Verschieben eines 2,7-V-Digitalsignals auf logische Arduino-Pegel?

TL; DR: Verwenden Sie Vcc = 5 V, Vdd = 5 V, TTL-CMOS-Modus, und Sie sollten in Ordnung sein.

„Solange der Eingang als 1 (hoch) gilt, beträgt meine Spannung am Ausgang ~5 V, wenn Vdd 5 V beträgt, was perfekt ist. Wäre eine 3,3-V-Vdd in Ordnung, da Arduino mindestens 3 V benötigt, um a zu drehen Stecknadel hoch?"

Richtig, Sie erhalten eine Ausgabe von ~ 5 V, wenn Sie Vdd = 5 V verwenden. Im TTL-CMOS-Modus müssen Vdd und Vcc jedoch beide mindestens 5 V betragen (Abbildung 4 des Datenblatts). Da der Schaltpunkt der Eingangslogik 1,5 V für Vcc = Vdd = 5 V beträgt, funktioniert dies mit Ihrem 2,7-V-Logikeingang einwandfrei.

"Nun zu meiner eigentlichen Frage... Ich verstehe den Teil Vcc und Vin (Vol, Voh) nicht."

Dieses Datenblatt listet seine Daten auf ziemlich seltsame Weise auf, und es ist nicht ganz klar, was es bedeutet. Meine Interpretation ist, dass "VOL = 1,0 VDC" bedeutet, dass bei Betrieb in diesem Zustand die Ausgangsspannung garantiert weniger als 1 VDC beträgt. Glücklicherweise glaube ich nicht, dass es wirklich ein Problem für Ihre Anwendung ist.

"Der Eingang wird als hoch angesehen, wenn mindestens 2 V oder mehr an den Eingang angelegt werden, wenn Vcc = 5 V und Vdd = 10 V/15 V, aber sowohl Voh als auch Vol sich abhängig von Vdd ändern? Was bedeutet das für meinen Anwendungsfall?"

Ja, Sie interpretieren das richtig. Ignorieren Sie für Ihren Anwendungsfall die Zahlen „Voh und Vol“ im Abschnitt „Eingangsspannung“ und achten Sie stattdessen mehr auf den obersten Abschnitt mit der Bezeichnung „Ausgangsspannung“, der nur besagt, dass Sie Vdd = 5 V verwenden Erhalten Sie ~ 5V Ausgang.

„Was ist, wenn ich 5 V für Vcc und Vdd verwende? Was ist, wenn ich 3,3 V für Vcc und Vdd verwende? Was ist, wenn ich 3,3 V für Vcc und 5 V für Vdd verwende und umgekehrt.“

Siehe auch Abbildung 4. Im TTL-CMOS-Modus müssen Sie 5 V für Vcc und Vdd verwenden. Ich würde sagen, dass die Verwendung von 5 V für beide die richtige Lösung für Ihre Anwendung ist.

Solange Ihnen eine logische Umkehrung nichts ausmacht, können Sie etwas Einfaches wie einen Transistor und zwei Widerstände verwenden.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Sensorausgangsspannungen über etwa 0,8 V schalten Q1 ein. R2 zieht den Arduino-Eingang auf seine Versorgungsschiene, wenn Q1 ausgeschaltet ist. Wenn Sie einen I/O-Pin-Eingang mit einem programmierbaren Pull-up-Widerstand verwenden, können Sie R2 weglassen. Die meisten Kleinsignal-NPN-BJTs reichen für Q1 aus.

Arduino-Eingänge müssen die angegebenen Logikpegel für den Spielraum erfüllen.

VIL <= 0,3 Vcc max.
VIH >= 0,7 Vcc min

Daher muss die Eingangsrechteckwelle >= 0,4 Vcc und für 5 V oder 0,4 * 5 = 2,0 Vpp sein und Sie haben 2,7 V mit 0,7 V Spielraum.

Alternativ können Sie AC an den Eingang mit R-Vorspannung an Vcc/2 koppeln.

Es gibt viele Level-Shifter-Lösungen für 2,7 V bis 5 V.

Rev B.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

• rauschfreie Versorgung und Signal vorausgesetzt.

TTL-Eingangsspannungspegel sind >=0,8 V niedrig und >=2,0 V hoch. Der MC14504B akzeptiert diese Logikpegel im TTL-Modus mit Vcc = +5 V. Ihre Signalpegel sind 0 V und 2,7 V, also ist alles in Ordnung.

Der MC14504B hat CMOS-Ausgänge, die von 0 V bis Vdd gehen. Der Arduino arbeitet mit 5 V, also sollten Sie auch Vdd auf +5 V setzen.