По роду занятий мне часто приходится сталкиваться с ситуациями, когда подключаемое к компьютеру по USB устройство не должно иметь непосредственной электрической связи с ним, потому как это может повлечь как просто большие помехи вплоть до потери работоспособности, так и взаимное влияние блоков питания компьютера и тестируемого устройства. Вариантов решения не так много и наиболее простой из них, применить гальваническую развязку.
Я рассказывал добавлении гальванической развязки к одной из моих электронных нагрузок, вариант по своему тоже простой, но тем не менее требующий вмешательства в конструкцию нагрузки, а также установки специального ПО. Как альтернативные варианты:
1. Гальванически развязать сам компьютер от сети, но при этом надо отвязывать и монитор и питание USB хаба и принтера, в общем не вариант.
2. Применить WiFi, Bluetooth, Ethernet. Изоляция супер, но сложность исполнения высокая и обычно каждое устройство надо дорабатывать отдельно.
3. USB изолятор. Устройство предельно простое, полностью прозрачное с точки зрения программной и аппаратной составляющей, может быть применено по мере необходимости и собственно о нем я сегодня и буду вести рассказ.
Действительно, иногда надо просто временно развязать компьютер и подключаемое устройство, как для работы, так и для проверки «кто виноват», потому я и заказал именно такой вариант, хотя как писал в самом начале, стараюсь по мере возможности делать развязку внутри самих устройств, например как я это делал в моих блоках питания.
На момент покупки стоило $7.59+1.63 за доставку, итого около 9.2 доллара, недешево, но мне их и не десяток надо было.
Через время получил такой пакетик, правда попутно заказывал пару модулей WiFi-UART, но продавец почему-то решил что мне они не нужны и не выслал, печаль, на один полезный обзор будет меньше :(
Фото в сравнении со стандартным спичечным коробком для понимания размеров.
И габариты со страницы товара.
Исполнение вполне аккуратное, можно конечно придраться, но я не буду так как меня все устроило.
Кроме USB разъемов на плате есть еще три светодиода и переключатель, пара светодиодов отображает режим работы (Low и Full speed), а также подачу питания на выход, при помощи переключается выбирается режим передачи, те самые Low и High speed.
Все емкие конденсаторы на плате танталовые, по входу есть самовосстанавливающийся предохранитель на ток 400мА, так что в безопасностью все нормально.
Устройство, подключаемое через развязку получает питание через изолированный преобразователь напряжения, в данном случае 5-5 Вольт, мощностью 1 Ватт, т.е. максимальный ток нагрузки 200мА, при этом от него же питается и вторичная сторона самой платы потому сильно не разгуляешься, например попытка подключить внешний SSD накопитель привела к его циклической перезагрузке.
Я себе в другом магазине купил пяток подобных преобразователей для питания вольтметров с VFD дисплеями, да и просто для разных применений, полезная вещь.
А за собственно развязку отвечает
ADUM3160, рядом расположен оптрон, при помощи него от переключателя идет команда на управляющий входу ADUMа для задания скорости передачи данных.
По заявлению производителя (если считать что чип оригинальный, а не клон) обеспечивается гальваническая развязка с максимальным напряжением до 2.5кВ и скоростью передачи данных 1.5/12 Мбит.
Снизу пусто, но должен сделать замечание. В характеристиках ADUM3160 указано что он выдерживает 2.5кВ, но в данном случае напряжение пробоя будет ограничено не им, а расстоянием между контактами преобразователя напряжения. Не знаю сколько держит его изоляция, но расстояние между 2 и 3 контактами маленькое и я бы как минимум сделал там прорезь в текстолите.
Измерение емкости между сторонами изолятора я провел сначала в варианте земля/земля, прибор показал 26пФ, потом измерил емкость земля/питание, показало те же 26пФ что на мой взгляд более чем нормально.
А теперь проверим его в работе.
