USB-UART isoliert (FT232RL)

(20.05.2013) – Isolierter USB-UART-Wandler mit FT232RL und Optokoppler 6n136

Einen Aufbau für den USB-UART-Wandler in 3,3V und 5V-Applikationen gibt es bei mir ja schon. Dieser ist allerdings schon sehr angestaubt und nicht besonders ansehnlich.

In der Zwischenzeit hatte ich für einen Messaufbau mal einen galvanisch getrennten USB-UART-Wandler im Betrieb, den ich jetzt generalüberholt habe. Das Leiterplattendesign ist wegen des SMD FT232RL-ICs allerdings ein wenig schwerer zu handhaben. Die Kondensatoren und Widerstände sind ebenfalls in SMD, aber im großen 1206-Package. Sollte also alles noch zu bewältigen sein.

Hier der Schaltplan:

USB UART Optokoppler Schematic
USB UART Optokoppler Schematic

Der Aufbau ist denkbar einfach:
Auf der USB-Seite wird die UART auf Optokoppler umgesetzt und auf der anderen Seite wieder auf UART-Pegel abgebildet.
Da aber auf der isolierten Seite auch die Pegel erzeugt werden müssen, reichen die sonst üblichen GND/Rx/Tx nicht, sondern es braucht auch noch eine 3,3V oder 5V-Versorgung vom isolierten Gerät zum Optokoppler.

Bitte beachten:

  • Auf der isolierten Seite kommt der 5V bzw 3,3V Hi-Pegel der Senders aus einer Quelle mit hoher Impedanz! Wer den OK-TX-Pin direkt auf den Mikrocontroller-Eingang UART-Rx legt, sollte damit kein Problem haben. Aber bitte nicht Anfangen darüber auch noch Lasten zu treiben!
  • Da die LED auf der isolierten Seite direkt vom Mikrocontroller getrieben wird, muss dieser auch den nötigen Strom dafür bereitstellen können. Es sollten mindestens 10mA, besser 20mA Sink-current am Tx-Pin des Mikrocontrollers möglich sein!

Viel Spaß damit!

Downloads:
>>Schaltplan, Ätzmasle, Eagle, …<<

2 Gedanken zu „USB-UART isoliert (FT232RL)“

    1. 115k laufen nicht mehr zuverlässig. Hängt auch immer von der Leistungsfähigkeit der Sendestelle ab. Ich verwende bei 5V 19,2k für den Flashbootloader und 38,4k für die Datenübertragung. Ab 56k werden manchmal falsche Zeichen übertragen.
      Allerdings kann man hier durch die Wahl und den Aufbau von Leistungsfähigeren (und zugleich gängigen) Optokopplern auch bequem 115k schaffen. Ich habe z.B. in der glavanschen Trennung für Logic-Analyzer etwas wesentlich schnelleres drinsitzen. Das kann man auch übertragen, den aus den Messungen an dieser Baugruppe sind 1MHz mit steilen Flanken drin.

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