Авторизация
Зарегистрироваться

Модуль гальванической развязки для USB

  • Цена: $7.59 (без учета доставки)

По роду занятий мне часто приходится сталкиваться с ситуациями, когда подключаемое к компьютеру по USB устройство не должно иметь непосредственной электрической связи с ним, потому как это может повлечь как просто большие помехи вплоть до потери работоспособности, так и взаимное влияние блоков питания компьютера и тестируемого устройства. Вариантов решения не так много и наиболее простой из них, применить гальваническую развязку.


Я рассказывал добавлении гальванической развязки к одной из моих электронных нагрузок, вариант по своему тоже простой, но тем не менее требующий вмешательства в конструкцию нагрузки, а также установки специального ПО. Как альтернативные варианты:
1. Гальванически развязать сам компьютер от сети, но при этом надо отвязывать и монитор и питание USB хаба и принтера, в общем не вариант.
2. Применить WiFi, Bluetooth, Ethernet. Изоляция супер, но сложность исполнения высокая и обычно каждое устройство надо дорабатывать отдельно.
3. USB изолятор. Устройство предельно простое, полностью прозрачное с точки зрения программной и аппаратной составляющей, может быть применено по мере необходимости и собственно о нем я сегодня и буду вести рассказ.

Действительно, иногда надо просто временно развязать компьютер и подключаемое устройство, как для работы, так и для проверки «кто виноват», потому я и заказал именно такой вариант, хотя как писал в самом начале, стараюсь по мере возможности делать развязку внутри самих устройств, например как я это делал в моих блоках питания.

На момент покупки стоило $7.59+1.63 за доставку, итого около 9.2 доллара, недешево, но мне их и не десяток надо было.
Через время получил такой пакетик, правда попутно заказывал пару модулей WiFi-UART, но продавец почему-то решил что мне они не нужны и не выслал, печаль, на один полезный обзор будет меньше :(


Фото в сравнении со стандартным спичечным коробком для понимания размеров.


И габариты со страницы товара.


Исполнение вполне аккуратное, можно конечно придраться, но я не буду так как меня все устроило.


Кроме USB разъемов на плате есть еще три светодиода и переключатель, пара светодиодов отображает режим работы (Low и Full speed), а также подачу питания на выход, при помощи переключается выбирается режим передачи, те самые Low и High speed.


Все емкие конденсаторы на плате танталовые, по входу есть самовосстанавливающийся предохранитель на ток 400мА, так что в безопасностью все нормально.


Устройство, подключаемое через развязку получает питание через изолированный преобразователь напряжения, в данном случае 5-5 Вольт, мощностью 1 Ватт, т.е. максимальный ток нагрузки 200мА, при этом от него же питается и вторичная сторона самой платы потому сильно не разгуляешься, например попытка подключить внешний SSD накопитель привела к его циклической перезагрузке.
Я себе в другом магазине купил пяток подобных преобразователей для питания вольтметров с VFD дисплеями, да и просто для разных применений, полезная вещь.


А за собственно развязку отвечает ADUM3160, рядом расположен оптрон, при помощи него от переключателя идет команда на управляющий входу ADUMа для задания скорости передачи данных.


По заявлению производителя (если считать что чип оригинальный, а не клон) обеспечивается гальваническая развязка с максимальным напряжением до 2.5кВ и скоростью передачи данных 1.5/12 Мбит.


Снизу пусто, но должен сделать замечание. В характеристиках ADUM3160 указано что он выдерживает 2.5кВ, но в данном случае напряжение пробоя будет ограничено не им, а расстоянием между контактами преобразователя напряжения. Не знаю сколько держит его изоляция, но расстояние между 2 и 3 контактами маленькое и я бы как минимум сделал там прорезь в текстолите.


Измерение емкости между сторонами изолятора я провел сначала в варианте земля/земля, прибор показал 26пФ, потом измерил емкость земля/питание, показало те же 26пФ что на мой взгляд более чем нормально.


