Zaloguj się
Wszystkie
10 września 2025
26
- obsługa poziomów logicznych 1,2…5 V,
- zintegrowana przetwornica DC/DC zasilająca konwerter poziomów,
- pobór prądu z urządzenia zewnętrznego (po stronie portu UART): 20 μA (maks.)/2...6 μA (typ.),
- kompatybilność ze standardem USB 2.0,
- wbudowane diody LED sygnalizujące obecność napięć zasilania i kierunek transmisji,
- popularny układ FT232RL, obsługiwany przez większość systemów operacyjnych.
Za konwersję USB/UART odpowiada popularny układ FT232RL, jego aplikacja nie odbiega od zalecanej w nocie katalogowej. Interfejs USB doprowadzony jest do gniazda USB-C pracującego ze zmniejszoną liczbą wyprowadzeń, zapewniającą zgodność z USB2.0. Dioda LD3 sygnalizuje obecność zasilania USB-C, a diody LD1 i LD2 – obecność transmisji. Układ U2 to przełącznik zasilania typu TPS2041, sterowany sygnałem PWEN – kluczuje on napięcie V50L, doprowadzone do modułu izolatora cyfrowego U3 typu TD541S-42H5, aby zapewnić minimalny pobór prądu podczas inicjalizacji konwertera. U3 to nowe opracowanie firmy Mornsun, integrujące w jednej obudowie izolowaną przetwornicę napięcia oraz cztery kanały izolatorów cyfrowych. W ramach rodziny TD541S-4x dostępne są izolatory o czterech kanałach transmisji, ale o zależnym od modelu, ustalonym kierunku transmisji DI–>DO. Dostępne są konwertery w wersjach: 4:0, 3:1, 2:2, 1:3 i 0:4 kanałów DI:DO, co kompleksowo rozwiązuje separację interfejsów GPIO i SPI, niezależnie od strony interfejsu, z której zasilany jest układ. TD541S-42H5 zawiera po dwa izolatory pracujące w każdym z kierunków (2:2), co umożliwia realizację interfejsu UART z potwierdzeniem sprzętowym. Wybór wersji zasilanej napięciem 5 V upraszcza obwód zasilania części pierwotnej konwertera, gdyż FT232RL pracuje w tym standardzie napięciowym bez dodatkowych elementów zewnętrznych (VCCIO=5 V).
Po izolacji galwanicznej sygnały UART doprowadzone są do translatora poziomów U4 typu TXU0204. Zastosowanie dodatkowego translatora podyktowane jest koniecznością zapewnienia poprawnej pracy konwertera zarówno z układami niskonapięciowymi 1,2/1,8 V, jak i tymi zasilanymi napięciem 2,5...5 V – coraz więcej nowoczesnych układów SoC lub komputerów jednopłytkowych pracuje bowiem ze standardem napięciowym GPIO 1,2 V lub 1,8 V, podczas gdy dostępne na rynku czujniki i moduły rozszerzeń często wymagają 3,3 V lub nawet 5 V.
Dodatkowym wymogiem przy projektowaniu konwertera był minimalny prąd pobierany z układu uruchamianego, aby nie zakłócać zasilania układów o niskim poborze mocy. Strona A konwertera U4, połączona z izolatorem U3, zasilana jest napięciem 5 V pochodzącym z wbudowanej w U3 przetwornicy, zaś strona B – z napięcia VI pochodzącego z uruchamianego układu. Układ U5 steruje diodą LD4 sygnalizującą obecność zasilania z układu uruchamianego. Zastosowanie dodatkowego konwertera podyktowane jest koniecznością minimalizacji poboru prądu z tegoż układu oraz zapewnienia napięcia koniecznego do zaświecenia LED, co przy współpracy z układami zasilanymi napięciem 1,2/1,8 V okazuje się niewykonalne. W modelu LD4 zasilana jest napięciem VI=5 V. Całkowity, maksymalny, statyczny pobór prądu z układu uruchamianego za pomocą konwertera nie przekracza 20 μA. W rzeczywistości jego natężenie jest znacznie niższe i przy prędkości 921600 bps i zastosowaniu transmisji z potwierdzeniem (zwarte RXD/TXD, CTS/RTS) pobór prądu nie przekraczał 2 μA przy zasilaniu 1,2 V i 6 μA przy zasilaniu 5 V. Układy TXU0204 i TXU0101 gwarantują przejście wyprowadzeń IO w stan wysokiej impedancji, jeżeli jedno z napięć zasilających spadnie poniżej 100 mV – gwarantuje to brak przepływów wstecznych GPIO lub niepożądanego efektu zasilania zewnętrznego urządzenia przez konwerter, co w klasycznych rozwiązaniach mogłoby stwarzać problemy np. z poprawnym restartem procesorów zasilanych pasożytniczo przez GPIO. Wszystkie sygnały UART konwertera wyprowadzono na złącze UARTA, a podstawowe sygnały RXD/TXD – dodatkowo także na złącze w standardzie Grove (UART). Zwora RT umożliwia zamianę wyprowadzeń RXD i TXD, co niweluje problemy z różnymi sposobami wyprowadzania ich na złącza.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