Здесь проверка проходила не с каким-то из моих устройств, а с обычной флешкой, собственно для изолятора все равно что там подключено так как он полностью прозрачен для системы, не требует никаких драйверов и прочего, включил и работай, чем собственно меня и заинтересовал.
На первичной стороне есть два светодиода, синий и красный, синий светит когда выбран режим высокой скорости (12 Мбит), красной — низкой скорости (1.5 Мбит).
Но почему-то нормально работал только режим Full speed, при низкой компьютер видел что что-то подключено, но не мог определить что это. Проверял как флешки, так и USB-UART конвертер, переключал как «на ходу», так и с переподключением, в Low speed ничего не заработало.
Немного тестов скорости.
1. Кардридер, включено в USB 3.0 хаб
2. Кардридер, включено в USB 2.0 компьютера
3. USB 2.0 флешка, включено в USB 2.0 компьютера.
Максимум я получил скорость около 9 Мбит, что в принципе нормально, при этом видно, что в варианте с прямым подключением к компьютеру скорость выше.
1, 2. Ток потребления в режиме Full speed ниже чем в Low speed и составляет соответственно 15 и 28мА.
3. Напряжение на выходе без нагрузки выше чем на входе, примерно на 0.1 Вольта.
4, 5. Интересно что в режиме Low speed ток потребления нагрузки падает почти до нуля (фото 5), при этом питание есть так как работает тестер, но устройства не определяются, о чем я писал выше.
6. Нагрузочная способность модуля очень маленькая, уже при токе нагрузки в 60-65мА напряжение проваливается до 4.6 Вольта. В данном тесте изолятор был подключен через USB удлинитель, но даже при прямом подключении разница была не очень большая.
И так положительное, качество изготовление нормальное, модуль работает стабильно, данные передаются, пользоваться очень удобно так как он просто включается между компьютером и целевым устройством, например той же нагрузкой, блоком питания, USB осциллографом и пр.
Отрицательное. Скорость только до 12 Мбит, потому подойдет для не очень скоростных устройств, причем почему-то работает только в одном режиме. Нагрузочная способность по выходу мала и составляет всего около 40-50мА, из-за чего целевое устройство желательно питать отдельно. Есть также нарекания к качеству изоляции между первичной и вторичной стороной, решить можно заменой DC-DC изолятора, причем если применить более мощный, то вырастет и нагрузочная способность по выходу.
Резюме, если знать о нюансах применения, то имеет право на жизнь и в некоторых ситуациях может реально облегчить жизнь. У меня не так давно был реальный случай, когда при определенной комбинации электронной нагрузки, ее блока питания, тестируемого блока питания и компьютера соединение по USB пропадало через каждые 5-10 секунд, USB изолятор решил бы эту проблему так как без подключения к компьютеру все работало стабильно.
У продавца есть купон 2/15, потому при покупке двух штук можно немного сэкономить, я этот купон использовал так как заказывал эту плату+два WiFi-UART модуля.
На этом у меня все, надеюсь что обзор был полезен.
Да, высокоскоротные устройства (например «флешки», скоростные осциллографы) через такой адаптер скорее всего работать не будут. Его область применения — всяческие программаторы низкой скоростью работы (USB-UART/ ST-Link/J-Link и прочие, сделанные на простых процессорах типа STM32)
2. В Low режиме не работает ничего, в том числе
В обзоре это написано.
2) изолятор full режим, за ним usb hub, а за ним ubsasp тоже работают
для работы в LOW режиме устройство должно уметь только его. если устройство умеет full то не будет работать
пользуюсь уже пол года таким. полет отличный.
Возможно дело в этом. Но чтобы определить точно, нужно сниффер подключать.
О, выше уже подтвердили мою догадку.
2.Нативный ST-Link isol спасет гиганта мысли.
Вот к примеру у плат преобразователей от RD развязка есть, но это скорее исключение.
Немного больше бы примеров применения обозреваемого прибора.
При всем уважении, но какие еще примеры можно придумать для гальванической развязки, она отвязывает электрически одно от другого, применение каждый найдет уже сам для себя, главное понимать что оно вообще делает.
