جستجوی محصولاتجستجو در
• اتصال Arduino و بردهای 5 ولتی DC به ماژول‌های 3.3 ولتی DC
• اتصال ESP32، ESP8266 و سایر تجهیزات 3.3V DC به مدارهای 5V DC
• تبدیل سطح منطقی سیگنال‌های TTL و Digital
• اتصال سنسورها و ماژول‌های دیجیتال با سطح منطقی 3.3V DC به میکروکنترلرهای 5V DC
• استفاده در ارتباطات Serial / UART
• استفاده در برخی پروژه‌های I2C و SPI با رعایت نوع مسیر و جهت سیگنال
• پروژه‌های رباتیک و اتوماسیون
• پروژه‌های میکروکنترلری
• نمونه‌سازی روی Breadboard
• اتصال ماژول‌های ارتباطی با سطوح منطقی متفاوت
• اتصال سنسورها و ماژول‌های دیجیتال
• بردهای آزمایشی و پروتوتایپ
• پروژه‌های آموزشی و DIY
راه‌اندازی این ماژول بسیار ساده است و کافی است ولتاژهای مرجع دو طرف مدار به پایه‌های مربوطه متصل شوند.
• مرحله اول: اتصال تغذیه
ابتدا ولتاژ تغذیه سطح بالا (HV) و تغذیه سطح پایین مدار (LV) را به ماژول متصل کنید:
• HV → 5V DC
• LV → 3.3V DC
• GND → GND مشترک
پایه HV مرجع سمت High Voltage و پایه LV مرجع سمت Low Voltage در مسیر تبدیل دو طرفه است. همچنین زمین بخش ولتاژ بالا و ولتاژ پایین و ماژول باید یکی و مشترک باشند.
• مرحله دوم: استفاده از مسیر TXI/TXO
در هر کانال مسیر TXI/TXO به‌صورت Bidirectional یا دوطرفه عمل می‌کند. در سمت ولتاژ پایین، پایه TXI قرار دارد و در سمت ولتآژ بالا، پایه TXO قرار می‌گیرد. در این مسیر در نسخه های رایج از ترانزیستور ماسفت BSS138 استفاده شده است. بنابراین:
3.3V → TXI → TXO → 5V
و در جهت مخالف نیز:
5V → TXO → TXI → 3.3V
قابل استفاده است. این ویژگی باعث می‌شود TXI/TXO برای سیگنال‌هایی که ممکن است در هر دو جهت حرکت کنند، کاربرد داشته باشد.
مرحله سوم: استفاده از مسیر RXI/RXO
در هر کانال مسیر RXI/RXO به‌صورت Unidirectional یا یک‌طرفه عمل می‌کند و جهت آن فقط از سطح ولتاژ بالاتر به سطح پایین‌تر است و به دلیل کاهش ولتاژ از نوع تقسیم مقاومتی و مقاومت های یکسان در مسیر RXI/RXO ولتاژ به حدود نصف قسمت ولتاژ بالا کاهش می یابد. اتصال صحیح:
بخش ولتاژ بالا → RXI → RXO → بخش ولتاژ پایین
در این مسیر، سیگنال ولتاژ بالا وارد RXI شده و پس از عبور از مدار تبدیل، در RXO به سطح پایین‌تر حدود نصف منتقل می‌شود. بنابراین نمی‌توان از RXO به RXI برای تبدیل 3.3V به 5V استفاده کرد.
• مثال اتصال Arduino 5V به ماژول 3.3V
فرض کنید یک Arduino با منطق 5V باید با یک ماژول 3.3V ارتباط برقرار کند.
ابتدا:
• HV → 5V Arduino
• LV → 3.3V ماژول
• GND → GND مشترک
سپس بسته به جهت حرکت داده، مسیر مناسب را انتخاب کنید:
1. برای سیگنالی که فقط از یک مدار 5V مانند Arduino به یک مدار با منطق 3.3V منتقل می‌شود (Unidirectional یا یک‌طرفه)، می‌توان از مسیر RXI → RXO استفاده کرد. در این مسیر، ولتاژ سیگنال توسط مدار تقسیم مقاومتی کاهش پیدا می‌کند و خروجی RXO در سطح ولتاژی پایین‌تر قرار می‌گیرد.
در صورتی که ولتاژ خروجی حاصل از تقسیم مقاومتی در محدوده قابل تشخیص HIGH برای ورودی مدار 3.3V قرار داشته باشد، مدار مقصد می‌تواند این سیگنال را به‌عنوان منطق HIGH تشخیص دهد.
