Схема гальванической развязки однопроводной шины 1-wire
Расширение использования цифровых датчиков температуры, тока и напряжения однопроводного стандарта 1-wire. Данные о физическом и канальном протоколе интерфейса. Минимальная длительность импульсного сигнала. Передача информации от ведущего к ведомому.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.04.2016 |
| Размер файла | 5,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Схема гальванической развязки однопроводной шины 1-wire
А.А. Шабронов
Приведено описание схемы гальванического разделения однопроводного интерфейса 1-wire. Это расширяет использование цифровых датчиков температуры, тока и напряжения однопроводного стандарта 1-wire. Схема предназначена для уменьшения стоимости систем анодно-катодной защиты [Л 4] объектов народного хозяйства. УДК 620.92
Ключевые слова: 1-wire, ds1820, ds2450, барьер-искробезопасности.
Данные о физическом и канальном протоколе интерфейса 1-wire [Л 1] предполагают следующие ограничения: датчик ток интерфейс
· Оптроны должны работать параллельно для выполнения условий "держать" или "отпускать" линию;
· Токи в линии в пределах 1…5 миллиампер, и определяются "подтягивающим" резистором 1… 4.7 ком.
· Минимальная длительность импульсного сигнала составляет 10..15 микросекунд, соответственно фронты сигналов не должны быть затянуты и поэтому быстродействие и переключение оптических элементов, должна быть не более 10наносекунд.
На рисунке ниже представлена схема оптического разделения информации однопроводного интерфейса 1-wire.
Назначение элементов схемы:
· Схема состоит из двух одинаковых, симметричных приемно-передающих узлов. В описании для однозначности определено слева - ведомый, справа ведущий компонент 1-wire системы обмена данными;
· C одной стороны - VT1,2 и с другой стороны VT3,4. Это транзисторы схемы усилителя для оптической развязки на элементах VM1,2. Используются быстродействующие оптроны 6N136.
· C одной стороны R1,2,3,4 и с другой стороны R5,6,7,8 определяют режимы транзисторов.
Состояние без передачи информации.
· В этом состоянии 1-wire = 5v. На переходе эмиттер - база транзисторов VT2(4) присутствует низкий уровень напряжения и эти транзисторы закрыты.
· Соответственно, транзисторы VT1(3) закрыты, т.к. на их базу поступает положительное смещение через резистор R2(5).
· Оптроны VM1(2) включены через ограничительные сопротивления R4(8). Если VT1(3) закрыт, через оптрон ток не идет.
Передача информации от ведущего к ведомому.
· В этом состоянии на 1-wire ведущего появляется 0в. Это начало передачи импульса информации. VT2 открывается и переход эмиттер - коллектор замыкается. Следовательно, открывается VT1 и через свой переход эмиттер - коллектор так же включает оптрон VM1. Выходной ключ VM1 замыкается на 0в. Через диод VD2 на шину 1-wire ведомого поступает 0в.
· Для сигналов передача 0 и 1 и чтение 1 ответного удержания линии нет. И как только напряжение 1-wire ведущего перейдет в 5в, выключиться VT2,3 и VM1. Разомкнется ключ VM1 и на 1-wire ведомого поступит +5в.
· Для сигнала чтения 0 ведомый держит линию. Это означает, что 0в поступает на базу VT4 уже через схему ведомого, а не через выходной ключ VM1.
· Ведущий снимает напряжение 0в и начинает сканировать напряжение на 1-wire.
· Происходит переключение оптрона. Включается VM2 т.к. ведомый держит линию. Выключается VM1 т.к. выходной ключ VM2 замыкает 1-wire ведущего для удержания линии до длительности сигнала 0.
· Как только ведомый отпускает линию, VT4 закрывается, удержания 0в от VM1 нет. На шине 1-wire ведомого через сопротивление подтяжки формируется +5в. Соответственно закрывается VT3 и оптрон VM2 выключается. Выходной ключ оптрона переходит в разомкнутое состояние. На шине 1-wire ведущего появляется +5в. Чтение сигнала 0 окончено.
· Подготовлена печатная плата. Размер 40*50мм, толщина 1мм, smd - монтаж, Оптроны - dip-8. Ниже представлена 3d модель и топология печатной платы. Время изготовления схемы до 15 рабочих дней. Возможны варианты плат под другую топологию коммутационных разъемов.
· Приведенная схема проверена и работает на отладочном стенде.
Литература
1. Протокол 1-wire: http://avr.ru/beginer/understand/1wire
2. Датчики ds1820: http://agaryshev.ru/stm/
3. Датчики ds2450: http://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/00_08/stat_56.htm
4. Анодно-катодная защита: http://www.okorrozii.com/elektrohimicheskaia-zaschita.html
5. Адрес статьи: http://shabronov.pe.hu/temp/model_dior_v2_pe/model_dior_v2_pe.doc
6. Схемы и печатные платы DIP_TRACE-2.4.0.2 : http://shabronov.pe.hu/temp/model_dior_v2_pe/model_dior_v2_pe.zip
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Рассмотрение двухзвенных преобразователей с импульсным регулированием выходного напряжения или тока как основных преобразователей для высококачественных электроприводов. Виды тока коллекторного двигателя постоянного тока, который получает питание от ИП.
