. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Převodník úrovní pro 1-Wire
18. listopadu 2009 - 8:34 | Pandatron | Převodník úrovní pro 1-Wire | Komentářů: 3  

Převodník úrovní pro 1-Wire

Referenční návrh obousměrného napěťového převodníku pro komunikační sběrnici 1-Wire, umožňuje konverzi napětí v rozmezí 1,8 až 5 V, pro možnost nasazení v moderních systémech s obvody FPGA.

V moderních a rychlých systémech sběru, zpracování a vyhodnocení dat jsou většinou nasazovány moderní elektronické prvky, jako jsou obvody FPGA, mikrokontroléry a mikroprocesory. Ty však především z důvodu snížení příkonu, ale i výrobních nákladů samotných obvodů, pracují obecně s napěťovými úrovněmi pod hodnotou 3,3V. Typ. jsou využívány napětí 1,2V, 1,8V, 2,3V a další. Následující návrh umožňuje s použitím obvodu MAX3394E firmy MAXIM připojit i k těmto obvodům moderní 1-Wire zařízení, pracující s napětím 5V.

Právě zmíněné obvody FPGA jsou nejčastěji provozovány na velice nízkým pracovních napětích a vyvstává tak u nich problém s připojením 1-Wire zařízení. Ty se dnes již neomezují pouze na identifikační prvky řady iButton, ale je k dispozici i celá řada pamětí, teplotních čidel, analogových konvertorů, obvodů reálného času či správy napájení. Navíc jsou k dispozici i obvody typu Master v podobě převodníků komunikačních rozhraní. Firma Maxim nabízí rozsáhlé portfolio těchto obvodů, které jsou obvykle schopny provozu při napětí 2,8 až 5,25 V. 1-Wire obvody s tradiční 5V open-drain technologií jsou tedy již minulostí.

Dnes návrháři pro spojení s těmito obvody potřebují zajistit open-drain logiku pracující se vstupní úrovní 1,8V. Většina z uvedených a běžně dostupných 1-Wire zařízení umožňuje práci na 5V úrovní, prakticky žádné však není schopno práce na 1,8V. V moderních systémech je tak potřeba použití napěťového konvertoru k překonání uvedených rozdílů. Jako ideální obvod k tomuto účelu je MAX3394U - obousměrný napěťový převodník pro všeobecné použití.


Obr. 1: Vnitřní blokové schéma obvodu MAX3394E

Napěťový převodník:
MAX3394E je dvojnásobný převodník napěťových úrovní dostupný v provedení 3 x 3 mm pouzdru typu TDFN 8-pin. Díky internímu obvodu pro kontrolu hran je ideální pro buzení zátěže s vysokou kapacitou. 1-Wire zařízení mají často kapacitu převyšující hodnotu 500 pF a tak je potřeba použít jiné obvody než například pro sběrnici typu I2C. Piny obvodu MAX3394E jsou odolné vůči napětí ±15kV HBM (tzv. Human Body Model), který chrání nadřazený systém s obvodem FPGA či mikrokontrolérem. Architektura rozhraní 1-Wire je primárně určena pro spojení s vnějším světem a nejsou tedy vyloučeny delší přívodní vodiče, takže model HBM je pro tuto technologii takříkajíc zásadní. Nicméně i tak je doporučeno použití rozšiřujícího ochranného prvku, například typu DS9503P, umístěného za pull-up rezistorem R3 (obr. 2) .

Schéma zapojení:
Schéma na obr. 2 představuje použití obvodu MAX3394E jako výkonného obousměrného převodníku napěťových úrovní v open-drain konfiguraci.


Obr. 2: Schéma zapojení převodníku napěťových úrovní

V následující tabulce je uveden přehled použitých součástek:

Položka Množství Označení Typ
1 1 C1 1.0µF 0402
2 2 C2, C3 0.1µF 0201
3 1 Q1 BSS84-7-F
4 1 R1 33? 0201
5 1 R2 10k? 0402
6 1 R3 1k? 0402
7 1 R4 2.2k? 0402
8 2 CH1, CH2 TEST POINT
9 1 U1 MAX3394E

Měření průběhů a výsledky testů:
Výsledky měření uvedené na následujících obrázcích byly získány na sestavené experimentální desce.

Vlastnosti:

  • VL = 1,8 V
  • VCC = 5,0 V
  • CH1: 1-Wire master (OW_MASTER)
  • CH2: DS1920 (OW_SLAVE)
  • OW_SLAVE drát délky max. 2,4 m
  • Výsledky měření nezahrnují volitelné silné pull-up rezistory
  • Měření bylo prováděno pouze při pokojové teplotě

Obr. 3: Výkonné budiče zajišťují napětí maximálně o 250 mV nižší než je typické pro 1-Wire master a V
IL maximálně 0,4 V
 
Obr. 4: Záznam přenosu impulsu t
LOW1 < 15 µs
     

Obr. 5: Nulový impuls s 60µs <t
LOW0 <120µs.
 
Obr. 6: Příklad impulsu čtení, kdy hodnota V
IL na obvodu master nepřekročí úroveň 0,4 V

Závěr:
Uvedený referenční návrh prezentuje možné zapojení obousměrného logického převodníku úrovní 1,8 - 5 V na úrovně typické pro sběrnici 1-Wire. Obvod byl zapojen a proměřen podle obr. 1. Názvy 1-Wire a iButton jsou ochranné známky společnosti Maxim Integrated Products, Inc. a není tedy vyloučeno použití odlišných názvů pro shodné rozhraní u jiných výrobců.

Pro více informací o produktech 1-Wire, obvodu MAX3394E i možnosti získání vzorků navštivte webovou stránku www.maxim-ic.com.

Použitá literatura:
Reference Design of a 1-Wire® Bidirectional Voltage-Level Translator for 1.8V to 5V

Odkazy & Download:
Domovská stránka firmy MAXIM
Přehled distributorů
Informace o obvodu MAX3394E
1-Wire Devices
What is 1-Wire?







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (3):

Zobrazit starší 30 dnů (3)...

host
3. Dne 19. 11. 2009 v 14:36 zaslal host
thx
Chtěl bych poděkovat autorovi za článek, něco podobného jsem zrovně sháněl. I když ne sice k 1-Wire ale podobné sběrnici. Ty napětí u fpgaček jsou hrůza a děs, zlatý PIC.


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
AS433 AUREL
Anténa vertikální 433.92MHz, 50 ohmů, max. 50W, s koaxiálním kablíkem
od 189 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007