А теперь проверим его в работе.
Здесь проверка проходила не с каким-то из моих устройств, а с обычной флешкой, собственно для изолятора все равно что там подключено так как он полностью прозрачен для системы, не требует никаких драйверов и прочего, включил и работай, чем собственно меня и заинтересовал.
На первичной стороне есть два светодиода, синий и красный, синий светит когда выбран режим высокой скорости (12 Мбит), красной — низкой скорости (1.5 Мбит).
Но почему-то нормально работал только режим Full speed, при низкой компьютер видел что что-то подключено, но не мог определить что это. Проверял как флешки, так и USB-UART конвертер, переключал как «на ходу», так и с переподключением, в Low speed ничего не заработало.


Немного тестов скорости.
1. Кардридер, включено в USB 3.0 хаб
2. Кардридер, включено в USB 2.0 компьютера
3. USB 2.0 флешка, включено в USB 2.0 компьютера.

Максимум я получил скорость около 9 Мбит, что в принципе нормально, при этом видно, что в варианте с прямым подключением к компьютеру скорость выше.


1, 2. Ток потребления в режиме Full speed ниже чем в Low speed и составляет соответственно 15 и 28мА.
3. Напряжение на выходе без нагрузки выше чем на входе, примерно на 0.1 Вольта.
4, 5. Интересно что в режиме Low speed ток потребления нагрузки падает почти до нуля (фото 5), при этом питание есть так как работает тестер, но устройства не определяются, о чем я писал выше.
6. Нагрузочная способность модуля очень маленькая, уже при токе нагрузки в 60-65мА напряжение проваливается до 4.6 Вольта. В данном тесте изолятор был подключен через USB удлинитель, но даже при прямом подключении разница была не очень большая.


И так положительное, качество изготовление нормальное, модуль работает стабильно, данные передаются, пользоваться очень удобно так как он просто включается между компьютером и целевым устройством, например той же нагрузкой, блоком питания, USB осциллографом и пр.
Отрицательное. Скорость только до 12 Мбит, потому подойдет для не очень скоростных устройств, причем почему-то работает только в одном режиме. Нагрузочная способность по выходу мала и составляет всего около 40-50мА, из-за чего целевое устройство желательно питать отдельно. Есть также нарекания к качеству изоляции между первичной и вторичной стороной, решить можно заменой DC-DC изолятора, причем если применить более мощный, то вырастет и нагрузочная способность по выходу.

Резюме, если знать о нюансах применения, то имеет право на жизнь и в некоторых ситуациях может реально облегчить жизнь. У меня не так давно был реальный случай, когда при определенной комбинации электронной нагрузки, ее блока питания, тестируемого блока питания и компьютера соединение по USB пропадало через каждые 5-10 секунд, USB изолятор решил бы эту проблему так как без подключения к компьютеру все работало стабильно.

У продавца есть купон 2/15, потому при покупке двух штук можно немного сэкономить, я этот купон использовал так как заказывал эту плату+два WiFi-UART модуля.

На этом у меня все, надеюсь что обзор был полезен.
Планирую купить +75 Добавить в избранное +99 +139
свернуть развернуть
Комментарии (77)
RSS
+
avatar
  • u3712
  • 07 июня 2019, 11:12
+2
«Изоляторы» делают на ADUM3160 и ADUM4160. Китацы пишут одно, приходит «рандомно», как это у них принято. Хотя, разницы в 3160 и 4160 практически нет.

Да, высокоскоротные устройства (например «флешки», скоростные осциллографы) через такой адаптер скорее всего работать не будут. Его область применения — всяческие программаторы низкой скоростью работы (USB-UART/ ST-Link/J-Link и прочие, сделанные на простых процессорах типа STM32)
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 11:14
+4
Да, высокоскоротные устройства (например «флешки») через такой адаптер скорее всего работать не будут.
1. В Full режиме флешки работают.
2. В Low режиме не работает ничего, в том числе
USB-UART
В обзоре это написано.
+
avatar
  • woddy
  • 07 июня 2019, 13:07
0
1) переключатель у меня все-таки работал. будет время может потестирую подробнее. с usbasp на атмега8 точно работал
2) изолятор full режим, за ним usb hub, а за ним ubsasp тоже работают

для работы в LOW режиме устройство должно уметь только его. если устройство умеет full то не будет работать

пользуюсь уже пол года таким. полет отличный.
+
avatar
  • KiV
  • 07 июня 2019, 13:10
+2
В Low режиме не работает ничего
Нужно попробовать подключить клавиатуру, причем умеющую только LowSpeed. Или любое другое устройстово с протоколом только LowSpeed. Вполне возможно, что устройство выдает хосту дескриптор с Full и хост пытается включить такую скорость. А ADUM естественно не дает.
Возможно дело в этом. Но чтобы определить точно, нужно сниффер подключать.

