Beschreibung
Dieses Modul ermöglicht eine galvanisch getrennte, bidirektionale Kommunikation zwischen zwei I²C-Geräten. Die galvanische Trennung bedeutet, dass kein elektrischer Strom von einer Seite zur anderen fließen kann und fehlerhafte Verbindungen oder ungeeignete Spannungen auf einer Seite nicht auf die andere Seite übertragen werden. Das Modul basiert auf dem ISO1640B von Texas Instruments und unterstützt eine bidirektionale Datenübertragung mit Frequenzen bis zu 1,7 MHz. Diese Variante ist ohne Steckverbinder ausgeführt.
Das Modul ist in Varianten mit und ohne Steckverbinder verfügbar. Die Version ohne Steckverbinder verwendet Durchkontaktierungen mit einem Rastermaß von 2,54 mm und ist kompatibel mit Stiftleisten sowie lötfreien Steckplatinen. Die Version mit Steckverbindern ist für 4-polige Kabel im JST-SH-Format ausgelegt und kompatibel mit Qwiic- und STEMMA-QT-Systemen. In dieser Variante sind keine Kabel oder Stiftleisten enthalten.
Jede Seite des Moduls muss separat mit Spannung versorgt werden. Für Seite 1 ist eine Versorgung von 3 V bis 5,5 V zwischen VCC1 und GND1 erforderlich, während Seite 2 mit 2,25 V bis 5,5 V über VCC2 und GND2 betrieben wird. Beide Seiten sind elektrisch voneinander getrennt, sodass keine Verbindung zwischen GND1 und GND2 besteht. Die Leitungen SDA1 und SCL1 werden mit den I²C-Daten- und Taktsignalen eines Geräts verbunden, während SDA2 und SCL2 mit den entsprechenden Signalen des zweiten Geräts verbunden werden. Beide Signalleitungen arbeiten bidirektional und ermöglichen Clock Stretching.
Auf beiden Seiten sind Pull-up-Widerstände mit 10 kΩ integriert, die SDA und SCL mit der jeweiligen Versorgungsspannung verbinden. Für Anwendungen mit höheren Datenraten können zusätzliche externe Pull-up-Widerstände parallel geschaltet werden, um die Signalstärke zu erhöhen.
Die beiden Seiten des Moduls besitzen unterschiedliche logische Schaltschwellen. Die Signale SDA1 und SCL1 erreichen beim Low-Pegel Werte zwischen 0,5 V und 0,7 V, wenn die gegenüberliegenden Signale auf der zweiten Seite auf Low gezogen werden. Es ist erforderlich, dass das angeschlossene Gerät diese Spannungen als Low erkennt. In umgekehrter Richtung erreichen SDA2 und SCL2 Low-Pegel zwischen 0 V und 0,4 V. Weitere Details sind dem Datenblatt des ISO1640 zu entnehmen.
Der verwendete Isolationsbaustein besitzt eine Isolationsfestigkeit von bis zu 3 kVRMS. Aufgrund der kompakten Bauform der Leiterplatte beträgt der minimale Abstand zwischen leitenden Bereichen 2 mm und liegt damit unter dem Abstand innerhalb des IC-Gehäuses.
Die Abmessungen des Moduls betragen 0,4 × 0,6 × 0,11 Zoll bei einem Gewicht von 0,4 g. Es sind keine Steckverbinder integriert, und es erfolgt keine isolierte Energieübertragung über das Modul.
Dieses Modul dient zur sicheren Trennung von zwei I²C-Systemen. Es wird eingesetzt, um empfindliche Komponenten vor Spannungsspitzen oder Fehlverdrahtungen zu schützen und unterschiedliche Versorgungspotenziale zu isolieren. Typische Anwendungen sind Mikrocontroller-Projekte, Sensornetzwerke und Systeme mit getrennten Stromversorgungen.
Die Hauptfunktion besteht darin, Daten- und Taktsignale zwischen zwei elektrisch getrennten Systemen zu übertragen. Dadurch können Geräte miteinander kommunizieren, ohne dass eine direkte elektrische Verbindung besteht. Dies reduziert das Risiko von Schäden durch Spannungsunterschiede und verbessert die Systemsicherheit.
Das Modul arbeitet als Schnittstelle zwischen zwei I²C-Geräten und ermöglicht eine stabile Signalübertragung auch bei unterschiedlichen Spannungsniveaus. Es kann in Prototypen, Entwicklungsumgebungen sowie in eingebetteten Systemen verwendet werden, bei denen eine elektrische Trennung erforderlich ist.
Merkmale im Überblick
- Galvanisch getrennte, bidirektionale I²C-Kommunikation
- Unterstützt Datenraten bis zu 1,7 MHz
- Integrierte 10 kΩ Pull-up-Widerstände auf beiden Seiten
- Getrennte Spannungsversorgung für beide Seiten
- Unterstützung von Clock Stretching
- Durchkontaktierungen im 2,54 mm Raster für flexible Integration
- I²C-Geräte mit SDA- und SCL-Schnittstelle
- Mikrocontroller-Plattformen wie Arduino und Raspberry Pi
- Steckplatinen und Systeme mit 2,54 mm Rastermaß
- IC: ISO1640B
- Datenrate: bis zu 1,7 MHz
- Betriebsspannung Seite 1: 3 V bis 5,5 V
- Betriebsspannung Seite 2: 2,25 V bis 5,5 V
- Maximale Betriebsspannung: 5,5 V
- Pull-up-Widerstände: 10 kΩ integriert
- Rastermaß: 2,54 mm
- Abmessungen: 0,4 × 0,6 × 0,11 Zoll
- Gewicht: 0,4 g
- Isolationsfestigkeit IC: bis zu 3 kVRMS
- Mindestabstand Leiterplatte: 2 mm
- Steckverbinder: keine
- Isolierte Energieübertragung: nein
- Unterschiedliche logische Schaltschwellen zwischen beiden Seiten
- Low-Pegel Seite 1: 0,5 V bis 0,7 V
- Low-Pegel Seite 2: 0 V bis 0,4 V
- 1 × Pololu I²C Isolator ISO1640 (ohne Steckverbinder)
- Abmessungen
- 3D-Modell
- Bohrplan
- Datenblatt ISO1640