2) иногда бывают конструкции не развязаные от 220в, с контроллером. изолированный 220-220 трансфоматор заметно дороже и массивнее
К автору не относится.
Зависит от требуемой осциллографу скорости.
Сразу будет наглядно и многие вопросы отпадут.
вот тут ровно $9 и доставка в РФ бесплатная.
Я такую штуку для USB цап применить пытался, в итоге плюнул: проще из ноута шнурок выдергивать )
А где тесты с USB-мышкой/клавиатурой?
Как-то пытались использовать это совместно с USB-осциллографом: наблюдалась неустойчивая работа.
Я сам произвожу такие изоляторы на оригинальных 4160 и с ESD-защитой по входу/выходу, для промоборудования.
Так при закупке этими преобразователями мой китайский поставщик сказал, что гарантированно они держат до 800в, а дальше как повезёт)
Если нужна хорошая развязка DC-DC то на данный момент я нашел только фирменные Murata, но они стоят по 15-20$…
ссылка или ссылка
Так достаточно?
Не думал что это так критично, свое мнение написал выше.
Если бы действительно было критично, я бы разбирался на какой ток стоит предохранитель, а так просто сопоставил 4=400мА так как это:
1. Близкое к ожидаемому току защиты.
2. Похоже на маркировку других предохранителей, где 5=500мА.
По параметрам модуль для моих предполагаемых :) целей достаточен — в количестве 4х штук, но никак не могу взять на ум, как их закрепить в коробке. По идее в ту же коробку засунуть hub или модули в коробку hub'a. До прояснения конструкции и марки hub'a положил в «мои желания».
Пару лет уже как через такую же платку подключена звуковая карта.
Вам было трудно отключить в Диспетчере устройств энергосбережение для USB портов, чтобы звук не скрипел?
И выставить частоту дискретизации соответственно параметрам вашей звуковой карты?
Поставить Foobar для прослушивания звука и правильно его настроить?
Я ещё с ковокса начинал.
И проблемы компьютерного звука мне интересны ещё с времён РК-86.
Если звучка фонит, то тут как правило она не виновата.
Некоторые (не в Ваш адрес) умудряются даже колонки запитать через BACK-UPS, и иногда потом удивляются.
Вариантов — море…
Но учтите, здесь гальванической развязки нет.
Тут хотя бы по питанию не мутная b0505, а честные 200/300мА DC/DC со стабилизацией выходного через оптопару.
up: похоже оптопара тут тоже не в блоке питания, на 6pin идет :/
По первой ссылке уболтал китайца добавить AliSaverShiping к списку доставки в RU, заказал.
Что хотел, то получил — пусть в два раза дороже, зато к выходу можно уже цеплять слегка прожорливые устройства + напряжение на пробой «на глаз» по сравнению с B0505 поболее будет + ну ооочень толстый корпус, я бы даже сказал ударопрочный.
При токе нагрузки до 0.24A, выход четко 4.99V (по мультиметру), с 0.25A начинается просадка напряжения, 0.3А = 4.53V.
С 0.20A начинает дико грется DC/DC генератор в SOT23-6 корпусе со стертой маркировкой. Защиты от КЗ и перегрева в нем по видимому нет. Емкость схемы вход-выход 7.6pF.
Первые тесты изолятора, через 2.5 метра удлинителя и ориковский USB хаб:
USB-TTL CP2104 на 115200 завелся без проблем.
Лог.анализатор SaleaeLogic 8 каналов на 500kHz — без проблем, на 1MHz зависает, без хаба просит снизить частоту.
ST-Link V2 из кокосика stm'ки шьет без проблем.
TL866A при попытке читать М/С ругается «Не верен серийный номер программатора», через изолятор без хаба и удлинителя — работает без проблем, в т.ч. шьет УФ EEPROM'ки.
PICkit V3 в любых вариациях в диспетчере определяется, но на стадии инициализации программа зависает наглухо.
Скорость копирования со флешки — 1МБ/сек.
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.