О, выше уже подтвердили мою догадку.
+
avatar
0
1.Зачем флешке, питающейся от USB хоста, нужна изоляция от USB хоста?
2.Нативный ST-Link isol спасет гиганта мысли.
+
avatar
  • gagara
  • 07 июня 2019, 11:16
+1
Интересно подойдет ли такой модуль для гальванической развязки USB осциллографа ISDS205B Intrustar???
+
avatar
  • allll
  • 07 июня 2019, 12:10
+3
«скорость около 9 Мбит», то есть полоса будет меньше мегагерца и питание явно нужно отдельное.
+
avatar
0
нет ни одной нормальной гальванической развязки для подобного рода устройств. вместо этого рекомендую разобраться как пользоваться осциллографом чтобы ничего не замкнуть.
+
avatar
0
yuraminsk Не стОит так горячиться, наверное. К примеру, штукень с названием «DP-50 Дифференциальный пробник» продаётся актакомом: ссылка
+
avatar
+1
про такое слышал только ну и цена как бы 500 уе когда автор спрашивал за осциллограф ценою в 50. ну и там как я понимаю 1 канал? а ведь обычным осциллографом с двумя каналами тоже можно наделать дел если забыть что земля подключается в одном месте только
+
avatar
  • SODIUM
  • 08 июня 2019, 18:49
0
Не, не подходит. Не может определить устройство, хотя с флешкой и j-link работает. Напряжение на разъеме usb было 4.7В.
+
avatar
  • ResSet
  • 07 июня 2019, 11:17
0
А разве в электронных нагрузках, подключаемых к ПК нет развязки между питанием и шиной для данных? Ранее не переживал, что могут быть какие-то наводки на USB. Модуль вот такой
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 11:20
+4
А разве в электронных нагрузках, подключаемых к ПК нет развязки между питанием и шиной для данных?
Насколько я понимаю, нет.
Вот к примеру у плат преобразователей от RD развязка есть, но это скорее исключение.
+
avatar
  • Dwarfi
  • 07 июня 2019, 11:19
0
А ардуинка или стм32 питающиеся от отдельного БП может через порт данных испортить USB на компьютере?
Немного больше бы примеров применения обозреваемого прибора.
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 11:21
+2
А ардуинка или стм32 питающиеся от отдельного БП может через порт данных испортить USB на компьютере?
Почему бы и нет, все возможно.

Немного больше бы примеров применения обозреваемого прибора.
При всем уважении, но какие еще примеры можно придумать для гальванической развязки, она отвязывает электрически одно от другого, применение каждый найдет уже сам для себя, главное понимать что оно вообще делает.
+
avatar
  • Dwarfi
  • 07 июня 2019, 11:25
0
Я понимаю что такое гальваническая развязка, просто вот сижу и думаю куда бы мне ее втыкнуть в своем барахле и не хватает я меня фантазии…
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 11:27
0
просто вот сижу и думаю куда бы мне ее втыкнуть в своем барахле и не хватает я меня фантазии…
Ну так здесь я Вам не помогу :)
+
avatar
  • woddy
  • 07 июня 2019, 13:10
0
1) я изолирую от компа разрабатываемое устройство, чтоб кривое заземление в квартире не сводило с ума осцилограф
2) иногда бывают конструкции не развязаные от 220в, с контроллером. изолированный 220-220 трансфоматор заметно дороже и массивнее
+
avatar
  • crazon
  • 07 июня 2019, 20:23
0
тут скорее защитить подключаемые платы от пк, особенно если корпус не заземлен…
+
avatar
0
Проще головой и руками предусмотреть варианты.
К автору не относится.
+
avatar
0
можно защитить себя от так называемых флешек убийц ПК.
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 11:29
0
Пользоваться будет неудобно, разве что сначала включить, убедиться что это действительно флешка и она работает, а потом подключить штатно.
+
avatar
  • KiV
  • 07 июня 2019, 13:16
0
Самый дешевый хаб с дополнительно включенным по питанию SMBJ6.0 и самовосстанавливающимся предохранителем спасет отца русской демократии.
+
avatar
  • vlo
  • 07 июня 2019, 13:52
0
дороговато каждый раз по 10$ выкидывать.
+
avatar
  • Marble
  • 07 июня 2019, 20:25
0
Но дешевле, чем материнку менять)
+
avatar
0
Дайте пожалуйста ссылку на модулей WiFi-UART
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 11:25
+1
Я купил такие, но еще не пробовал.
+
avatar
0
Скорость не проверяли? Для USB осциллографа подойдёт?
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 11:25
+1
Измеренная скорость указана в обзоре.

