Автоматическая система контроля

Автоматизация технологических процессов

Устройство сопряжения

Назначение выводов:M - вывод линии передачи данных (положительная);P - вывод линии передачи данных (отрицательная);- вывод должен быть подключен к выводу питания USB;- вывод напряжения питания;- земля;- вывод является входом к стабилизатору напряжения на микросхеме;- асинхронный вывод данных (передача по UART);- асинхронный ввод данных (прием по UART);- вход сброса устройства.

Для защита внешних и внутренних линии передачи данных используем микросхему фирмы STMicroelectronics USB6B. Она защищает две входные линии против перенапряжения. Кроме того, это устройство также поддерживает напряжение питания в безопасном интервале, благодаря встроенным защитным диодам.

Преимущества:

обеспечивает защиту для каждой линии, а также между напряжением питания и GND;

высокий уровень защиты ESD;

разделенные входы и выходы для уменьшения ESD чувствительности.

На рисунке 5.11 изображена функциональная диаграмма USB6B.

Рисунок 5.11 - Функциональная диаграмма USB6B

При подключении к компьютеру внешних устройств, использую интерфейс RS232, желательно иметь гальваническую развязку компьютера и подключаемого устройства, так как каждое из подключаемых устройств обычно имеет свой собственный блок питания, поэтому обычно в таких случаях требуется гальваническая развязка, функции которой - разрыв общей "земляной" цепи, защита всей системы от высоковольтных переходных процессов, уменьшение помех и искажений сигналов, а также увеличение степени электробезопасности.

Есть множество способов реализации гальванической развязки интерфейса RS232. Самой большой популярностью пользуется оптронная развязка, когда оптроны одновременно служат и для преобразования уровней, и для получения развязки. Но такой способ обладает рядом недостатков: быстродействие оптронов часто оказывается недостаточным, а однотактный выход такого передатчика не может работать на длинную линию. Самым надежным решением является применение DC-DC преобразователя. В рамках данного дипломного проекта был выбран DC-DC преобразователем TES2N фирмы Traco Power мощностью 2 Ватта в корпусе для поверхностного монтажа (преобразователи постоянного входного в постоянное выходное напряжение). Данная модель является миниатюрным гибридным устройством, обеспечивающим гальваническую развязку первичной и вторичной цепей, помещен в низкопрофильные корпуса для поверхностного монтажа и занимает всего 3 см2 поверхности печатной платы. Имеет расширенный диапазон входных рабочих напряжений. На рисунке 5.12 изображены общий вид и схема включения микросхемы TES2N- 0511.

Рисунок 5.12 - Общий вид и схема включения микросхемы TES2N-0511

Для развязки линий передачи данных можно использовать цифровые изоляторы iCoupler. Это такие устройства гальванической развязки на основе трансформаторов, выполненных на кристалле кремния; эти трансформаторы играют ту же роль, что и пара светодиод/фотодиод в оптопаре. Планарный трансформатор изготовлен в ходе технологического процесса КМОП на этапе металлизации и имеет ещё один дополнительный слой осажденного золота. Одну "обмотку" трансформатора от другой изолирует слой электрически прочного синтетического полимера (полиимида). Эти две "обмотки" подключены к быстродействующим КМОП-схемам, которые обеспечивают интерфейс между трансформатором и внешними сигналами. Микроэлектронная технология дает возможность с минимумом затрат осуществить интеграцию нескольких каналов цифровой изоляции и других электронных схем в одном корпусе. Устройства iCoupler не имеют таких присущих оптопарам недостатков, как неопределенный коэффициент передачи тока, нелинейная передаточная функция и дрейф (температурный и временной); кроме того, устройство iCoupler позволяет уменьшить энергопотребление на 90% и для его работы не требуется внешних драйверов и дискретных компонентов. Перейти на страницу: 1 2 3

Другие статьи по теме

Микропроцессорная система управления объектом Микропроцессорные и информационно-управляющие системы, в настоящее время, стали одним из наиболее дешевых и быстрых способов обработки информации. Практически ни одна область современно ...

Геоинформационные системы в экологическом туризме Информационные системы и технологии широко используются в экологическом туризме при организации и планировании туризма, формировании и реализации туров, транспортном и экскурсионном обсл ...

Исследование рабочих характеристик гидроакустической станции В настоящее время активно развивается использование подводных лодок для проведения туристических круизов. За 10 лет построено несколько сотен туристических подводных лодок (ТПЛ). Водоизм ...