Verwendung mit 3,3V Komponenten

Dieser Beitrag bezieht sich auf das folgende Produkt: ELV USB-I2C-Interface, Komplettbausatz inkl. Gehäuse, bearbeitet und bedruckt, USB-Kabel, 3 Anschlusskabel

Bestell-Nr. 68-08 41 23

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Verwendung mit 3,3V Komponenten

von amsel77 » 14.06.2012, 14:32 

Hallo, das I2C Interface ist leider primär nur für 5V ausgelegt; welche Möglichkeiten gibt es um 3V I2C-Bausteine (insbesondere nicht 5V tolerante) anzubinden?
amsel77
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AW: Verwendung mit 3,3V Komponenten

von ELV - Technische Kundenbetreuung » 20.06.2012, 16:28 

Hallo amsel77

Für die Verwendung von 3,3V Komponenten ist es lediglich erforderlich die Pull-Up-Widerstände R2 und R3 von der USB-Spannung zu trennen und an 3,3V zu legen. Der Prozessor IC1 "zieht" die Potentiale auf den Leitungen SDA und SCL lediglich auf Massepotential (Low-Pegel). High-Pegel wäre bei der vorgeschlagenen Beschaltung daher 3,3V.
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AW: AW: Verwendung mit 3,3V Komponenten

von tomvid » 05.11.2012, 16:34 

Hallo,

hier überlgege ich, ob diese Lösung konform mit der Atmega Spezifikation ist. Ich bin der Meinung das ist nicht der Fall. Laut Atmel, beträgt die Mindesteingangsspannung für H level für SDA/SCL 0,7 Vcc (s. große Datenblatt Seite 313, Tabelle 29-15), also 0,7 * 5V = 3,5 V. Wenn der Bus nur an 3,3 V hängt, kann der H level die erforderlichen 3,5 V nie überschreiten. Also, der Prozessor sieht nie H - level. Mag sein dass es trotzdem funktioniert, wird aber wahrscheinlich nicht zuverlässig, da unspezifiziert.
Zweite Anmerkung - wenn der Prozessor doch mit 3,3 V Signale klar käme, bräuchte man in der Schaltung den 3,3V-5V-Pegewandler - IC3 (74HCT14) gar nicht, behaupte ich. Der ist aber da.

Lösung - ich werde bald Tests mit einigen Level Übersetzer machen:
NLSX4373 (onsemi)
TXS0102 (texas instruments)
PCA9306 (texas instruments)
Laut Datenblätter, alle sollen problemlos 5 V <-> 3,3 V bei I2C Bus übersetzen.
tomvid
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AW: AW: AW: Verwendung mit 3,3V Komponenten

von ELV - Technische Kundenbetreuung » 16.11.2012, 10:39 

Hallo tomvid,

hierzu haben wir aus dem Entwicklungsbereich folgende Rückmeldung erhalten:

"... Der USB-I2C hat zwei Pull-up-Widerstände auf +5 V an den beiden Datenleitungen. Wenn man den USB-I2C mit 3,3V betreiben möchte, könnte man die Pull-Up-Widerstände auslöten und die Datenleitungen anschließend mit zwei Pull-Ups auf +3,3V legen. Der mit +5V betriebene Atmel-Controller des USB-I2C erkennt die High-Pegel an den Datenleitungen dann immer noch problemlos. ..."

Wir hoffen Ihnen somit weitergeholfen zu haben.



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Verwendung mit 3,3V Komponenten

von sebastian_ams » 10.04.2013, 10:59 

Bei uns liegen nach dem auslöten von R2 und R3 immer noch 5V auf SCL und SCK.
Sind die Ausgänge am Microcontroller intern an den pull-up's?
Im Datenblatt vom Microcontroller steht die pull-up's können abgeschaltet werden.
Ist das ein Fehler in der Firmware?
Grüsse
Sebastian
sebastian_ams
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AW: Verwendung mit 3,3V Komponenten

von ELV - Technische Kundenbetreuung » 16.04.2013, 08:07 

Hallo in die Runde,

wir haben nochmals eine Antwort aus der Entwicklungsabteilung hierzu erhalten.

Der USB-I2C ist für einen 5V-I2C-Bus entwickelt worden und arbeitet ausschließlich auf diesem Spannungspegel. Die Pullup-Widerstände R2 und R3 dürfen nicht entfernt werden.

Der Atmel würde mit nur 3,3V keinen normkonformen High-Pegel (3,5V) erhalten, was eventuell zu Problemen führen könnte. Zwischen Atmel-Controller und dem USB-Treiberbaustein wurde daher ein Pegelwandler vorgesehen, um die notwendige 3,3-zu-5V-Wandlung zu realisieren.

Die internen Pullup-Widerstände des Atmel-Controllers sind in der Firmware zusätzlich zu den externen Pullup-Widerständen aktiviert worden. Was im vorgesehenen 5V-Betrieb kein Fehler darstellt. Eine Firmware-Anpassung ist diesbezüglich nicht geplant.

Als Lösung zum Betrieb des USB-I2C mit einem 3,3V-I2C-Bus empfehlen wir stattdessen einen Pegelwandler. Im ELV Elektronikwissen wurde ein entsprechender bidirektionaler Pegelwandler vorgestellt.

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