¿Dónde se usa la tierra / tierra en el Convertidor de nivel lógico de Sparkfun?

Tiene razón, en que se necesita una conexión a tierra común entre los circuitos conectados a cada puerto del traductor.

Sin embargo, este circuito en particular fragmento que se muestra en su diagrama del traductor fuera de contexto no implica ninguna conexión propia a tierra aparte de las posibles unos a través de lo que esté conectado a sus puertos .

Efectivamente, este circuito es una especie de puerta de paso bidireccional, que se encuentra entre dos resistencias pullup que pueden generar estados altos. La generación de estados bajos se deja a los controladores conectados a ella, que presumiblemente tendrían algún tipo de interruptor de lado bajo que se puede conectar a su tierra compartida. Si cualquiera de los lados hace eso, el otro verá el paso "bajo" a través del FET, mientras que si ninguno lo hace, ambos lados verán un pullup hacia su propio riel positivo.

Sería útil si ese diagrama esquemático tuviera una línea de red clara y agradable entre los puertos de tierra de cada lado. Puede haber sido preparado en un estilo donde el nombre de los terminales de tierra es común significa que, de hecho, están conectados en la lista de redes (ya que tendrían que estar en la PCB), a pesar de que esto no se muestra visualmente.

Aquí hay un extracto del esquema Eagle de formato xml:

<net name="GND" class="0">
<segment>
<wire x1="25.4" y1="88.9" x2="27.94" y2="88.9" width="0.1524" layer="91" style="longdash"/>
<pinref part="JP1" gate="G$1" pin="3"/>
<label x="27.94" y="88.9" size="1.27" layer="95" xref="yes"/>
</segment>
<segment>
<wire x1="66.04" y1="88.9" x2="63.5" y2="88.9" width="0.1524"     layer="91" style="longdash"/>
<pinref part="JP2" gate="G$1" pin="4"/>
<label x="63.5" y="88.9" size="1.27" layer="95" rot="R180" xref="yes"/>
</segment>
</net>

Lo que indica que hay una red denominada "GND" que tiene dos segmentos visualmente separados, que sin embargo son la misma red que tienen el mismo nombre.

El traductor en sí no está conectado a tierra, sin embargo, los dos circuitos a los que está conectado deben estar referenciados a la misma tierra para un funcionamiento correcto. Vemos que las clavijas de conexión a tierra de sus dos conectores están conectadas a la misma red con nombre, mientras que todas las otras clavijas en los conectores están conectadas a redes con nombres diferentes.

La forma en que funciona este traductor es la siguiente.

• Si el lado de "bajo voltaje" se baja, entonces el transistor se enciende, uniendo los dos lados y tirando del lado de alto voltaje bajo.
• Si se baja el lado de "alto voltaje", entonces el diodo del cuerpo del transistor comienza a conducir, esto empuja el lado de "bajo voltaje" hacia abajo, encendiendo el transistor que lo empuja hacia abajo.
• Si ninguno de los lados se baja, el transistor y el diodo de su cuerpo se apagan y ambos lados son elevados por sus respectivas resistencias de pull-up.

Tenga en cuenta que las características del transisitor son bastante importantes. Lo que el circuito ve como "bajo" depende de la línea de alimentación de "bajo voltaje" y de las características del transistor. Si la tensión de umbral del transitor es demasiado alta, es posible que no detecte y transmita correctamente un nivel bajo. Si el voltaje de umbral de los transitores es demasiado bajo, entonces puede detectar falsamente un nivel bajo.

También tenga en cuenta que este circuito se basa en pull-ups para proporcionar el "alto", por lo que solo es adecuado para señales relativamente lentas.