[기타/로직레벨컨버터] 3.3V to 5V logic level converter를 이해하자

3.3V to 5V logic 을 전환하는 Logic Level Converter를 사용하여 3.3V, 5V 기기간 원활한 연결을 할 수 있다.

 

▶ 이 가이드를 따라하면

- 필요시 적절하게 3.3V to 5V 레벨 전환을 할 수 있다.

 

▶ 부품 설명 및 회로 구성

 아두이노를 하면서 당혹스러운 경우 중의 하나가 3.3V 기기와 5V 기기이다. 처음에는 특별한 고민없이 구매했다가 Arduino UNO사용자의 경우는 3.3V 기기를 사서 곤혹스러운 경우가 있고, 그 반대의 경우도 생긴다(Arduino Due 나 Arduino Pro Mini 같은 특정 Arduino 보드는 3.3V 기반으로 작동한다.) 이럴때 사용하는 것이 바로 레벨 컨버터(3.3V to 5V)이다.

 우선은 Bi-directional과 Uni-directional 두가지 종류가 있다고 하지만 필자는 Bi-directional(양방향)만 보았다. 어느쪽의 Input을 어느쪽의 Output으로 변환해줄 수 있느냐로 구분하게 되는데 Bi-directional(양방향)이면 양쪽으로 변환이 가능하다. 그리고 반드시 High Votage(5V)와 Low Voltage(3.3V)가 구별되어 있다. 이 둘을 혼돈하여 바꿔끼면 5V가 더 높은 전압으로 변환되는 불상사가 있을 수 있으니 조심해야 한다.

Aliexpress 등 쇼핑몰에서 발췌한 Bi-directional 4 채널 Logic level Converter 사진(H:5V, L:3.3V이다)

 구조는 간단해서 HV(High Voltage)쪽에 5V를 입력하고, LV(Low Voltage)쪽에 3.3V를 입력한 후 1:1로 매칭되는 데이터 핀을 각각 연결하면 된다. 이 변환은 데이터 핀 정도의 작은 전류만 허용하므로(대개 50mA이하 정도) 큰 전류를 다루려고 하면 안된다. 오직 0과 1로 결정되는 데이터핀만 변환한다고 생각하면 된다. 그래서 로직 레벨 변환기, Logic Level Converter라고 부른다.

 위 사진에는 4개의 채널을 변환하는 컨버터지만 8채널, 5채널 등 다양한 버전이 있고, GND가 1개이거나 없는 버전도 있는 것 같다. 그러나 연결은 모두 비슷하며 아래가 대표적인 예이다.

https://www.lelong.com.my/logic-level-converter-3-3v-5v-ttl-arduino-kagstore-192613949-2021-05-Sale-P.htm 인용

 5V 기반의 Arduino UNO에서 3.3V 기기와 연결하는 예시이다. 특정 예시에서는 GND 두개를 따로 외부에서 이어 연결해주기도 하나 대부분 예시가 그렇지 않은 것을 봐서는 각각 기기에 연결만 하면 된다. 이렇게 하면 3.3V기기의 데이터 핀에 불필요하게 높은 전압이 인가되어 회로가 손상되는 문제를 막을 수 있다. (가끔은 3.3V 기기도 5V 전압에 바로 연결하여 작동하는 경우도 있다. 하지만 대부분은 오동작하며, 높은 전압 인가로 인한 모듈 손상이 가능하다는 것은 인지하고 있자)

   

▶ 구매 가이드

Logic Level Converter : https://www.aliexpress.com/af/logic-level-converter.html?d=y&origin=n&SearchText=logic+level+converter&catId=0&initiative_id=SB_20200713065935 ($1 전후)

 

▶ 강의 키워드

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