1-Draht-Bustreiber für Steuerungen, die mit weniger als 5 V versorgt werden

    Der 1-Wire-Bustreiber, auf den Sie aufmerksam gemacht werden, ist nichts Revolutionäres, alle verwendeten Schaltungslösungen sind seit langem bekannt. Der Grund für die Veröffentlichung war der Wunsch, den Artikel über die Software- Implementierung von 1-Wire-Master-Grundelementen auf der Basis von PWM und ICP nicht zu überfrachten .

    Schaltplan
    1-Draht-Bustreiber

    Der Bustreiber wird in einem meiner Projekte verwendet, daher beginnt die Nummerierung der Elemente nicht mit "1".

    Zweck der Signale:

    ICP - Eingangssignal für den Mikrocontroller zum Empfang von Daten vom 1-Wire-Bus;
    OCRA - das Ausgangssignal für den Mikrocontroller zur Modulation der auf den 1-Wire-Bus übertragenen Daten;
    PULLUP - das Ausgangssignal für den Mikrocontroller, das für die Implementierung im 1-Wire-Bus-Modus "ACTIVE PULLUP" ausgelegt ist;
    3V3 - Versorgungsspannung, gegen die die Pins des Mikrocontrollers ICP, OCRA und PULLUP tolerant sind. Diese Spannung muss nicht genau 3,3 V betragen, sie kann mehr oder weniger betragen.

    Zwei verbindliche Kriterien sind:

    - Die Spannung 3V3 muss unbedingt kleiner sein als die Spannung 5V0 (mindestens um die Größe des Spannungsabfalls am parasitären Dioden-MOSFET Q3 bei direktem Anschluss).
    - Die Spannung 3V3 muss größer sein als die Spannung zwischen Gate und Source, die von MOSFETs verwendet wird, um eine stabile Öffnung zu gewährleisten.

    ONEWIRE - 1-Wire Bussignal;
    5V0 - Leistung für 1-Draht-Bus.

    Die Komponenten Q2 und R19 sorgen für eine Signalmodulation auf dem 1-Wire-Bus von der Niederspannungsseite des Treibers. R18 ist zum garantierten Schließen von Q2 bei fehlendem Modulationssignal und teilweise zum Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD) vorgesehen, falls der Treiber als separates Modul ausgeführt wird.

    Die D8-Diodenbaugruppe ist ausschließlich zum Schutz vor elektrostatischer Entladung vorgesehen, falls jemand 1-Draht-Geräte mit Niederspannungsstrom anschließen möchte. Beispielsweise ermöglicht der DS18B20 einen Versorgungsspannungsbereich von 3,0 V bis 5,5 V. Es ist jedoch zu beachten, dass der "ACTIVE PULLUP" -Modus nur von der Seite des 1-Wire-Busses mit +5 V-Stromversorgung möglich ist (d. H. 1-Wire-Niederspannungsgeräte sollten nicht im Parasit-Power-Modus verwendet werden). Um die Störfestigkeit des 1-Draht-Niederspannungsbusses zu verbessern, muss der R19-Wert möglicherweise auf 1 K verringert werden. „Cherry on the cake“ - beide Varianten des 1-Wire-Busses können gleichzeitig genutzt werden.

    Ein trivialer bidirektionaler Pegelwandler ist auf den Komponenten R19, Q3 und R20 montiert (eine Erläuterung der Funktionsprinzipien finden Sie in den Referenzen)

    Auf den Komponenten R21, Q4, R22 ist ein unidirektionaler invertierender Pegelwandler zur Steuerung von Q5 montiert, der den Modus "ACTIVE PULLUP" implementiert.

    Die Widerstände R23 und R24 dienen zur Begrenzung des fließenden Stroms (z. B. wenn ein neues Gerät im Modus „ACTIVE PULLUP“ an den 1-Wire-Bus angeschlossen wird).

    Die D9-Diodenbaugruppe bietet einen ESD-Schutz auf der 1-Draht-Seite.

    Aussehen des Geräts (auf dem Steckbrett)
    1-Draht-Bustreiber auf Steckbrett

    Referenzliste:

    1. Richtlinien für zuverlässige 1-Draht-Netze mit langen Leitungen
    2. ANWENDUNGSHINWEIS 4255
    3. DS18B20 Datenblatt
    4. Übereinstimmende Logikpegel von 5V- und 3,3V-Geräten

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