جستجوی محصولاتجستجو در
مبدل دو طرفه سطح منطقی 5 ولت و 3.3 ولت
SDA → کانال 1
SCL → کانال 2
دو کانال دیگر نیز می‌توانند برای سیگنال‌های دیجیتال دیگر مورد استفاده قرار گیرند.
این ماژول مبدل سطح منطقی برای تبدیل سطح منطقی سیگنال‌های سریال UART / TTL نیز قابل استفاده است. برای مثال، اگر یک میکروکنترلر 5V بخواهد با یک ماژول UART با سطح منطقی 3.3V ارتباط برقرار کند، می‌توان خطوط ارسال و دریافت را از طریق دو کانال مبدل عبور داد. به دلیل دوطرفه بودن کانال‌ها، مسیر ارتباطی TX و RX نیز می‌تواند بین دو سطح منطقی متفاوت تبدیل شود. نمونه‌های BSS138 چهارکاناله برای TTL Serial نیز کاربرد دارند.
این ماژول مبدل سطح منطقی امکان استفاده در رابط SPI را نیز دارد، اما به دلیل ساختار مبتنی بر MOSFET و Pull-up، برای SPI با سرعت پایین مناسب‌تر است. در یک ارتباط SPI چهار سیمه می‌توان از چهار کانال برای خطوط زیر استفاده کرد:
کانال خط SPI
Channel 1 MOSI
Channel 2 MISO
Channel 3 SCK
Channel 4 CS
برای نمونه، اگر میکروکنترلر 5V باشد و تجهیز SPI با منطق 3.3V کار کند، خطوط MOSI، SCK و CS در مسیر 5V به 3.3V و خط MISO در جهت 3.3V به 5V منتقل می‌شود.
برای نمونه‌های BSS138 مشابه، سازنده Adafruit استفاده از این نوع مبدل را برای SPI کندتر از 2MHz ذکر کرده است؛ بنابراین برای SPI پرسرعت بهتر است از Level Shifterهای مخصوص سرعت بالا استفاده شود. مثل TXB0108 و یا 74LVC245 و مشابه.
• تبدیل سطح منطقی 5V به 3.3V
• تبدیل سطح منطقی 3.3V به 5V
• اتصال Arduino 5V به سنسورها و ماژول‌های 3.3V
• اتصال ESP32، Raspberry Pi و سایر کنترلرهای 3.3V به تجهیزات 5V
• تبدیل سطح منطقی I2C
• تبدیل سطح منطقی سریال UART / TTL
• استفاده در SPI با سرعت پایین
• اتصال سنسورها و ماژول‌های دیجیتال
• پروژه‌های رباتیک و اتوماسیون
• پروژه‌های اینترنت اشیا و IoT
• مدارهای Embedded و میکروکنترلری
• نمونه‌سازی روی بردبورد
• محافظت از ورودی تجهیزات 3.3V در برابر اعمال مستقیم سیگنال منطقی 5V
برای استفاده از ماژول، ابتدا باید هر دو سطح ولتاژ مدار را به ورودی‌های HV و LV متصل کنید.
1. اتصال تغذیه
پایه ماژول اتصال
HV ولتاژ سطح بالاتر، مثلاً 5V
LV ولتاژ سطح پایین‌تر، مثلاً 3.3V
GND زمین مشترک دو مدار و ماژول
به عنوان مثال، برای اتصال یک Arduino 5V به یک ماژول 3.3V:
• آردوینو 5V →HV پایه
• مدار مقابل 3.3V → LV پایه
• پایه‌های دو مدار GND → GND مشترک
"پایه تغذیه HV و LV باید از ولتاژهای مناسب و پایدار مدار تأمین شوند و در حالت معمول، HV باید از LV بیشتر باشد. "
"در نحوه اتصالات به اسم پایه های HV و LV دقت کنید. اتصال اشتباه باعث آسیب به ماژول می شود."
2. اتصال کانال‌ها
پس از اتصال تغذیه، هر کانال از سمت HV به LV متناظر متصل می‌شود:
• HV1 ↔ LV1
• HV2 ↔ LV2
• HV3 ↔ LV3
• HV4 ↔ LV4
برای مثال اگر سیگنال 5V را روی HV1 وارد کنید، سطح منطقی متناظر در LV1 به سطح پایین‌تر منتقل می‌شود. در جهت عکس نیز سیگنال 3.3V روی LV1 به سمت HV1 منتقل می‌شود.