Для USB осциллографа подойдёт?
Зависит от требуемой осциллографу скорости.
+
avatar
  • dens17
  • 07 июня 2019, 12:05
0
Зависит от требуемой осциллографу скорости.
А Вы на примере своего USB осциллографа и настольного Rigol 1054Z (данные), посмотрите (по факту).
Сразу будет наглядно и многие вопросы отпадут.
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 12:08
0
А Вы на примере своего USB осциллографа и настольного Rigol 1054Z посмотрите (по факту).
Да в принципе можно попробовать, хотя я сам пользуюсь им только в автономном режиме, кроме того там вроде и Ethernet есть.
+
avatar
  • bowe
  • 07 июня 2019, 11:34
0
С его помощью можно включать в компьютер случайно найденные флешки, не боясь USB-killer устройств!
+
avatar
  • ResSet
  • 07 июня 2019, 11:48
0
С его помощью можно включать в компьютер случайно найденные флешки, не боясь USB-killer устройств!
Они весят в несколько раз тяжелее обычной флешки, можно додуматься не вставлять ее в комп )
+
avatar
+4
Согласен, с этой штукой обмен информацией становится еще чуточку безопаснее.
+
avatar
0
Полезная штучка. Я все думаю, а если DC-DC выпаять и питать внешнее устройство от, например, трансформаторного гальванически развязанного БП будет корректно?
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 12:07
+2
а если DC-DC выпаять и питать внешнее устройство от, например, трансформаторного гальванически развязанного БП будет корректно?
Да.
+
avatar
0
Проще портативный компьютер с питанием от акб, для редкого использования.
+
avatar
+3
Подключал через такую штуку внешнюю звуковуху и внешний ЦАП — чтобы развязать от шумов с компа звуковой тракт. По приборам особых изменений не заметил. Отложил в сторону. И обзор не написал из-за бесполезности для меня.
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 12:47
0
По приборам особых изменений не заметил
Так сильно зависит от комбинации устройств, я в обзоре писал, у меня в одном из тестов из-за прямого подключения помехи так зашкаливали, что USB банально отваливался.
+
avatar
0
чтобы развязать от шумов с компа звуковой тракт
Неправильное логическое построение...:)
+
avatar
+1
Доставка все портит.
вот тут ровно $9 и доставка в РФ бесплатная.
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 13:10
0
Я покупал за 7.59 + 1.63 за доставку, итого 9.22. Но вообще изолятор шел «довеском» к WiFi-UART, а он был только у этого продавца и получилось применить купон на 2 доллара, так что вышло в итоге даже дешевле чем по Вашей ссылке :)
+
avatar
+1
А, ну ок.
Я такую штуку для USB цап применить пытался, в итоге плюнул: проще из ноута шнурок выдергивать )
+
avatar
0
Не знаю сколько держит его изоляция, но расстояние между 2 и 3 контактами маленькое и я бы как минимум сделал там прорезь в текстолите.
Преобразователь B0505S-1WR3 держит 1500 вольт.
Скорость только до 12 Мбит, потому подойдет для не очень скоростных устройств, причем почему-то работает только в одном режиме.
А где тесты с USB-мышкой/клавиатурой?

