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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik USB galvanisch trennen


Autor: nemon (Gast)
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Hi,

für ein Messgerät mit USB-Schnittstelle möchte ich eben diese galvanisch 
vom Computer trennen. Was gibt es da alles für Möglichkeiten? Ich 
brauche keinen High-Speed-Modus, Full Speed (12MBit/Sek) reichen mir 
aus. Von diversen Schaltungen kenne ich Lösungen für den I²C-Bus mit 
Optokopplern, kann ich das gleiche Prinzip auf USB anwenden? Oder, was 
auch denkbar wäre, gibt es kabellose USBBrücken? 3 Meter Reichweite 
würden auch dicke ausreichen. Die Lösung sollte noch halbwegs bezahlbar 
sein, 100 Euro wollte ich da nicht für ausgeben.

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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USB galvanisch zu trennen ist sehr aufwendig, da es
sich um eine bidirektionale Übertragung auf einer Zweidrahtleitung 
handelt, es aber keine extern zugängliche Richtungsinformation gibt.

Technisch möglich ist es; es gibt USB-Verlängerungen mit Glasfaserkabel, 
diese aber sind recht kostspielig.

Einfacher ist es, eine galvanische Trennung im Gerät zwischen 
USB-Device-Controller und dem für den restlichen Krempel zuständigen 
Microcontroller vorzunehmen, besonders, wenn die Schnittstelle zwischen 
beiden eine serielle ist. Da bieten sich die auch aus anderen Gründen 
beliebten USB-Seriell-Bridges von Prolific, SiLabs oder FTDI an.

Autor: F. Kriewitz (freddy436)
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12Mbit ist schon recht viel.

Als richtige bidirektionale Lösung würde mir der ADuM 1250/1251 
einfallen, der kann aber nur bis 1000 kHz.

Aber guck dir mal die restlichen iCoupler Produkte von Analog Devices 
an.

Da gibts auch schnellere, aber die sind dann nicht bidirektional, da 
musste mal gucken ob du eventuell mit denen und dann etwas drumherum was 
basteln kannst.

Autor: Jankey (Gast)
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also mit 3 Opto kopplern is sowas lösbar ... die Frequenz sollten sie 
halt können.

CLK Leitung ist nicht Bidirektional sondern nur die SDA = 3 Optos und 
fertig ist der Wurstsalat.

es gibt meines wissens nach ADUM bausteine.

Autor: E. M a t t h i a s (hias)
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@jankey

Es geht ja auch nicht um I2C sondern um USB.
USB hat zwei bidirektionale Leitungen: Data + und Data -

Hias

Autor: nemon (Gast)
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Ich sehe gerade im Datenlatt, dass der IC als Low-Speed-Device 
eingebunden wird. Das wären dann 1,5 MBit/sek. Verwendet wird ein 
IOWarrior, der zum einen ein LCDisplay ansteuern soll und zum anderen 
die I²C-Kommunikation bereitstellt. der I²C-bus wird bei dem Teil nur 
sehr (SEHR!) langsam betrieben, eine Trennung per Optokoppler wär da 
kein größeres Problem, ggf. noch mit Hilfe eines Phillips P82B96. Dann 
wär anfürsich nur das LCDisplay nicht galvanisch vom PC getrennt, 
mangels leitender Verbindung mit dem Rest wär dies aber kein Problem, 
denke ich. Es wär alles in allem aber irgendwie eleganter, würde einfach 
alles getrennt sein.

Bei Analog Devices habe ich mir den ADuM1400CRWZ ausgeguckt, für Low 
Speed würde auch der langsamere mit 10MHz gehen, aber dann hätte ich 
noch ein wenig Reserve, falls das Gerät irgendwann einmal Full-Speed 
fähig wird. Danke für den Hinweis auf die Teile von Analog. Mit 4 
Kanälen und je einem induktions- und kapazitätsarmen Widerstand sollte 
das machbar sein. Als Stromversorgung für die getrennte Seite ist ein 
L7805 vorgesehen, oder spricht da etwas gegen? evtl. noch mit einer 
Spule am Ausgang.

Autor: F. Kriewitz (freddy436)
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Je nach Strom würde ich einen 7805 und externes Netzteil oder einen 
DC-DC Wandler verwenden.

Wenn du da mal was aufgebaut hast würde ich mich sehr über einen 
Erfahrungsbericht freuen.

Autor: nemon (Gast)
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was aufgebaut? ein netzteil, oder die galvanische trennung?

wenn es um das netzteil geht, schau mal unter 
Beitrag "Re: Ic's verbauen. Grundlagen" vorbei, der schaltplan 
ist mal von mir entworfen worden, durch andere dimensionierung der 
festspannungsregler und der sekundärspulen lassen sich da auch andere 
spannungen rausbekommen

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