Microcontrolador a PC a través de USB - ¿Necesito usar aislamiento?

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Quiero conectar mi microcontrolador (dsPIC33E) a una PC a través de USB. Dado que el microcontrolador en particular no tiene un hardware integrado para el protocolo USB, tengo que usar un chip externo (por ejemplo, TUSB1106PWR o MAX3454EEUD +), es decir, un transceptor USB que planeo conectarme a un puerto UART del microcontrolador.

El microcontrolador tiene su propia fuente de alimentación aislada (3.3-5V), y lo que quiero saber es ¿necesito aislar el bus de datos a través de optoacopladores?

Como lo veo, hay tres opciones con respecto a la fuente de alimentación:

  1. Para usar una fuente de alimentación separada (aislada) para el microcontrolador. La misma fuente de alimentación (aislada) se usa para suministrar el chip USB, es decir, la fuente de voltaje y las clavijas a tierra en un conector USB son NC.
  2. El microcontrolador es suministrado por su propia fuente de alimentación (aislada), y el chip USB es suministrado por el puerto / cable USB.
  3. Todo es suministrado por el USB, el microcontrolador y el chip USB. En este caso, no necesito usar el aislamiento.

Además de la pregunta original:

Digamos que un microcontrolador tiene su propia fuente de alimentación (aislada), y la misma fuente de alimentación se utiliza para alimentar el transceptor USB. Ahora la PC tiene su propia fuente de alimentación (posiblemente aislada). Tengo una situación exactamente como esta.

Ahora escribiré una serie de preguntas, me disculpo si simplifiqué las preguntas. Simplemente sí o no hará con una referencia a una pregunta:

Q1. Si las dos conexiones a tierra no están unidas entre sí, entonces no hay tensión entre las dos conexiones a tierra, ya que no hay un punto de referencia, ¿correcto?

Q2. Si unimos los dos motivos, eso se convierte en un punto de referencia para todo el sistema. Si ambos suministros están aislados, o al menos uno de ellos, entonces no habrá diferencia de voltaje entre las dos conexiones a tierra. Al unirlos, simplemente haríamos referencia a esos dos motivos, ¿correcto?

Q3. Si las dos fuentes de alimentación no están aisladas y ambas están conectadas a la red eléctrica de CA, entonces puede suceder algo realmente malo, ya que las dos bases pueden tener un potencial diferente, y ambas están referenciadas a N. Si conectamos las dos "conexión a tierra", debido a la diferencia de voltaje, la corriente fluirá de mayor potencial a menor, y según la diferencia de voltaje, algo podría quemarse, ¿correcto?

Q4. Dado que D + y D- vienen del lado de la PC, si no conectamos las dos bases, entonces el transceptor USB no podrá representar los niveles de voltaje en D + y D-, ya que no hay un punto de referencia, ¿correcto?

Q5. Si el transceptor USB funciona en modo diferencial (busca la diferencia de voltaje entre D + y D-), no necesitamos hacer referencia a la tierra de la PC en absoluto, es decir, no necesitamos unir las dos conexiones a tierra. ?

    
pregunta Marko Gulin

2 respuestas

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No es necesario aislar. Si no lo hace, necesita unir los campos de los circuitos si está utilizando una fuente de alimentación separada.

Dicho esto, mientras estás haciendo tu desarrollo, podrías joder y hacer cosas malas. Recomiendo usar un concentrador USB hasta que sepa que todo es perfecto. De esta manera, es más probable que los atascos quiten su concentrador que el puerto USB o la placa base de su computadora.

Puede usar la fuente de alimentación externa o el bus USB para proporcionarle energía, dependiendo de la cantidad de corriente que necesite.

También podrías considerar por qué estás haciendo el proyecto en primer lugar. Si es muy importante que tenga un terreno muy tranquilo, puede optar por el aislamiento. Por supuesto, aislar y garantizar un terreno tranquilo son dos cosas diferentes.

    
respondido por el Scott Seidman
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El microcontrolador tiene su propia fuente de alimentación aislada (3.3-5V), y lo que quiero saber es ¿necesito aislar el bus de datos a través de optoacopladores?

No puedes. El bus de datos USB es bidireccional, y en cualquier caso es demasiado rápido para un optoacoplador típico. Hay algunos aisladores USB por ahí (e, g. ADUM4160 , LTM2884 ), pero son bastante inusuales, caros y difíciles de manejar.

Pero probablemente no es necesario. A menos que esté haciendo algo muy inusual, generalmente no hay necesidad de aislar dispositivos USB. Conecte las líneas D + / D y GND directamente, y encienda el microcontrolador desde el USB + 5V o desde una fuente de 5V separada.

    
respondido por el duskwuff

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