презентация [366,0 K], добавлен 21.04.2019Автоматизированная система как совокупность средств, способов и мероприятий, используемых для систематичной обработки информации. Работа трансформаторной подстанции и схема ее автоматизации. Оценка погрешности измерения напряжения, тока и температуры.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 03.07.2010Длительность провала напряжения. Роль провалов напряжения для улучшения качественных характеристик сети. Оценка коэффициента несимметрии напряжения по обратной последовательности. Повышение коэффициента мощности электрической тяги переменного тока.
контрольная работа [215,0 K], добавлен 18.05.2012Краткая характеристика устройства ввода тока и напряжения. Методика построения преобразователя тока в напряжение. Фильтр низких частот. Устройство унифицированного сигнала. Расчет устройства ввода тока, выполненного на промежуточном трансформаторе тока.
курсовая работа [144,0 K], добавлен 22.08.2011Схема исследуемых электрических цепей. Измерение напряжения на всех элементах цепи, значения общего тока и мощности. Определение параметров напряжения в режиме резонанса и построение векторных диаграмм тока, топографических векторных диаграмм напряжений.
лабораторная работа [455,5 K], добавлен 31.01.2016Составление математических моделей цепи для мгновенных, комплексных, постоянных значений источников напряжения и тока. Расчет токов и напряжений на элементах при действии источников напряжения и тока. Входное сопротивление относительно источника сигнала.
курсовая работа [818,5 K], добавлен 13.05.2015Сущность беспроводных способов передачи электричества. Принципиальная схема WiTricity. Энергосберегающая технология передачи электрической энергии на расстояния. Преимущества однопроводной резонансной системы по сравнению с традиционной трехфазной.
реферат [1,2 M], добавлен 05.08.2013Расчет сопротивления внешнего шунта для измерения магнитоэлектрическим амперметром силового тока. Определение тока в антенне передатчика при помощи трансформатора тока высокой частоты. Вольтметры для измерения напряжения с относительной погрешностью.
контрольная работа [160,4 K], добавлен 12.05.2013Особенности расчета двигателя постоянного тока с позиции объекта управления. Расчет тиристорного преобразователя, датчиков электропривода и датчика тока. Схема двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Моделирование внешнего контура.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.06.2011Конструирование электронных схем, их моделирование на ЭВМ на примере разработки схемы усилителя постоянного тока. Балансная (дифференциальная) схема для уменьшения дрейфа в усилителе постоянного тока. Режим работы каскада и данные элементов схемы.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 27.08.2010Схема цепи с активным, индуктивным и емкостным сопротивлениями, включенными последовательно. Расчет значений тока и падения напряжения. Понятие резонанса напряжений. Снятие показаний осциллографа. Зависимость сопротивления от частоты входного напряжения.
лабораторная работа [3,6 M], добавлен 10.07.2013Общая характеристика технологий, конструктивных особенностей, принципов работы и практического применения волоконно-оптических датчиков. Описание многомодовых датчиков поляризации. Классификация датчиков: датчики интенсивности, температуры, вращения.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 20.06.2012Анализ модели температуры в радиально бесконечном пласте. Моделирование давления и температуры сигнала, связанного с переменной скоростью. Определение сигнала температуры отдельного слоя связанного с постоянной скоростью добычи слабо сжимаемой жидкости.
курсовая работа [770,7 K], добавлен 20.02.2021Классификация датчиков по принципу преобразования электрических и неэлектрических величин, виду выходного сигнала. Принцип действия тепловых датчиков, его основание на тепловых процессах. Термопреобразователи сопротивления, манометрические термометры.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 08.10.2012Параметры трансформатора тока (ТТ). Определение токовой погрешности. Схемы включения трансформатора тока, однофазного и трехфазного трансформатора напряжения. Первичная и вторичная обмотки ТТ. Определение номинального первичного и вторичного тока.
практическая работа [710,9 K], добавлен 12.01.2010Особенности управления электродвигателями переменного тока. Описание преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока на основе автономного инвертора напряжения. Динамические характеристики САУ переменного тока, анализ устойчивости.
курсовая работа [619,4 K], добавлен 14.12.2010Синусоидальные токи и напряжения. Максимальные значения тока и напряжения и угол сдвига фаз между напряжением и током. Тепловое действие в линейном резистивном элементе. Действующее значение гармонического тока. Действия с комплексными числами.
презентация [777,5 K], добавлен 16.10.2013Разработка схемы электропитания группы однофазных потребителей от цепи трехфазного тока. Выбор сечения проводов с проверкой по потере напряжения. Упрощённый расчет трехфазного трансформатора необходимой мощности. Схема включения измерительных приборов.
курсовая работа [211,0 K], добавлен 19.02.2013Принцип работы трансформатора и материалы, применяемые при его изготовлении. Выбор магнитопровода, обмоток и полного тока первичной обмотки. Расчет тока и напряжения холостого хода. Определение температуры перегрева и суммарных потерь в меди и стали.
курсовая работа [5,0 M], добавлен 12.12.2012Организация процесса электронно-лучевого испарения. Формула электростатического напряжения между катодом и анодом, повышения температуры поверхности мишени за одну секунду. Расчёт величины тока луча и температуры на поверхности бомбардируемого материала.
статья [201,1 K], добавлен 31.08.2013