از آنجا که SDA و SCL در I2C دوطرفه هستند، استفاده از مبدل‌های MOSFET دوطرفه برای این رابط بسیار مناسب است.
در صورت لزوم برای مشاهده و تهیه نمونه مشابه این مبدل سطح ولتاژ منطقی با دو کانال ورودی و خروجی می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید :
• این ماژول مبدل سطح منطقی است، نه مبدل تغذیه DC-DC :
خروجی آن برای تأمین توان یا تبدیل ولتاژ تغذیه استفاده نمی‌شود. وظیفه ماژول فقط تغییر سطح سیگنال‌های دیجیتال است. برای مشاهده انواع مبدل های تغذیه DC-DC کاهنده و یا افزاینده می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید:
• اتصال GND مشترک ضروری است :
زمین ماژول و مدار 5V و مدار 3.3V باید به GND مشترک متصل باشند تا سطح منطقی سیگنال‌ها به‌درستی تشخیص داده شود.
• پایه های HV و LV را جابه‌جا نکنید :
ولتاژ بالاتر باید به HV و ولتاژ پایین‌تر به LV متصل شود. برای مثال در تبدیل 5V به 3.3V، اتصال صحیح HV=5V DC و LV=3.3V DC است. اتصال اشتباه باعث آسیب به ماژول می شود.
• همه چهار کانال دوطرفه هستند :
برای این ساختار، نیازی به تعیین جهت با پایه DIR یا کنترل نرم‌افزاری وجود ندارد و هر کانال می‌تواند سیگنال را در هر دو جهت منتقل کند.
• برای سیگنال‌های دیجیتال فقط استفاده شود :
این ماژول برای تبدیل مستقیم ولتاژهای آنالوگ طراحی نشده است؛ نمی‌توان از آن به‌عنوان مبدل عمومی (کاهنده DC-DC یا افزاینده DC-DC) مثلاً 5V آنالوگ به 3.3V آنالوگ یا بالعکس استفاده کرد. برای مشاهده انواع مبدل های تغذیه DC-DC کاهنده و یا افزاینده می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید:
• برای ارتباط‌های خیلی سریع مناسب نیست :
مدارهای MOSFET به همراه مقاومت‌های Pull-up برای I2C و ارتباطات دیجیتال معمول (کمتر از 2MHz) مناسب هستند، اما در سرعت‌های خیلی بالا محدودیت دارند. برای SPI پرسرعت بهتر است از Level Shifter مناسب همان سرعت استفاده شود. مثل TXB0108 و یا 74LVC245 و مشابه.
• هر کانال مستقل است :
لازم نیست از هر چهار کانال استفاده کنید. می‌توانید فقط یک، دو، سه یا هر چهار کانال را بر اساس نیاز پروژه به کار ببرید. برای مشاهده و تهیه نمونه مشابه این مبدل سطح ولتاژ با دو کانال ورودی و خروجی می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید :
• خروجی را برای تغذیه بار مصرفی استفاده نکنید :
پایه‌های HV1 تا HV4 و LV1 تا LV4 برای انتقال سیگنال منطقی دیجیتال و دارای محدودیت جریان دهی هستند و نباید برای تأمین جریان مصرفی سنسور، موتور، رله یا سایر بارهای مصرفی پر مصرف استفاده شوند. برای مشاهده انواع مبدل های تغذیه DC-DC کاهنده و یا افزاینده می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید:
| نوع ماژول | Logic Level Converter (مبدل سطح منطقی) |
|---|---|
| نوع تبدیل | دوطرفه (Bidirectional) |
| تعداد کانال | ۴ کانال مستقل |
| سطح منطقی سمت HV | ولتاژ بالا، معمولاً ۵ ولت DC |
| سطح منطقی سمت LV | ولتاژ پایین، معمولاً ۳٫۳ ولت DC |
| جهت تبدیل | دوطرفه، از ۵ ولت DC به ۳٫۳ ولت DC و بالعکس |
| تکنولوژی تبدیل | مبتنی بر MOSFET |
| نوع MOSFET | در طراحی‌های رایج، BSS138 |