Как-то пытались использовать это совместно с USB-осциллографом: наблюдалась неустойчивая работа.
+
avatar
0
Преобразователь B0505S-1WR3 держит 1500 вольт.
Это на бумаге…
Я сам произвожу такие изоляторы на оригинальных 4160 и с ESD-защитой по входу/выходу, для промоборудования.
Так при закупке этими преобразователями мой китайский поставщик сказал, что гарантированно они держат до 800в, а дальше как повезёт)
Если нужна хорошая развязка DC-DC то на данный момент я нашел только фирменные Murata, но они стоят по 15-20$…
+
avatar
0
А я вот зажопил 10 баксов. Купил на том же Али микруху такую-же за 5 баков, питалку за ,5 и на сваял на макетке.
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 14:52
0
Не, ну если есть свободное время, то почему нет, мне было проще купить.
+
avatar
+2
самовосстанавливающийся предохранитель на ток 400мА
«4» это маркировка 500мА, что в принципе и логично для USB.
ссылка или ссылка
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 15:22
+1
Вполне возможно, в данном случае ключевое было то, что здесь есть предохранитель.
+
avatar
+2
Не удалось показать свое знание электро компонентов и съехать детсадовскую отмазку вместо признания ошибки… Не ожидал.
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 15:38
+2
Не удалось показать свое знание электро компонентов и съехать детсадовскую отмазку вместо признания ошибки…
Виноват, каюсь, искуплю.
Так достаточно?

Не ожидал.
Не думал что это так критично, свое мнение написал выше.
+
avatar
0
Не ошибается только тот, кто ничего не делает. Ничего в этом такого нет :).
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 15:41
-1
А зачем Вы изменили первый комментарий?
+
avatar
-3
Если хочется пообщаться, для этого есть личка.
+
avatar
  • kirich
  • 07 июня 2019, 16:21
+4
Не думал что мой ответ будет воспринят как-
съехать детсадовскую отмазку
Если бы действительно было критично, я бы разбирался на какой ток стоит предохранитель, а так просто сопоставил 4=400мА так как это:
1. Близкое к ожидаемому току защиты.
2. Похоже на маркировку других предохранителей, где 5=500мА.
+
avatar
  • pet80
  • 07 июня 2019, 18:10
+1
надеюсь что обзор был полезен.
Несомненно, +++.
По параметрам модуль для моих предполагаемых :) целей достаточен — в количестве 4х штук, но никак не могу взять на ум, как их закрепить в коробке. По идее в ту же коробку засунуть hub или модули в коробку hub'a. До прояснения конструкции и марки hub'a положил в «мои желания».
+
avatar
0
и я бы как минимум сделал там прорезь в текстолите
Запилив плату в ноль, разрезав её ...:)
+
avatar
  • rechmp
  • 07 июня 2019, 21:29
0
У меня работаю оба режима.
Пару лет уже как через такую же платку подключена звуковая карта.
+
avatar
0
Зачем?
Вам было трудно отключить в Диспетчере устройств энергосбережение для USB портов, чтобы звук не скрипел?
И выставить частоту дискретизации соответственно параметрам вашей звуковой карты?
Поставить Foobar для прослушивания звука и правильно его настроить?
+
avatar
  • rechmp
  • 07 июня 2019, 21:43
0
Еще варианты?
+
avatar
+1
Да, сколько угодно!
Я ещё с ковокса начинал.
И проблемы компьютерного звука мне интересны ещё с времён РК-86.
Если звучка фонит, то тут как правило она не виновата.
Некоторые (не в Ваш адрес) умудряются даже колонки запитать через BACK-UPS, и иногда потом удивляются.
Вариантов — море…
+
avatar
0
скорость только до 12 Мбит, потому подойдет для не очень скоростных устройств, причем почему-то работает только в одном режиме
добавьте в обзор, что это из-за того, что все адумы работают в режиме usb 1.1. от этого и скорость такая и проблемы на некоторых устройствах
+
avatar
+1
+
avatar
  • fable
  • 08 июня 2019, 11:02
0
Для адаптера USB – RS485 подойдёт? Для программирования систем ОПС.
+
avatar
  • kirich
  • 08 июня 2019, 11:05
0
Я такой использую. работает, правда покупал в оффлайне.
Но учтите, здесь гальванической развязки нет.
+
avatar
  • fable
  • 08 июня 2019, 15:06
0
Да я, собственно, им и пользуюсь. Вопрос некорректно задал- для гальванической развязки обозреваемый модуль подойдёт? Просто линии между приборами по 300 метров, какие там разности потенциалов набегут по длине, опасаюсь за планшет.
+
avatar
  • kirich
  • 08 июня 2019, 16:47
0
Вопрос некорректно задал- для гальванической развязки обозреваемый модуль подойдёт?
Вы имеете в виду будет ли работать этот адаптер совместно с гальванической развязкой?
+
avatar
  • fable
  • 08 июня 2019, 17:13
0
Да, именно в связке адаптер- модуль.
+
avatar
0
А не лучше ли взять конвертер с готовой развязкой, сделанной после юсб-юарт моста?
+
avatar
  • fable
  • 08 июня 2019, 17:30
0
Для такой функции подходит? Да и адаптер уже есть, работает, цель- гальваническая развязка с планшетом.
+
avatar
0
По идее должен- там насколько помню конвертер на фт232 и гальваническая развязка.
+
avatar
0
При подключении к системному блоку «5,0 Bluetooth передатчик — приемник Мини 3,5 мм AUX стерео» — звук на выходе идет с фоновым свистом. Пришлось запитывать через отдельный блок питания в виде зарядки для телефона. Поможет ли эта штука если через нее попробовать подключить к системнику передатчик?
+
avatar
  • kirich
  • 09 июня 2019, 10:59
0
Без более подробного описания сложно что либо сказать.
+
avatar
  • miklsh
  • 14 июля 2019, 12:23
+3
Просто оставлю это здесь, чтобы не забыть: ссылка, чуть дороже ссылка, тао
Тут хотя бы по питанию не мутная b0505, а честные 200/300мА DC/DC со стабилизацией выходного через оптопару.


