USB-Isolator. Version 1.2. (C) R.Greinert 2009
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- Teresa Linden
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1 USB-Isolator Version 1.2 (C) R.Greinert 2009
2 Bestückung der Unterseite: 7 x Kondensator 100nF 4 x Widerstand 3300 Ohm 3 x Widerstand 1600 Ohm 4 x Widerstand 24 Ohm 1 x IC ADuM4160 [ braun/beige ] [ 332 ] [ 1601 ] [ 240 ]
3 Bestückung der Oberseite: Je nachdem wie die Schaltung verwendet werden soll, kann die Oberseite verschieden bestückt werden. Alle Bauteile müssen auf der Oberseite, wenn benötigt wie rechts im Bild positioniert werden. USB-Isolator mit 110mA interner Stromversorgung: (USB-ISOLATOR-MODUL) Ein Jumper muss für diese Betriebsart auf der drei poligen Stiftleiste auf die linken beiden Pins (GND2) gesteckt werden. Mit diesem Jumper (GND2) kann die Stromversorgung von DC/DC Wandler zum Regler unterbrochen werden, um z.b. die Strom Belastung des DC/DC Wandler zu messen USB-Isolator mit externer Stromversorgung (ungeregelt): Dafür muss der Jumper (GND2) entfernt werden und an der drei polige Stiftleite Pin(GND2-mittig) und PIN(+) rechts muss eine externe Versorgung angeschlossen werden. Die Spannung dieser Versorgung sollte zwischen 7,5-9 Volt Gleichspannung liegen. Der DC/DC-Wandler wird für diese Betriebsart nicht verwendet. Der 5V-Regler sollte bei einer höherer Belastung ( ma) mit einem Kühlkörper versehen werden.
4 USB-Isolator mit externer Stromversorgung (geregelt): Statt des 5V-Regles kann auch eine Stiftleiste oder die 5polige Stiftleiste verwendet werden, bei dieser Betriebsart sollte nur eine geregelte 5V Versorgung verwendet werden. Soll die Stromversorgung über die 5 polige Stiftleiste erfolgen, muss der 5V-Regler (7805) ebenfalls entfernt werden. Der DC/DC-Wandler und der 220uF Kondensator werden ebenfalls nicht benötigt und können weggelassen werden. Über die 5 polige Stiftleiste stehen die Signale D(+) / D(-) zur Verfügung, des weitern kann der Isolator mit 5 Volt über die Stiftleiste versorgt werden. Soll der Isolator über die 5 polige Stiftleiste mit 3,3 Volt versorgt werden muss eine Brücke / Verbindung zwischen den 5V-Pin(5) und 3,3V-Pin(4) hergestellt werden. Die drei LEDs zeigen folgende Zustände an: POWER (IN), POWER (OUT), BUS-SPEED(high) Die (K)athode einer LED ist immer der kürzere Anschluss. Die LEDs und der Umschalter können je nach Verwendung von unten oder oben bestückt werden. Die USB-Anschluss-Buchsen (A) und (B) dürfen aber nur von oben montiert werden! Beim DC/DC-Wandler ist unbedingt auf die Position des kleinen weißen Punkt zu achten,. Mit dem Schalter kann die Übertragungsrate (BUS-SPEED) eingestellt / angepasst werden. LOW = 1,5 Mbps ( einfache HID-Geräte, IOWarrior 24 / 40 ) HIGH = 12 Mbps ( Soundkarten, IOWarrior 56 ) Vor dem Umschalten der Übertragungsrate bitte das USB-Gerät immer entfernen. Ein verwenden von mehreren USB-Geräten mit verschiedenen Übertragungsraten z.b. an einem USB- HUB hinter dem USB-Isolator ist nicht möglich! Tests haben aber gezeigt, das verwenden von mehreren USB-Geräten mit gleicher Übertragungsrate an einem entsprechenden USB-HUB ist möglich. Der USB-HUB sollte aber über ein eigenes Netzteil mit Strom versorgt werden.
5 Die Anschlusse PDEN und PIN sind nur für die erweiterte Nutzung und Messungen wichtig. PEDN High = Default Pull-Up Widerstande (PC-Seite) aktiviert LOW = (stecken des Jumpers) Pull-Up Widerstande (PC-Seite) deaktiviert PIN High = Default Pull-Up Widerstande (USB-Gerät) aktiviert LOW = (stecken des Jumpers) Pull-Up Widerstande (USB-Gerät) deaktiviert Der DC/DC-Wandler Ausgang 9 Volt darf maximal mit 1 Watt ( 110mA ) belastet werden! Eine Überlastung ( I > 110 ma ) zerstört den DC/DC - Wandler! Der DC/DC - Wandler hat eine Galvanische Trennung von 1000 VDC min. Der ADuM4160 hat eine Galvanische Trennung von 5000 VDC min. Die Schaltung / Leiterplatte ist nicht auf dessen Galvanische Trennung gemessen worden! Die Angaben der Galvanische Trennung beziehen sich rein auf die Bauteil Beschreibungen! Diese Schaltung darf N I C H T für medizinische Zwecke verwendet werden! Bauteil-Liste: Menge Art Bez. 1 IC ADuM Leiterplatte V Umschalter APEM DC/DC Wandler AMTS-0509SZ 1 SpannungsRegler L Elko 220uF 1 Elko 100uF 1 Elko 22uF 7 Kondesator 100nF 4 Widerstand 3300 Ohm 4 Widerstand 24 Ohm 3 Widerstand 1600 Ohm 3 LED (2mA) Ly336K 1 USB-Buchse Type (A) 1 USB-Buchse Type (B) 2 Stiftleiste 2 polig 1 Stiftleiste 5 polig 1 Stiftleiste 3 polig 1 Jumper 1 Gehäuse G025
6 Schaltplan:
7 Maße: Letzte Änderung Der bislang verwendete Schalter (Abmessung 10x7) ist leider nicht mehr erhältlich und wurde durch einen Schalter(Abmessung 14x12,6) ersetzt. Durch die größeren Abmessungen sollte bei der Montage an der Unterseite ein Pappstreifen zum ausgleichen zwischen gelegt werden. Bei der Montage an der Oberseite, sollte nur darauf geachtet werden, das die Anschlusse des 7805 nicht zu lang beim Abwinkeln sind.
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