Izolator magistrali I2C

Izolator magistrali I2C
Pobierz PDF Download icon

Prezentowany minimoduł, oprócz buforowania sygnałów magistrali I2C, zapewnia izolację galwaniczną komponentów dołączonych do tej magistrali. Dzięki zestawowi złączy dla najpopularniejszych standardów płytek prototypowych (Grove, Qwiic, Arduino Brick, Pmod) pełni funkcję huba pomiędzy systemami, zwalniając z konieczności posiadania przejściówek.

Podstawowe parametry:
  • zawiera izolatory sygnałów SDA i SCL z automatycznym przełączaniem kierunku transmisji,
  • jest wyposażony w zestaw złączy dla najpopularniejszych standardów płytek prototypowych (Grove, Qwiic, Arduino Brick),
  • wymaga zasilania z zakresu 3,0…5,5 V dla każdej z izolowanych stron,
  • może pełnić funkcję konwertera poziomów logicznych na magistrali I2C.

Moduł ma nieskomplikowaną konstrukcję dzięki zastosowaniu specjalizowanego układu izolatora magistrali I2C typu ADuM1250 firmy Analog Devices. Budowa wewnętrzna układu została pokazana na rysunku 1. W swej strukturze układ zawiera izolatory sygnałów SDA i SCL magistrali I2C, a wbudowana logika zapewnia automatyczne przełączanie kierunku transmisji.

Rysunek 1. Struktura wewnętrzna układu ADuM1250

Umożliwia on dwukierunkową transmisję sygnału SCL. Jego uproszczona wersja zgodna wyprowadzeniami to ADuM1251, który transmituje sygnał SCL w jednym kierunku (wejście na wyprowadzeniu 3, wyjście na wyprowadzeniu 6). W modelu zastosowano ADuM1250 co pozwala na umieszczenie układu master z dowolnej „strony” izolatora.

Budowa i działanie

Schemat modułu został pokazany na rysunku 2. Oprócz układu U1 zawiera jedynie rezystory podciągające sygnały magistral do zasilania oraz kondensatory odsprzęgające zasilanie. Sygnały wejściowe (umownie) I2C doprowadzone są do bloku złącz I2CxI, izolowane sygnały wyjściowe (umownie) I2C dostępne są na złączach I2CxO. Diody LD1 i LD2 sygnalizują obecność zasilania po obu stronach izolatora.

Rysunek 2. Schemat ideowy modułu

Montaż i uruchomienie

Moduł zmontowany jest na dwustronnej płytce drukowanej. Schemat płytki wraz z rozmieszczeniem elementów został pokazany na rysunku 3. Montaż jest typowy i nie wymaga dokładnego opisu. Poprawnie zmontowany układ nie wymaga uruchamiania i jest gotowy do pracy po podłączeniu zasilania z zakresu 3,0...5,5 V dla każdej z izolowanych stron.

Rysunek 3. Schemat płytki PCB wraz z rozmieszczeniem elementów

Moduł może pełnić funkcję konwertera poziomów logicznych I2C, jednak każdorazowo należy sprawdzić zgodność poziomów logicznych współpracujących układów aby ich przez przypadek nie uszkodzić.

Adam Tatuś, EP

Wykaz elementów:
Rezystory:
  • R1…R6: 4,7 kΩ 1% SMD0805
Kondensatory:
  • C1, C2: 0,1 µF SMD0805
Półprzewodniki:
  • LD1, LD2 VCC1: LED SMD 0805
  • U1: ADUM1250ARZ (SO8)
Inne:
  • I2CAI, I2CAO: złącze EH4 kątowe
  • I2CBI, I2CBO: złącze SIP4 proste męskie
  • I2CCI, I2CCIA, I2CCO, I2CCOA: złącze JST 2 mm proste
  • I2CDI, I2CDI1, I2CDO, I2CDO1: złącze Grove proste
  • I2CEI, I2CEO: złącze JST4 1 mm
  • I2CGI, I2CGO: złącze śrubowe 2,54 mm
Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
marzec 2021
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Materiały dodatkowe

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik maj 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio czerwiec 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje maj 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna maj 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów