3,3 V y 5 V: el error de niveles lógicos que quema placas

Conectas un sensor que funciona de maravilla con Arduino a un ESP32 y, o no lee nada, o la placa deja de arrancar. El culpable casi siempre es el mismo: los dos mundos hablan a tensiones distintas.

Qué pasa por dentro

Un pin de un ESP32 o de un ESP8266 trabaja a 3,3 V y no tolera 5 V. Dentro del chip hay diodos de protección hacia la alimentación: al meter 5 V, ese diodo conduce y empieza a circular corriente donde no debe. A veces el chip aguanta meses y luego falla; a veces muere en el momento. Las dos cosas son igual de malas, porque la segunda al menos avisa.

En el otro sentido el problema es distinto: un pin de 3,3 V puede no llegar al umbral de «1» de una entrada de 5 V. En la práctica muchos chips de 5 V reconocen 3,3 V como nivel alto, pero eso hay que comprobarlo en la hoja de características (V_IH), no suponerlo.

Las tres soluciones

1. Divisor de tensión (solo de 5 V a 3,3 V)

Dos resistencias: 10 kΩ en serie y 20 kΩ a masa dan 3,33 V a partir de 5 V. Barato y suficiente para señales lentas: un final de carrera, un pulsador, una salida digital de poca frecuencia.

Su límite es la velocidad: con la capacidad del cable, un divisor de valores altos redondea los flancos y a partir de unos pocos kilohercios la señal deja de ser digital.

2. Conversor de nivel bidireccional

Una placa pequeña con cuatro u ocho canales basada en MOSFET. Funciona en los dos sentidos, va bien con I2C —que necesita justo eso— y cuesta poco más de un euro. Es la solución correcta para I2C, SPI y cualquier bus.

3. Elegir módulos de 3,3 V

La solución más limpia: muchos sensores existen en versión de 3,3 V o admiten un rango amplio de alimentación. Si estás empezando el proyecto, mira esto antes de comprar y te ahorras el conversor.

El caso del I2C

Es el que más confunde. El bus I2C funciona con resistencias de pull-up: los dispositivos solo tiran a masa. Si el maestro es de 3,3 V y los pull-up van a 3,3 V, un esclavo de 5 V normalmente convive sin problema… siempre que ese esclavo no tenga sus propios pull-up a 5 V, cosa que muchos módulos sí llevan. Mira la placa: si ves dos resistencias junto a SDA y SCL, están ahí.

Comprobación antes de conectar

1. Mira a qué tensión alimentas el módulo y a qué tensión saca su señal. No siempre coinciden.
2. Busca en la hoja de características la tensión máxima de entrada del microcontrolador.
3. Si hay dudas, mide la salida del módulo con el polímetro antes de enchufarla al pin.

Treinta segundos de comprobación frente a una placa nueva. La cuenta sale sola.

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