Eso no es un diodo de protección en sí mismo, pero es parte de un circuito de traductor de nivel bruto, junto con las resistencias 3k3 y 1k.
Es posible que haya notado que las dos placas funcionan con diferentes voltajes: la MCU tiene un riel de alimentación de 5 V, mientras que el módulo EGBT funciona con 3.3 V.
Por lo tanto, sus señales UART no son compatibles. En particular, el TXD en la MCU es de 5 V cuando está ALTO, y esto dañará el módulo EGBT si se aplica en su pin RXD. Tenga en cuenta que el título de la imagen indica claramente que las entradas del módulo EGBT son no tolerantes a 5V, como lo son algunas entradas de chips de 3.3V.
Para superar esto, utilizan un traductor de nivel, que es bastante básico ya que no utiliza componentes activos. A continuación explico cómo funciona.
Si TXD es BAJA (0V), la D1 conduce y usted tiene una caída de aproximadamente 0.3V en sus terminales. Esto significa que RXD recibe un voltaje (~ 0.3V) que se interpreta como una lógica BAJA en la lógica de 3.3V.
Tenga en cuenta que D1 debe ser necesariamente un diodo Schottky. Un diodo rectificador de silicio (unión PN) normal producirá una caída de ~ 0.6V-0.7V, que no se reconocerá como una lógica BAJA en la lógica de 3.3V.
Si TXD es ALTO (5V) D1 está APAGADO. Por lo tanto, RXD recibe el voltaje completo de 3.3V a través de las dos resistencias, que ahora están en serie y actúan colectivamente como un pull-up. En otras palabras, ahora RXD obtiene un nivel de voltaje ALTO (3.3 V) compatible con la lógica de 3.3 V.
Aquí está la hoja de datos de ese módulo EGBT-045MS . El siguiente extracto confirma mi explicación (énfasis mío):
Cuando se usa con microcontroladores de 5 V, la oscilación lógica de salida TXD del EGBT-04 aún se encuentra dentro del rango válido de 5 V TTL, por lo tanto, se puede conectar directamente al UART RXD del host del microcontrolador de 5 V.
EGBT RXD y las entradas, sin embargo, no son tolerantes a 5V y pueden dañarse al entrar la lógica de nivel de 5V. Se debe agregar algún circuito de traducción de nivel
para proteger las entradas.
Un simple circuito traductor de nivel de diodo como los que se muestran en la Figura 3 y 7 será suficiente en la mayoría de las aplicaciones. Una mejor alternativa es el uso de una entrada de 5 V
chips lógicos pequeños tolerantes como 74LVC1G125 - un solo chip de almacenamiento en el paquete smd sot23-5.
Como dije, es un traductor de nivel bastante tosco porque la caída en D1 no produce una lógica muy "sólida" BAJA, es decir, erosiona el margen de ruido de la conexión. Está bien si los cables de la MCU y el módulo son cortos, y todo el circuito se coloca en un entorno con bajo ruido eléctrico.
El extracto anterior sugiere, para una mejor alternativa, usar un pequeño búfer de lógica para realizar la traducción. También hay otras alternativas, como el uso de un MOSFET, por ejemplo. Estos traductores que usan circuitos activos son mejores porque no afectan el margen de ruido de la conexión y permiten que su diseño sea más robusto, especialmente cuando se utiliza en un entorno con ruido eléctrico.
