Schaltungstricks für Arduino & Pi
Manchmal verzweifelt man vor ganz simplen Problemen: Ein Peripherie-Chip will mit 3,3-V-Pegel angesprochen werden, der Arduino liefert aber 5V, oder die LED-Zeile braucht ein paar Milliampere mehr, als der RasPi liefern kann. Kleine Helfer-Schaltungen mit Transistoren und Widerständen sind die Lösung.
Nicht immer passt alles so zusammen, wie der unvoreingenommen Drauflosbastelnde sich das vorgestellt hat. Viele aktuelle integrierte Bausteine, zum Beispiel diverse Sensor-Chips, vertragen an ihren Eingängen keine höheren Spannungen als 3,3V. Schließt man sie ohne weitere Maßnahmen an die Ausgänge eines Arduino an, können sie Schaden nehmen – manchmal nicht sofort, sondern erst beim Auftreten von Störimpulsen oder Überspannungen. Die Frage ist dabei nicht „ob“, sondern „wann“ der Baustein oder das IC zerstört wird.
In der Regel wird ein IC, das mit einer Betriebsspannung von 3,3V arbeitet, auch nur Logikpegel in dieser Höhe vertragen. Grund sind integrierte Schutzdioden an den Eingängen, die Überspannungen ableiten sollen – eigentlich eine gute Idee, denn sonst würde schon die kleinste statische Entladung (Anfassen reicht!) zum sicheren Tod der empfindlichen CMOS-Strukturen führen. Die integrierten Dioden beginnen zu leiten, wenn die Eingangsspannung etwa ein halbes Volt über der Betriebsspannung oder ein halbes Volt unter Massepotential liegt (die genauen Spannungswerte sind üblicherweise im Datenblatt unter „Maximum Ratings“ zu finden).