Explicación de los niveles lógicos TTL, CMOS y de Arduino

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Explicación de los niveles lógicos de Arduino y TTL y CMOS

Niveles lógicos 0 y 1

Como ya sabemos en la vida real todas las señales son analógicas y están compuestas de muchísimos niveles, sin embargo en el mundo digital tanto los ordenadores como las MCU de las placas de Arduino solo entienden dos niveles lógicos, el ON y el OFF, ósea encendido y apagado.

Cuando algo esta encendido decimos que tiene un valor High o alto o 1, y cuando algo esta apagado decimos que tiene un valor Low o bajo o 0 o GND.

¿Qué es un nivel lógico?

¿Qué es un nivel lógico?

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¿Qué es un nivel lógico 0 y 1?

¿Qué es un nivel lógico 0 y 1?

Ya sabemos que Arduino solo entienden dos niveles lógicos, el ON y el OFF, ósea encendido y apagado, uno y cero.

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¿Qué son los números binarios?

Números binarios.

Como en Arduino solo hay dos niveles lógicos usamos tambien una numeración que solo tenga dos numero en este caso es la numeración Binaria que va del 0 al 1. Osea la numeración binaria solo tiene dos numero el 0 y el 1.

Nosotros en la vida real usamos una numeración decimal que va del 0 al 9.

Números binarios con tensiones de 1 y de 5 voltios

Números binarios con tensiones de 0 y 5 voltios DC.

Ya sabemos que él Arduino solo tiene dos niveles lógicos, y que estos niveles están representados por el valor de 0 y por el valor de 1, que ademas son números binarios.

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Números binarios con tensiones de 1 a 5 voltios

Números binarios con tensiones de 0 a 5 voltios DC.

Antes vimos los números binarios con las tensiones de 0 voltios o GND y de 5 voltios, pero ¿qué sucede si la tensión en vez de ser 5 voltios DC es por ejemplo 4 voltios DC?.

¿ Será 4 voltios DC un valor alto o bajo?.

Pues este punto es lo que vamos aprender tenemos que saber cuándo una tensión determinada es un valor Alto o 1 o si es un valor bajo o 0.

¿Qué es lo que sucede sin la tensión alta es 4 voltios DC?

¿Qué valores de tensión o voltaje son un nivel 0 o un nivel 1?

¿Cómo se define que valor de tensión da una lógica 0 en binario (ósea BAJA) o que valor de tensión da una lógica 1 (ósea ALTA) binario?

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Niveles lógicos de tensión en el estándar TTL de 5 voltios

Niveles lógicos alto y bajo del estándar TTL.

Estos son los valores usados por los componentes del tipo TTL o Transistor-Transistor Logic, son piezas electrónicas digitales que funcionan con 5 voltios de tensión de alimentación.

Recordemos que el estándar TTL es el más usado por los sensores de Arduino, pero no es el usado por nuestro Arduino UNO que ya lo veremos ahora mismo.

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Niveles lógicos de tensión en el estándar CMOS de 3,3 voltios

Niveles lógicos alto y bajo del estándar CMOS.

Estos son los valores usados por los componentes del tipo CMOS, son piezas electrónicas que funcionan con 3.3 voltios de alimentación, (recuerda que el circuito impreso de Arduino Uno y su MCU trabaja con 5v DC).

Este es el segundo estándar de valores de tensión más usado con Arduino.

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Niveles lógicos del Arduino UNO o su MCU Atmega328.

La MCU o microcontrolador ATmega328 que incorpora nuestro circuito impreso de Arduino UNO está construido sobre una plataforma o estándar de tensiones similar a la TTL pero un poco más robusta, digamos más flexible, o más segura, es una  tecnologia TTL pero con vitaminas.

La diferencia más notable con respecto a la tecnologia TTL es que la región inválida o  inestable, esta en el rango de…

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Circuito convertidor de niveles logicos de TTL y Arduino a Cmos o de 5 voltios a 3,3 voltios.

¿Cómo podemos usar dos tipos de tensiones o estandar de niveles lógicos en un mismo circuito?

Para convertir tensiones de 5 voltios o TTL a 3,3 voltios a CMOS, o bien convertir tensiones CMOS de 3,3 voltios a tensiones  TTL de 5 voltios usamos unos pequeños circuitos impresos que se les llama convertidor de niveles.

Los convertidores de niveles son útiles cuando mezclamos el estándar de Arduino y TTL con el Estándar de CMOS.

Estos convertidores de niveles se emplean para adaptar la señal de un sensor TTL por ejemplo a una placa del tipo ESP8266.

También estos convertidores de niveles se usan para conectar sensores cuya tensión de trabajo sea de 3,3 voltios a nuestra placa de Arduino Uno.