برای مثال، اگر مدار تقسیم مقاومتی خروجی را به حدود نصف ولتاژ ورودی برساند، سیگنال 5V در RXO به حدود 2.5V کاهش می‌یابد. اینکه این مقدار به‌عنوان HIGH شناسایی شود، به مشخصات ورودی دیجیتال مدار مقصد بستگی دارد.
2. برای سیگنالی که نیاز به تبدیل دوطرفه یاBidirectional دارد مثلا رابط I2C، از مسیر TXI ↔ TXO استفاده می‌شود.
• در ارتباطات سریال (UART)، برای مثال، معمولاً مسیر ارسال (TX) و دریافت (RX) باید بر اساس جهت واقعی داده سیم‌کشی شوند و نام TX/RX را نباید صرفاً بر اساس نام پایه‌های این ماژول مبدل تفسیر کرد. مثلا برای ارتباط UART بین مدار 5V و 3.3V:
• TX 5V DC → RXI → RXO → RX 3.3V DC
• TX 3.3V DC → TXI ↔ TXO → RX 5V DC
• GND دو مدار و ماژول مبدل مشترک باشد.
• محدودیت سرعت :
این مبدل ولتاژ منطقی که از MOSFET نوع BSS138 و مقاومت‌های Pull-up استفاده می‌کند، برای ارتباطات دیجیتال با سرعت پایین تا متوسط مناسب است. در مشخصات نمونه‌های مشابه مبتنی بر BSS138، برای ارتباط SPI سرعت کمتر از 2MHz پیشنهاد شده است.
بنابراین در کاربردهای SPI بهتر است فرکانس کلاک کمتر از 2MHz در نظر گرفته شود. برای ارتباطات با سرعت بالاتر، استفاده از مبدل‌های سطح منطقی با درایو قوی‌تر و زمان پاسخ سریع‌تر توصیه می‌شود. مثل TXB0108 و یا 74LVC245 و مشابه.
• این ماژول دارای ۲ کانال مستقل برای تبدیل سطح منطقی است. اگر برای پروژه خود به تعداد بیشتری کانال مستقل و دوطرفه (Bidirectional) نیاز دارید، می‌توانید برای مشاهده و خرید نمونه مشابه مبدل سطح ولتاژ منطقی ۴ کاناله با ۴ مسیر مستقل دوطرفه به لینک زیر مراجعه نمایید :
• پایه های HV و LV را حتماً به ولتاژ صحیح متصل کنید :
قبل از اتصال سیگنال‌ها، ولتاژهای مرجع را مشخص کنید:
HV = سطح ولتاژ بالا
LV = سطح ولتاژ پایین
برای کاربرد معمول 5V و 3.3V:
HV → 5V DC
LV → 3.3V DC
اتصال اشتباه این پایه‌ها می‌تواند باعث عملکرد نادرست مبدل و حتی آسیب به آن و مدارهای متصل شود.
• زمین دو مدار در دو سمت و ماژول مبدل باید مشترک باشد :
حتماً GND مدار ولتاژ بالا مثلا 5V و GND مدار ولتاژ پایین مثلا 3.3V را مشترک کنید. بدون مرجع زمین مشترک، سطح منطقی سیگنال‌ها به‌درستی تفسیر نمی‌شود.
به عنوان مثال، نمی‌توان خروجی RXO یا TXO را به عنوان یک منبع تغذیه 3.3V برای تغذیه سنسور در نظر گرفت.
• برای سیگنال آنالوگ مناسب نیست :
این ماژول فقط برای Digital Logic یا سیگنال دیجیتال طراحی شده و نباید برای تبدیل مستقیم ولتاژ سیگنال‌های آنالوگ استفاده شود. این ماژول دارای محدودیت جریان دهی می باشد.
• برای I2C به نوع مسیر و جهت توجه کنید :
در ارتباط I2C، خطوط SDA و SCL می‌توانند نیاز به عملکرد دوطرفه داشته باشند. بنابراین اگر قصد استفاده از این ماژول برای I2C را دارید، باید مسیر Bidirectional را مطابق مدار استفاده کنید و نباید RXI/RXO یک‌طرفه را صرفاً به دلیل نام RX برای یکی از خطوط I2C انتخاب کرد. برخی منابع این خانواده از ماژول را برای I2C معرفی کرده‌اند، اما ساختار واقعی پایه‌ها و نیاز دوطرفه بودن خطوط باید هنگام طراحی در نظر گرفته شود.
