida de colector abierto/drenaje abierto, simplemente coloque el pull-up de 3V3 en lugar de 5V, problema solucionado.

Para evitar que aumente el riel de 3,3 V, se podría colocar una resistencia de carga ficticia entre 3,3 V y tierra. Pero desperdiciarás energía...
Esta es una excelente y concisa explicación de cómo las cosas pueden salir mal. Aunque es un poco alucinante imaginar que 170 µA resulten en un aumento de voltaje significativo, supongo que eso podría suceder...

Te daré una solución muy fácil.

Agregue una resistencia más conectada a tierra, que atraerá la MAYORÍA de la corriente que le preocupa a tierra. Por supuesto, el valor de la resistencia debe ser mucho menor que la impedancia de entrada del pin de tu puerto.

En otras palabras, use las dos resistencias como divisor de voltaje resistivo que reduce 5V a 3.3V. luego conecte el punto donde se encuentran las dos resistencias al GPIO de MCU.

¿No es eso un divisor de voltaje?
Es un divisor de voltaje y es uno y el mismo como ya se ha sugerido.
@EGDma Sí, es solo un divisor de voltaje y funciona perfectamente. Lo probé en mi diseño para interconectar MCU de 3.3V con transceptor RS-485 de 5V.

Utilice una resistencia de 10K desde la salida del chip de 5v hasta la entrada del chip de 3,3 voltios. Luego, conecte el diodo zener de 3,3 voltios a través de la entrada del chip de 3,3 voltios. Ánodo a tierra y cátodo a la entrada de 3,3 voltios. Efectivamente hiciste un regulador de voltaje. La entrada del chip de 3,3 voltios nunca superará los 3,3 voltios, por lo que será completamente seguro funcionar en ese modo. Debería estar bien yendo hacia el otro lado, una entrada de 5 voltios debería leer un estado alto a 3.3 voltios.