uln2003a: la conexión a tierra del dispositivo funciona, sin embargo, la función USB opcional del dispositivo no funciona correctamente

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Utilizo uln2003a para cambiar un dispositivo (con el uso de una MCU) que puede hacer varias cosas, como radio FM, bluetooth, reproducir MP3, etc. También proporciona una función USB cuando está conectado a un computadora, proporciona una tarjeta de sonido USB y una interfaz de tarjeta SD. La función solo está habilitada / iniciada cuando se selecciona en el dispositivo.

El interruptor funciona bien, sin embargo, cuando está conectado a una computadora, el dispositivo se reconoce pero la computadora no puede comunicarse con los dispositivos. En Windows hay un signo de exclamación presente con el comentario "El dispositivo no se inicia, código 10" .

Cuando omito el interruptor uln2003a con un cable, conecte a tierra directamente para que uln2003a no tenga ninguna función, todos los dispositivos funcionan bien. Probé el siguiente experimento:

  1. Inicia el dispositivo,
  2. Conecte el punto A y B con un cable (vea el esquema a continuación) para desviar el interruptor,
  3. Selecciona el modo USB y funciona bien.

Tan pronto como desconecto este cable (conexión a tierra aún conectada a través de uln2003a), los dispositivos comienzan a funcionar mal en Windows.

Pregunta :

El uln2003a cambia de la misma tierra y no entiendo por qué el USB no funciona. ¿Alguien puede explicar lo que está pasando?

Simple esquema para dar una idea de lo que está pasando:

hojadedatosULN2003A: enlace

    
pregunta Codebeat

4 respuestas

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La hoja de datos ULN2003 dice que Vce (sat) puede ser tan alto como 1.6V, que es bastante alto para una salida "baja". Cuando acortaste la conexión con el cable, obtuviste 0 V, por lo que funcionó. El ULN2003 no es realmente útil para esta aplicación porque nunca puede bajar la salida lo suficientemente bajo.

Lo que está haciendo es "conmutación lateral baja": para USB recomendaría la conmutación lateral alta y pondría un interruptor de alimentación TPS2051B de Texas Instruments entre + 5V de USB y la entrada de + 5V de su dispositivo. Luego, conecte el dispositivo a tierra como de costumbre.

enlace

El TPS2051 tiene una interfaz simple; hay un pin de habilitación y un indicador de estado de falla. Es fácil de usar y puede manejar hasta 500 mA para el dispositivo que está cambiando.

    
respondido por el user171804
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Eche un vistazo a la gráfica "6.14 Características típicas" en la hoja de datos del ULN2003.
Incluso con solo una pequeña cantidad de corriente, la salida sigue siendo al menos 0.7V por encima del suelo.
Eso significa que la señalización USB de su dispositivo será (en el mejor de los casos) cambiada 0.7V más de lo que debería (podría ser incluso peor), lo que hace que el host USB de su PC sea muy infeliz.

    
respondido por el brhans
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Cuando tiene una etapa de salida Darlington, puede esperar caídas significativas de voltios: -

Para activar el Q2 necesita aproximadamente 0.7 voltios aplicados a su base con respecto al emisor. Dado que la tensión de base se suministra a través de las fuentes Q1 y Q1, esta tensión del colector de Q2 no permite que la salida caiga por debajo de 0.7 voltios a menos que tenga una carga muy ligera en la salida.

    
respondido por el Andy aka
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Las buenas respuestas ya están aquí, pero creo que es importante agregar cambios de dispositivos desde el lado del suelo que generalmente es una mala idea.

Pasamos mucho tiempo asegurando la integridad del sistema de conexión a tierra para minimizar el ruido en los sistemas, garantizar una gestión adecuada de la corriente de retorno y mantener tan cerca de una tensión de referencia constante en todo el circuito / sistema como podamos lograr. (¡Este último es el problema que te detuvo!)

Agregar un interruptor en el lado negativo niega todo eso y agrega todo tipo de problemas difíciles de depurar. Como tal, debe evitarse siempre que sea posible.

Además, cuando cambia el lado de tierra, deja el dispositivo caliente.

Internamente, todavía está conectado a cualquier carril al que esté conectado. Eso significa que las clavijas de salida tenderán a tirar o conducir lo que esté unido al riel. Incluso los pines de entrada pueden hacer cosas extrañas e impredecibles con el suelo desconectado.

Tener el dispositivo no conectado directamente a una fuente de alimentación es más seguro.

Por supuesto, tener un dispositivo en circuito con Vcc desconectado también puede ser problemático. El dispositivo puede tomar energía de los pines de entrada a través de los dispositivos de protección si cualquier cosa que esté conectada a ellos puede suministrar suficiente corriente.

Como tal, los dispositivos de reducción de potencia requieren un diseño cuidadoso y, a menudo, no son un asunto trivial.

    
respondido por el Trevor_G

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