USB-RS232-Konverter mit galvanischer Trennung

[Stephan S. (uxdx)]

Ich möchte einen USB-RS232-Konverter mit galvanischer Trennung machen. 
Die gibt es zwar schon fertig, leider leiten die aber fast alle nur 
RX/TX durch oder sind irre teuer. Ich möchte folgende Daten- und 
Handshake-Signale durchleiten: RX/TX/RTS/CTS/DSR/DTR/DCD

Als Chips dachte ich an FT232RNL, MAX3232 und als Trennung ADUM1200/1201 
oder VO2630/2631 sowie einen DC-DC-Wandler z.B. von Traco. Z.Zt. 
präferiere ich die ADUMs, welche Vor- bzw-Nachteile hätten herkömmliche 
Optokoppler w.v. genannt?

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> welche Vor- bzw-Nachteile hätten herkömmliche Optokoppler w.v. genannt?

Normale Optokoppler sind meist zu langsam fuer RS232.Es gibt aber auch 
ein paar schnellere. Sie koennen besser sein wenn du ein paar 
abgefahrene Zulassung fuer Medizintechnik oder sowas brauchst. Es gibt 
auch eher mal eine Alternative eines anderen Hersteller. Dafuer kann man 
mit denen viel Freude haben wenn man nicht soviel Ahnung hat weil der 
CTR von Temperatur, Alterung und Exemplarstreung abhaengt.

ADuM, ISOs usw sind ziemlich idiotensicher, dafuer aber teurer.

> DC-DC-Wandler z.B. von Traco.

Geht in Ordnung. Liess das Datenblatt bezueglich EMV. Billige 
chinesische stoeren manchmal erstaunlich. Bedenke das viele Typen im 
Leerlauf eine deutlich hoehere Spannung raushauen als unter Last.

Vanye

[Stefan S. (energizer)]

Hallo Stephan,

hier sind zwei Threads in denen es genau um sowas geht:
Beitrag "Universeller USB-seriell-Wandler"
Beitrag "USB-UART Baugruppe"

Alle Daten- und Handshakesignale werden (galvanisch getrennt) 
durchgereicht.
Ich habe davon mal eine Kleinserie fertigen lassen und noch ein paar 
Exemplare da, vielleicht ist das ja interessant für Dich:
https://github.com/Phunkafizer/AllSerial

Gruß
Stefan

[Bauform B. (bauformb)]

Vanye R. schrieb:
> ADuM, ISOs usw sind ziemlich idiotensicher

Man sollte allerdings die AN1109 "Recommendations for Control of 
Radiated Emissions with iCoupler Devices" mal quer gelesen haben. Weil, 
wenn man auch das Kleingedruckte liest, nimmt man doch wieder 
Optokoppler ;)

Zum Beispiel ACPL-M61L, ACPL-M61M, ACPL-W61L. Die sind schneller als die 
FT232 und eher wie ein Digital-IC spezifiziert, also z.B. Recommended 
Input Current 1.6 bis 3.2mA. Außerdem haben sie einen CMOS Push-Pull 
Ausgang, damit entfällt die nächste Unwägbarkeit.

Zu den ISO7021 hab' ich noch keine AppNote zwecks EMV gefunden, aber sie 
brauchen deutlich weniger Strom als die ADUM und sind langsamer.

[Stephan S. (uxdx)]

und hier noch das Datenblatt

[Stephan S. (uxdx)]

und hier noch Das Datenblatt

[Stephan S. (uxdx)]

Ich habe mir gerade nochmal das Datenblatt der ADUMs genauer abgesehen, 
die scheinen auch push-pull-Ausgänge zu haben und haben 
spannungssensitive Eingänge.

[Bruno V. (bruno_v)]

Stephan S. schrieb:
> Die gibt es zwar schon fertig, leider leiten die aber fast alle nur
> RX/TX

Naja, nimm halt so viele Du brauchst.

[Stephan S. (uxdx)]

Vanye R. schrieb:
>> DC-DC-Wandler z.B. von Traco.
>
> Geht in Ordnung. Liess das Datenblatt bezueglich EMV. Billige
> chinesische stoeren manchmal erstaunlich. Bedenke das viele Typen im
> Leerlauf eine deutlich hoehere Spannung raushauen als unter Last.