| تعداد MOSFETها | ۴ عدد |
| حداقل ولتاژ سمت پایین (LV) | ۱٫۸ ولت DC |
| حداکثر ولتاژ سمت بالا (HV) | ۱۰ ولت DC |
| پایه های تغذیه | HV (تغذیه سمت ولتاژ بالا، مانند ۵ ولت DC)، LV (تغذیه سمت ولتاژ پایین، مانند ۳٫۳ ولت DC) و GND (زمین ماژول) |
| پایه های سیگنال | HV1 تا HV4 و LV1 تا LV4 |
| نوع سیگنال ورودی و خروجی | دیجیتال |
| محدودیت جریان دهی پایه ها | جریان‌دهی محدود؛ مناسب برای انتقال سیگنال‌های دیجیتال و تبدیل سطح ولتاژ منطقی |
| رابط های قابل استفاده | I2C، UART/TTL، SPI کم‌سرعت (کمتر از ۲ مگاهرتز) و GPIO |
| سازگاری با I2C | بله (توصیه‌شده) |
| سازگاری با UART/TTL | بله |
| سازگاری با SPI | بله، در سرعت‌های پایین (کمتر از ۲ مگاهرتز) |
| کنترل جهت سیگنال | خودکار |
| نیاز به پایه DIR | ندارد |
| نیاز به زمین مشترک | الزامی است؛ زمین ماژول باید با زمین مدارهای متصل مشترک باشد. |
| تبدیل ۵ ولت به ۳٫۳ ولت | دارد |
| تبدیل ۳٫۳ ولت به ۵ ولت | دارد |
| قابلیت تبدیل ولتاژ تغذیه (مبدل توان DC-DC) | ندارد |
| قابلیت تبدیل سیگنال آنالوگ | مناسب نیست؛ پایه‌های خروجی دارای محدودیت جریان هستند. |
| قابلیت راه اندازی بارهای پرمصرف | ندارد |
| کاربرد اصلی | اتصال مدارهایی با سطوح ولتاژ منطقی متفاوت |
| اقلام همراه | پین هدر با فاصله ۲٫۵۴ میلی‌متر |
| نوع نصب | لحیم‌کاری، با سوراخ‌های مناسب برای پین هدر ۲٫۵۴ میلی‌متری |
| ابعاد | ۱۶٫۰۵ × ۱۳٫۳۳ میلی‌متر |
| دمای کاری | منفی ۴۰ تا مثبت ۸۵ درجه سانتی‌گراد |
آیا این ماژول دوطرفه است؟
بله. هر چهار کانال ماژول قابلیت تبدیل سیگنال در هر دو جهت را دارند (Bidirectional)؛ یعنی می‌توان سیگنال را از سمت 5V به 3.3V و همچنین از سمت 3.3V به 5V منتقل کرد.
این ماژول چند کانال دارد؟
این ماژول دارای 4 کانال مستقل دوطرفه است. هر کانال از یک مسیر HV و LV متناظر تشکیل می‌شود:
HV1↔LV1، HV2↔LV2، HV3↔LV3 و HV4↔LV4.
در صورت لزوم برای مشاهده و تهیه نمونه مشابه این مبدل سطح ولتاژ منطقی با دو کانال ورودی و خروجی می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید :
خرید مبدل منطقی ۵ به ۳.۳ ولت لاجیک کانورتر ۲ ماسفته
پایه HV و LV چه کاربردی دارند؟
پایه HV به سمت ولتاژ منطقی بالاتر و پایه LV به سمت ولتاژ منطقی پایین‌تر متصل می‌شود. برای مثال در تبدیل 5V به 3.3V، معمولاً HV به 5V و LV به 3.3V متصل می‌شود.
آیا می‌توان از این ماژول برای Arduino استفاده کرد؟
بله. یکی از کاربردهای رایج آن اتصال میکروکنترلرهای 5V مانند Arduino UNO به سنسورها و ماژول‌های دارای منطق 3.3V است.
آیا این ماژول با ESP32 سازگار است؟
بله، می‌توان از آن برای اتصال ESP32 و سایر کنترلرهای 3.3V به تجهیزات دارای سطح منطقی بالاتر استفاده کرد؛ البته ولتاژهای مجاز همان نسخه ماژول باید رعایت شوند.
آیا برای I2C مناسب است؟
بله. این نوع مبدل MOSFET دوطرفه برای رابط I2C بسیار مناسب و توصیه شده است و می‌توان از کانال‌های آن برای خطوط SDA و SCL استفاده کرد.
آیا برای UART مناسب است؟
بله. می‌توان از کانال‌های مبدل برای تبدیل سطح منطقی ارتباط UART/TTL بین دو مدار با ولتاژ منطقی متفاوت استفاده کرد.