• مبدل سطح منطقی دیجیتال برای توان‌دهی نیست :
این برد برای انتقال و تبدیل سیگنال‌های منطقی دیجیتال ساخته شده است. نباید از آن برای تأمین جریان مصرفی ماژول‌ها، موتورها، رله‌ها، LEDهای پرقدرت یا بارهای مشابه استفاده شود. برای مشاهده انواع مبدل های تغذیه DC-DC کاهنده و یا افزاینده می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید:
| نام محصول | ماژول مبدل سطح ولتاژ منطقی |
|---|---|
| نوع ماژول | Logic Level Converter / Level Shifter |
| ولتاژ سطح بالا (HV) | 5 ولت DC (مقدار پیشنهادی) |
| ولتاژ سطح پایین (LV) | 3.3 ولت DC (مقدار پیشنهادی) |
| تعداد کانال | 2 کانال مستقل |
| تعداد MOSFETها | 2 عدد |
| نوع ترانزیستور رایج | BSS138 |
| حداقل ولتاژ سمت پایین (LV) | 1.8 ولت DC |
| حداکثر ولتاژ سمت بالا (HV) | 10 ولت DC |
| جریان دهی پایه ها | محدود؛ مناسب برای انتقال سطح ولتاژ سیگنال‌های دیجیتال |
| مسیر TXI / TXO | دوطرفه (Bidirectional) |
| مسیر RXI / RXO | یک‌طرفه (Unidirectional) |
| جهت مسیر RX | از RXI به RXO |
| تبدیل مسیر TX | تبدیل سطح ولتاژ دوطرفه 3.3V ↔ 5V |
| تبدیل مسیر RX | تبدیل ولتاژ پایین (حدود نصف) به ولتاژ بالا |
| نوع تبدیل مسیر RX | تقسیم مقاومتی |
| نوع سیگنال | دیجیتال / Logic Level |
| پایه های مرجع | HV (مرجع ولتاژ بالا)، LV (مرجع ولتاژ پایین) و GND (زمین مشترک) |
| قابلیت تبدیل ولتاژ تغذیه (DC-DC) | ندارد |
| قابلیت تبدیل سیگنال آنالوگ | مناسب نیست؛ پایه‌های خروجی دارای محدودیت جریان هستند. |
| قابلیت راه اندازی بارهای پرمصرف | ندارد |
| کاربرد اصلی | اتصال مدارهای دارای سطوح منطقی متفاوت |
| رابط های قابل استفاده | I2C، UART / Serial، SPI کم‌سرعت (کمتر از 2 مگاهرتز)، GPIO و سایر کاربردهای دیجیتال متناسب با مسیر انتقال داده |
| ابعاد برد | 15.2 × 12.9 × 2.7 میلی‌متر |
| محدوده دمای کاری | 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد |
| نوع نصب | لحیم‌کاری؛ دارای سوراخ‌های مناسب برای پین هدر با فاصله 2.54 میلی‌متر |
| اقلام همراه | پین هدر 2.54 میلی‌متری |
| اتصال زمین مشترک | الزامی بین دو مدار و ماژول مبدل |
| نیاز به تغذیه دو سطح ولتاژ | بله؛ اتصال پایه‌های HV و LV به منابع ولتاژ مربوطه الزامی است. |
ماژول مبدل سطح ولتاژ منطقی چه کاری انجام می‌دهد؟
برای تبدیل سطح منطقی سیگنال‌های دیجیتال بین مدارهای 5V DC و 3.3V DC استفاده می‌شود.
آیا هر دو کانال ماژول دوطرفه هستند؟
خیر. در هر کانال مسیر TXI/TXO به‌صورت Bidirectional یا دوطرفه و مسیر RXI/RXO به‌صورت Unidirectional یا یک‌طرفه عمل می‌کند. یعنی هر کانال یک مسیر یک طرفه و یک مسیر دو طرفه مجزا دارد.
آیا با توجه به اینکه هر کانال دارای دو مسیر است می توان از برای انتقال چهار مسیر داده همرمان و دو طرفه استفاده کرد؟
خیر. این ماژول دارای ۲ کانال مستقل و هر کانال یک مسیر دو طرفه و یک مسیر یک طرفه برای تبدیل سطح منطقی است. اگر برای پروژه خود به تعداد بیشتری کانال مستقل و دوطرفه (Bidirectional) نیاز دارید، می‌توانید برای مشاهده و خرید نمونه مشابه مبدل سطح ولتاژ منطقی ۴ کاناله با ۴ مسیر مستقل دوطرفه به لینک زیر مراجعه نمایید :
خرید مبدل منطقی ۵ به ۳.۳ ولت لاجیک کانورتر ۴ ماسفته
مسیر TXI/TXO چگونه متصل می‌شود؟
پایه TXI به سمت ولتاز پایین و پایه TXO به سمت ولتاز بالا متصل می شود و این مسیر برای تبدیل دوطرفه 3.3V ↔ 5V است؛ بنابراین سیگنال می‌تواند در هر دو جهت بین دو سطح ولتاژ منتقل شود.