Dazu habe ich noch eine Frage:

Es gibt zahlreiche DC-DC-Wandler, da steht im Datenblatt der 
Mindeststrom, oft ist es 10% des Maximalstromes. Es gibt aber auch 
Wandler, da steht nix darüber drin. Habt Ihr da evtl Tips, ich brauche 
eher weniger als 100 mA, falls der Wandler aber 200 mA oder so liefert 
und nur einen geringen Mindeststrom hat, ist das auch ok. Mir 
widerstrebt es nur, ggf mit einem Widerstand Energie zu verbraten.

[Christian M. (christian_m280)]

Stephan S. schrieb:
> mit einem Widerstand Energie zu verbraten.

Plus (Kontroll-) LED! ;-)

Gruss Chregu

[Manfred P. (pruckelfred)]

Stephan S. schrieb:
> Ich möchte folgende Daten- und
> Handshake-Signale durchleiten: RX/TX/RTS/CTS/DSR/DTR/DCD

Anstatt einer Orgie mit 4 ADUM1201 liegt es doch nahe, die andere Seite 
(USB) zu trennen, ADUM3160.

[Christian M. (christian_m280)]

Ja ja. Man könnte den Rechner auch über einen Trenntrafo versorgen...

Gruss Chregu

[Lars R. (larsr)]

Manfred P. schrieb:
> Anstatt einer Orgie mit 4 ADUM1201 liegt es doch nahe, die andere Seite
> (USB) zu trennen, ADUM3160.

Würde ich auch empfehlen, ist die beste Lösung.

[Falk B. (falk)]

Christian M. schrieb:
> Ja ja. Man könnte den Rechner auch über einen Trenntrafo versorgen...

Stephan S. schrieb:
> Es gibt zahlreiche DC-DC-Wandler, da steht im Datenblatt der
> Mindeststrom, oft ist es 10% des Maximalstromes.

Ja, das sind vor allem die kleinen und sehr kleinen mit 1W und weniger.

> Es gibt aber auch
> Wandler, da steht nix darüber drin. Habt Ihr da evtl Tips, ich brauche
> eher weniger als 100 mA, falls der Wandler aber 200 mA oder so liefert
> und nur einen geringen Mindeststrom hat, ist das auch ok. Mir
> widerstrebt es nur, ggf mit einem Widerstand Energie zu verbraten.

Willst du damit das Klima oder nur deine Seelenheil retten?
Die kleinsten Wandler die ich so kenne haben 250mW, macht bei 5V 50mA.

https://de.rs-online.com/web/c/stromversorgungen-transformatoren/spannungswandler/schaltregler/?pn=1&applied-dimensions=4294296053,4290527888,4294809105,4294393346,4290527889,4294409829,4290527884,4290527892,4294404797,4294831583,4294210776&sortBy=P_breakPrice1&sortType=ASC

https://recom-power.com/en/products/dc-dc-converters/dc-dc-unregulated/rec-c-dc-dc-unregulated.html?1

[Harald A. (embedded)]

https://www.we-online.com/en/components/products/MAGIC-FIMM

9x7x3mm,
Performance passt wie angegeben.

[Harald A. (embedded)]

Kennt eigentlich jemand Digital Isolators in wirklich kleinen Bauformen? 
Also kleiner als z.B. SO8. Jaja, ich weiß schon, dass man damit nicht 
die Isolationsbarriere aufrecht erhalten könnte, aber es gibt ja auch 
noch genug Anwendungen im Bereich der funktionalen Potentialtrennung.

[Stephan S. (uxdx)]

Manfred P. schrieb:
> Stephan S. schrieb:
>> Ich möchte folgende Daten- und
>> Handshake-Signale durchleiten: RX/TX/RTS/CTS/DSR/DTR/DCD
>
> Anstatt einer Orgie mit 4 ADUM1201 liegt es doch nahe, die andere Seite
> (USB) zu trennen, ADUM3160.

Werde ich ebenfalls in Betracht ziehen. Ich hätte auch nur die kleinere 
Orgie mit ADUM1400 plus ADUM1401 genommen.