آیا برای SPI قابل استفاده است؟
بله، اما برای SPI پرسرعت توصیه نمی‌شود. این نوع مبدل برای ارتباطات با سرعت پایین‌تر مناسب‌تر است؛ محدودیت سرعت به طراحی مدار، Pull-upها و شرایط باس بستگی دارد. در طراحی سازنده مرجع Adafruit، استفاده از SPI با سرعت کمتر از حدود 2MHz پیشنهاد شده است.
آیا برای هر کانال پایه تعیین جهت وجود دارد؟
خیر. در ساختار MOSFET دوطرفه، جهت انتقال سیگنال به‌صورت خودکار تعیین می‌شود و نیازی به پایه DIR یا کنترل نرم‌افزاری جهت وجود ندارد.
آیا باید GND دو مدار و ماژول مبدل منطقی به هم متصل شود؟
بله. برای عملکرد صحیح، GND مدار سمت HV و LV باید مشترک باشد.
آیا این ماژول ولتاژ 5V را به 3.3V برای تغذیه تبدیل می‌کند؟
خیر. این محصول مبدل سطح منطقی است و فقط برای تبدیل سطح سیگنال دیجیتال با محدودیت جریان استفاده می‌شود؛ نباید از آن به‌عنوان رگولاتور یا منبع تغذیه 3.3V استفاده کرد. این ماژول خروجی توان محسوب نمی‌شود و برای تأمین جریان بار طراحی نشده است.
آیا می‌توان از این ماژول برای سیگنال آنالوگ استفاده کرد؟
خیر. این مدار برای سطح منطقی سیگنال‌های دیجیتال طراحی شده و گزینه مناسبی برای تبدیل دقیق ولتاژهای آنالوگ به دیجیتال نیست.
آیا هر چهار کانال را باید استفاده کرد؟
خیر. هر کانال مستقل است و می‌توانید فقط به تعداد موردنیاز از کانال‌ها استفاده کنید. در صورت لزوم برای مشاهده و تهیه نمونه مشابه این مبدل سطح ولتاژ منطقی با دو کانال ورودی و خروجی می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید :
خرید مبدل منطقی ۵ به ۳.۳ ولت لاجیک کانورتر ۲ ماسفته
آیا برای اتصال سنسور 3.3V به Arduino 5V مناسب است؟
بله. در صورتی که سنسور دارای رابط دیجیتال باشد، می‌توان از کانال‌های مبدل برای هماهنگ‌کردن سطح منطقی بین سنسور و Arduino استفاده کرد.
آیا این ماژول برای Raspberry Pi مناسب است؟
بله، برای ایجاد ارتباط سطح منطقی بین Raspberry Pi و تجهیزات دارای ولتاژ منطقی متفاوت می‌توان از آن استفاده کرد؛ البته باید محدوده ولتاژ و نوع رابط هر دو طرف بررسی شود.
آیا می‌توان از یک کانال برای ورودی و خروجی استفاده کرد؟
بله. ماهیت دوطرفه کانال‌ها اجازه می‌دهد سیگنال در هر دو جهت منتقل شود و این ویژگی برای رابط‌هایی مانند I2C اهمیت ویژه‌ای دارد.
آیا برای موتور، رله یا LED پرقدرت مناسب است؟
خیر. این ماژول برای تبدیل سطح منطقی سیگنال دیجیتال طراحی شده است و نباید مستقیماً برای تأمین توان موتور، رله یا بارهای پرمصرف استفاده شود. برای مشاهده انواع مبدل های تغذیه DC-DC کاهنده و یا افزاینده می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید:
بررسی مدل‌های مختلف مبدل کاهنده و افزاینده ولتاژ
ماسفت‌های این ماژول چه نقشی دارند؟
خود MOSFETها بخش اصلی مدار تبدیل سطح منطقی هستند و امکان انتقال سیگنال بین دو سطح ولتاژ را فراهم می‌کنند. در طراحی‌های رایج این ماژول از BSS138 استفاده می‌شود.
آیا برای استفاده از ماژول به نرم‌افزار یا کتابخانه خاصی نیاز است؟
خیر. این ماژول یک مبدل سخت‌افزاری سطح منطقی است و به‌تنهایی نیاز به کتابخانه یا برنامه خاصی ندارد. فقط باید سیم‌کشی HV، LV، GND و کانال‌های سیگنال به‌درستی انجام شود.
هنوز دیدگاهی برای این محصول ثبت نشده است. اولین نفر باشید.