مسیر RXI/RXO چه کاربردی دارد؟
این مسیر برای تبدیل یک‌طرفه از سطح ولتاژ بالاتر به سطح پایین‌تر استفاده می‌شود؛ یعنی سیگنال وارد RXI شده و از RXO خارج می‌شود.
پایه‌های HV و LV به کجا متصل می‌شوند؟
در کاربرد 5V و 3.3V، پایه HV به 5V و پایه LV به 3.3V متصل می‌شود. این پایه ها ولتاژ مرجع در مسیر دو طرفه TXI/TXO هستند.
آیا اتصال GND مشترک ضروری است؟
بله. زمین مدار 5V و مدار 3.3V باید به GND مشترک متصل شوند تا تبدیل سطح منطقی به‌درستی انجام شود.
آیا این ماژول ولتاژ تغذیه 5V را به 3.3V تبدیل می‌کند؟
خیر. این ماژول برای تبدیل سطح منطقی سیگنال است و جایگزین رگولاتور یا مبدل DC-DC برای تأمین تغذیه 3.3V نیست. برای مشاهده انواع مبدل های تغذیه DC-DC کاهنده و یا افزاینده می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید:
مشاهده و خرید انواع مبدل های تغذیه DC-DC کاهنده و یا افزاینده
آیا برای ارتباط UART مناسب است؟
بله. می‌توان از مسیرهای تبدیل با توجه به جهت انتقال داده برای ارتباط سریال بین مدارهای دارای سطح منطقی 5V و 3.3V استفاده کرد.
آیا برای SPI مناسب است؟
بله. برای تبدیل سیگنال‌های دیجیتال SPI با توجه به جهت انتقال داده قابل استفاده است، در کاربردهای SPI بهتر است فرکانس کلاک کمتر از 2MHz در نظر گرفته شود. برای ارتباطات با سرعت بالاتر، استفاده از مبدل‌های سطح منطقی با درایو قوی‌تر و زمان پاسخ سریع‌تر توصیه می‌شود. مثل TXB0108 و یا 74LVC245 و مشابه.
آیا برای I2C مناسب است؟
در مشخصات این نوع ماژول، I2C به‌عنوان یکی از کاربردها ذکر شده است؛ بااین‌حال به دلیل ساختار کانال‌ها، قبل از استفاده باید تعداد خطوط و عملکرد دوطرفه هر مسیر بررسی شود.
آیا برای سیگنال آنالوگ مناسب است؟
خیر. این ماژول برای سیگنال‌های دیجیتال و Logic Level طراحی شده و برای تبدیل دقیق سیگنال‌های آنالوگ مناسب نیست.
آیا می‌توان از آن برای Arduino و ESP32 استفاده کرد؟
بله، در صورتی که سطح منطقی دو مدار متفاوت باشد، می‌توان از آن برای تطبیق سیگنال‌های دیجیتال بین مدارهای 5V و 3.3V استفاده کرد.
آیا RXI/RXO برای تبدیل 3.3V به 5V مناسب است؟
خیر. مسیر RXI → RXO برای تبدیل از سطح بالاتر به سطح پایین‌تر است. برای تبدیل 3.3V به 5V از مسیر TXI/TXO استفاده کنید.
آیا ماژول برای سیگنال‌های فرکانس بالا مناسب است؟
این مبدل ولتاژ منطقی که از MOSFET نوع BSS138 و مقاومت‌های Pull-up استفاده می‌کند، برای ارتباطات دیجیتال با سرعت پایین تا متوسط مناسب است. در مشخصات نمونه‌های مشابه مبتنی بر BSS138، برای ارتباط SPI سرعت کمتر از 2MHz پیشنهاد شده است. . برای ارتباطات با سرعت بالاتر، استفاده از مبدل‌های سطح منطقی با درایو قوی‌تر و زمان پاسخ سریع‌تر توصیه می‌شود. مثل TXB0108 و یا 74LVC245 و مشابه.
هنوز دیدگاهی برای این محصول ثبت نشده است. اولین نفر باشید.
