Interfejs RS232 z separacją galwaniczną

W artykule przedstawiamy proste urządzenie zwiększające walory standardowych interfejsów RS232, umożliwiające nawiązywanie dwukierunkowych połączeń pomiędzy urządzeniami zasilanymi z linii o odmiennych potencjałach odniesienia (inaczej mówiąc: źle uziemionych), które dość łatwo można napotkać nie tylko w prywatnych mieszkaniach.

Schemat elektryczny interfejsu z separacją pokazano na schemacie elektrycznym z rys. 1.

Rysunek 1. Schemat elektryczny układu

Urządzenie jest zasilane ze złącza USB (do tego celu służy gniazdo Con2), przy czym musi być ono na takim samym potencjale co interfejs RS232 (gniazdo Con1). Układ U1 pracuje w swojej klasycznej aplikacji, buforując dwie jednokierunkowe linie transmisyjne: RxD i TxD. Sygnały występujące na wyprowadzeniach 11 i 12 układu U1 dołączono do odpowiednich wyprowadzeń separatora galwanicznego U2, którego funkcję spełnia nowoczesny układ ISO7221 firmy Texas Instruments. Układ ten występuje w kilku wersjach oznaczonych sufiksami A, C lub M, oznaczających maksymalne prędkości transmisji i czasy narastania/opadania zboczy na jego liniach wyjściowych (tab. 1).

Układ ISO7221 jest zgodny pod względem rozmieszczenia wyprowadzeń z układami ADuM1201 firmy Analog Devices, ale różni się od niego budową wewnętrzną i (korzystnie) poborem prądu. Schemat blokowy pojedynczego kanału transmisji danych w układzie ISO7221 pokazano na rys. 2.

Rysunek 2.

Druga „strona” – separowana galwanicznie od U1 – urządzenia wymaga niezależnego zasilania (zalecana wartość napięcia: od 3,3 do 5 V) dołączonego do zacisków GND_EXT oraz VCC_EXT. Napięcie to może być pobierane na przykład z systemu mikroprocesorowego lub dowolnego zasilacza sieciowego, zapewniającego izolację galwaniczną od linii energetycznej.

Rysunek 3. Schemat montażowy układu

Urządzenie modelowe zmontowano na płytce drukowanej, której schemat montażowy pokazano na rys. 3.

Andrzej Gawryluk