up: похоже оптопара тут тоже не в блоке питания, на 6pin идет :/
+
avatar
  • kirich
  • 15 июля 2019, 22:59
+2
Симпатично, но и разница в цене в два раза тоже как-бы немало.
+
avatar
  • miklsh
  • 16 июля 2019, 10:18
0
Цена по отношению к подключаемому оборудованию не столь существенна ИМХО, просто у менее дорогих модулей внутренний мир b0505 не вызывает успокоения:
Дополнительная информация
+
avatar
  • miklsh
  • 19 августа 2019, 20:04
0
На полноценный обзор не соберусь, отчитаюсь, мало ли кому полезно будет.
По первой ссылке уболтал китайца добавить AliSaverShiping к списку доставки в RU, заказал.
Что хотел, то получил — пусть в два раза дороже, зато к выходу можно уже цеплять слегка прожорливые устройства + напряжение на пробой «на глаз» по сравнению с B0505 поболее будет + ну ооочень толстый корпус, я бы даже сказал ударопрочный.

При токе нагрузки до 0.24A, выход четко 4.99V (по мультиметру), с 0.25A начинается просадка напряжения, 0.3А = 4.53V.
С 0.20A начинает дико грется DC/DC генератор в SOT23-6 корпусе со стертой маркировкой. Защиты от КЗ и перегрева в нем по видимому нет. Емкость схемы вход-выход 7.6pF.

Первые тесты изолятора, через 2.5 метра удлинителя и ориковский USB хаб:
USB-TTL CP2104 на 115200 завелся без проблем.
Лог.анализатор SaleaeLogic 8 каналов на 500kHz — без проблем, на 1MHz зависает, без хаба просит снизить частоту.
ST-Link V2 из кокосика stm'ки шьет без проблем.
TL866A при попытке читать М/С ругается «Не верен серийный номер программатора», через изолятор без хаба и удлинителя — работает без проблем, в т.ч. шьет УФ EEPROM'ки.
PICkit V3 в любых вариациях в диспетчере определяется, но на стадии инициализации программа зависает наглухо.
Скорость копирования со флешки — 1МБ/сек.
Дополнительная информация

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.