D. PETROVIĆ

1. jun 2022.

Kada je reč o integrisanom hardveru (embedded), u okviru jednog projekta, nije nužno da se o svemu „pita” jedan mikrokontroler. Naprotiv, može ih biti više koji će funkcionisati potpuno nezavisno na istoj štampanoj ploči ili više njih. Može biti obična LED, a možemo govoriti i o kompleksnim linijama raznih interfejsa. U takvim situacijama, razlog može biti naponska logika ili bilo šta drugo. U situacijama gde dva uređaja moraju da komuniciraju, recimo, putem I2C interfejsa, a pritom ne smeju da imaju nikakvih strujnih dodirnih tačaka, rešenje može da bude integralno kolo iz naslova.

ISO1540 je čip koji nam dolazi iz Texas Instrumentsa i potpuno je izolovan dvosmerni I2C interfejs do jednog megaherca. Drugim rečima, I2C komunikacija se može odvijati u bilo kom pravcu, bez obzira na naponsku logiku i smer. Čip radi na naponima od tri do 5,5 volti, te je pogodan za najširi spektar primene. Sam dvosmerni izolator sastoji se od izlaznih i ulaznih bafera razdvojenih Capacitive Isolation tehnologijom (silicon dioxide). Čip potpuno razdvaja I2C linije, ali i naponske, uključujući i GND, što je jako bitno kod naponskih skokova. Drugim rečima, komunikacija preko ovog čipa odvija se preko četiri potpuno izolovane linije, što je dovoljno da se eliminišu i smetnje izazvane šumom.

Za potrebe našeg primera nabavili smo MikroElektronikin I2C Isolator Click. Više puta smo pisali da Klik pločice mogu da se koriste i van MikroElektronikinog okruženja, a pogodne su i za prototipske ploče. Klik na svojim standardnim mestima ima izvedene I2C linije, kao i naponske, s tim što je preko nula-omskog otpornika odabrano napajanje na 3,3 volta. Izolovana strana ima svoj dodatni četvoropinski header za povezivanje perifernog uređaja. Na pločici se nalaze neophodne elektronske komponente, što uključuje i pull-up otpornike od po 1K za obe strane I2C interfejsa. U jednom našem projektu za „snifovanje” postojećeg sistema, pull-up otpornici ka strani tog sistema su nam pravili problem, te smo morali da ih odlemimo. U najvećem broju slučajeva, klik će raditi bez prepravki.

Iako imamo nekoliko ploča sa mikroBus podnožjem, odlučili smo se za Arduino Nano. Povezali smo sa jedne strane Nano sa I2C i 3,3V. Sa druge strane smo povezali običan I2C OLED ekran, ali ovaj put preko pet volti. S obzirom na to da svi naponi potiču sa Arduina, ispada da naponski deo druge strane Klika nije izolovan. To smo rešili sa još jednim zgodnim komadom elektronike - B0505S.

B0505S je potpuno izolovan DC/DC konverter. Galvanska izolacija omogućava da prenese kako pozitivne, tako i negativne napone. Postoji više ovakvih konvertera, a zavise od napona, struje, pa čak postoje modeli koji ulazni napon umanjuju, pored toga što ga izoluju. Oznake jasno o tome govore, pa, tako, znamo da se prve dve cifre odnose na ulazni napon, dok se druge dve odnose na izlazni. Naš primerak je sposoban da prenese do 200 miliampera struje.

Sada smo bukvalno izolovali I2C OLED od Nano, iako sve kreće od njega i završava se na njemu. To, naravno, može biti potpuno odvojen sistem. Mi smo ovaj Klik, zapravo, nabavili za testiranje radi praćenja mnogo većeg i kompleksnijeg sistema na koji ni u kom obliku nismo smeli da utičemo i ISO1540 se pokazao kao odlično rešenje.