Trotzdem brauche ich einen DC-DC-Wandler, z.Zt. denke ich an RECOM 
R1SE-0505 oder XP Power IES0105S05, die arbeiten mit verschiedenen 
Frequenzen 20 kHz vs. 270 kHz, die 10%-Grenze werde ich w.o. 
vorgeschlagen mit einer LED plus R erschlagen.

Harald A. schrieb:
> https://www.we-online.com/en/components/products/MAGIC-FIMM
>
> 9x7x3mm,
> Performance passt wie angegeben.

Den habe ich bei Mouser auch schon gesehen, LGA ist schwierig mit der 
Hand zu löten. Sehr effizient und klein.

[Harald A. (embedded)]

Stephan S. schrieb:
> Den habe ich bei Mouser auch schon gesehen, LGA ist schwierig mit der
> Hand zu löten. Sehr effizient und klein.

Och, es ist leichter als es zunächst erscheint. Die Pins sind seitlich 
zugänglich, da kommt man ran. Oder Pins und Pads vorverzinnen, gutes 
Flussmittel, Vorheizplatte und Heißluft.

Übrigens fragst Du oben nach Vor- und Nachteilen der ADUMs. Als großen 
Vorteil (gerade für so etwas langsames wie RS232) sehe ich, dass die 
Pin- und Funktionskompatibel zu zahlreichen anderen Herstellern wie 
SiLabs oder TI sind.

[Stephan S. (uxdx)]

Harald A. schrieb:
> Übrigens fragst Du oben nach Vor- und Nachteilen der ADUMs. Als großen
> Vorteil (gerade für so etwas langsames wie RS232) sehe ich, dass die
> Pin- und Funktionskompatibel zu zahlreichen anderen Herstellern wie
> SiLabs oder TI sind.

Bei TI sind die EOL und bei Skyworks NRND

[Harald A. (embedded)]

Stephan S. schrieb:
> Harald A. schrieb:
>> Übrigens fragst Du oben nach Vor- und Nachteilen der ADUMs. Als großen
>> Vorteil (gerade für so etwas langsames wie RS232) sehe ich, dass die
>> Pin- und Funktionskompatibel zu zahlreichen anderen Herstellern wie
>> SiLabs oder TI sind.
>
> Bei TI sind die EOL und bei Skyworks NRND

Interessant! Also nur noch Analog im Rennen, oder was ist die 
Alternative zu Digital Isolators?

[Stephan S. (uxdx)]

Harald A. schrieb:
> Stephan S. schrieb:
>> Harald A. schrieb:
>>> Übrigens fragst Du oben nach Vor- und Nachteilen der ADUMs. Als großen
>>> Vorteil (gerade für so etwas langsames wie RS232) sehe ich, dass die
>>> Pin- und Funktionskompatibel zu zahlreichen anderen Herstellern wie
>>> SiLabs oder TI sind.
>>
>> Bei TI sind die EOL und bei Skyworks NRND
>
> Interessant! Also nur noch Analog im Rennen, oder was ist die
> Alternative zu Digital Isolators?

Onsemi hat noch je einen mit 2 bzw 4 Kanälen, ST nur noch einen mit 2 
Kanälen, Infineon einen mit 8 Kanälen, Broadcom hat noch diverse mit 1, 
2 und 4 Kanälen auch bidirektional und teils sogar noch in DIP.

[Clemens L. (c_l)]

Harald A. schrieb:
> Kennt eigentlich jemand Digital Isolators in wirklich kleinen Bauformen?

ISO6521 in DFN-8 (noch nicht verfügbar); Si862xxB-IM1.

[Clemens L. (c_l)]

Stephan S. schrieb:
> Bei TI sind die EOL

Welche?
https://www.ti.com/isolation/digital-isolators/products.html

> und bei Skyworks NRND

"Si84xx devices remain in production, but are not recommended for new 
designs. For new designs, please use Si86xx Digital Isolators instead."

Und die sind pin-kompatibel.

[Harald A. (embedded)]

Clemens L. schrieb:
> Harald A. schrieb:
>> Kennt eigentlich jemand Digital Isolators in wirklich kleinen Bauformen?
>
> ISO6521 in DFN-8 (noch nicht verfügbar); Si862xxB-IM1.

Sehr interessant, besten Dank!