CHESTER-X5
CHESTER-X5 je rozšiřující modul s dvěma izolovanými napěťovými vstupy pro platformu CHESTER.
Přehled modulu
Modul CHESTER-X5 má dva izolované napěťové vstupy, každý s rozsahem −50 V až +50 V. Každý kanál používá zesilovač se zesílenou izolací (AMC3330) s integrovaným izolovaným DC-DC převodníkem, takže je vstup galvanicky oddělený od elektroniky zařízení CHESTER i od druhého kanálu. Přesný dělič s tolerancí 0,1 % přizpůsobí vstupních ±50 V rozsahu zesilovače. Diferenciální výstup zesilovače pak digitalizuje společný 24bitový převodník ADC ADS122C04 na sběrnici I²C: kanál 1 na vstupech AIN0/AIN1, kanál 2 na AIN2/AIN3.
Izolovaný zesilovač každého kanálu se napájí přes vlastní zátěžový spínač (load switch, TPS22917), takže firmware může kanály zapínat nezávisle a v nečinnosti je kvůli úspoře energie nechat vypnuté. Nový vzorek hlásí převodník ADC signálem data-ready, který je vyvedený na pin GP0 slotu.
Klíčové vlastnosti
- Dva izolované vstupy: Dva nezávislé napěťové kanály, každý se zesílenou galvanickou izolací.
- Rozsah ±50 V: Každý kanál měří −50 V až +50 V.
- Přesné měření: Izolované zesilovače AMC3330 se vstupními děliči 0,1 % a 24bitovým ADC ADS122C04.
- Rozhraní I²C: ADC se čte přes I²C; data-ready se signalizuje na GP0/A0.
- Spínání napájení jednotlivých kanálů: Každý kanál má vlastní zátěžový spínač (kanál 1 se zapíná přes GP2, kanál 2 přes GP1), což snižuje spotřebu.
Typické aplikace
- Izolované měření napětí: Měření napětí, která musí být galvanicky oddělená od logiky.
- Plovoucí napětí a napětí na straně high-side: Měření signálů, které nejsou vztažené k systémové zemi.
- Monitorování baterií a článků: Sledování napětí baterií, článků nebo modulů.
- Měření průmyslových signálů: Průmyslová napětí, u kterých je izolace nutná kvůli bezpečnosti nebo přesnosti.
- Měření bez zemních smyček: Vyloučení zemních smyček mezi měřeným obvodem a zařízením CHESTER.
Technické parametry
| Parametr | Hodnota |
|---|---|
| Typ modulu | 2kanálový izolovaný napěťový vstup |
| Kanály | 2 (nezávislé), zesílená galvanická izolace |
| Vstupní rozsah | −50 V až +50 V na kanál |
| Izolovaný zesilovač | AMC3330DWE (integrovaný izolovaný DC-DC), jeden na kanál |
| ADC | ADS122C04 (24bitový, 4kanálový, I²C) |
| Mapování kanálů | Ch1 → AIN0/AIN1, Ch2 → AIN2/AIN3 |
| Rozhraní k hostu | I²C; data-ready (DRDY) na GP0/A0 |
| Adresa I²C | 0x40 (výchozí); 0x41 pomocí pájecí propojky S1 |
| Zapnutí napájení kanálu | GP2/A2 (kanál 1), GP1/A1 (kanál 2) |
| Napájení logiky (VDD) | 3,0 V |
| Rozhraní desky | Půlené prokovené otvory (castellated) na dvou protilehlých hranách, deska je připájená k základní desce CHESTER |
| Revize hardwaru | R2.1 |
Klíčové součástky
| Součástka | Typové označení | Popis |
|---|---|---|
| Izolovaný zesilovač (×2) | AMC3330DWE | Zesilovač se zesílenou izolací a integrovaným izolovaným DC-DC; jeden na kanál |
| ADC | ADS122C04IPW | 24bitový 4kanálový I²C ADC digitalizující oba kanály |
| Zátěžový spínač (×2) | TPS22917DBV | Spínač napájení izolovaného zesilovače, jeden na kanál |
Zapojení pinů
Modul používá standardizované rozvržení konektoru kompatibilní se slotem pro rozšiřující moduly CHESTER.
Zobrazené zapojení pinů platí pro základní desku CHESTER-M CGLS.
Zapojení konektoru CHESTER-X5
| Pin | Signál | Typ | Popis |
|---|---|---|---|
| 1 | DNC | — | Nezapojovat (izolační odstup) |
| 2 | INP1 | Izolovaný vstup | Kladný vstup kanálu 1 |
| 3 | INM1 | Izolovaný vstup | Záporný vstup kanálu 1 |
| 4 | DNC | — | Nezapojovat (izolační odstup) |
| 5 | DNC | — | Nezapojovat (izolační odstup) |
| 6 | INM2 | Izolovaný vstup | Záporný vstup kanálu 2 |
| 7 | INP2 | Izolovaný vstup | Kladný vstup kanálu 2 |
| 8 | DNC | — | Nezapojovat (izolační odstup) |
Každý kanál měří −50 V až +50 V a je galvanicky oddělený od elektroniky zařízení CHESTER i od druhého kanálu. Piny DNC (1, 4, 5, 8) nejsou nikam připojené. Nic na ně nezapojujte: vytvářejí odstup, který zachovává izolaci mezi kanály a logickou stranou.
Rozhraní k hostu (I²C)
Modul CHESTER-X5 se čte po standardní sběrnici I²C přes převodník ADC ADS122C04 na desce, který digitalizuje oba izolované kanály (kanál 1 na AIN0/AIN1, kanál 2 na AIN2/AIN3). Piny slotu se používají takto:
| Pin CHESTER-X | Směr | Funkce |
|---|---|---|
| SDA / SCL | I²C | Komunikace s ADS122C04 |
| GP0 / A0 | Vstup | Data-ready (DRDY) ADS122C04 |
| GP1 / A1 | Výstup | Zapíná napájení kanálu 2 (zátěžový spínač) |
| GP2 / A2 | Výstup | Zapíná napájení kanálu 1 (zátěžový spínač) |
Adresa ADC na I²C je ve výchozím stavu 0x40; nastavením pájecí propojky S1 se změní na 0x41, takže lze na jednom zařízení CHESTER použít dva moduly CHESTER-X5 bez konfliktu. GP3/A3 se nepoužívá.
Připojení vstupu
Zdroj napětí pro kanál 1 připojte na INP1 (pin 2) a INM1 (pin 3), pro kanál 2 na INP2 (pin 7) a INM2 (pin 6).
Protože jsou vstupy galvanicky oddělené, měřený obvod nemusí mít společnou zem se zařízením CHESTER a oba kanály jsou oddělené i mezi sebou. Piny DNC (1, 4, 5, 8) nechte nezapojené. Před měřením zapněte z firmwaru napájení kanálu (kanál 1 přes GP2, kanál 2 přes GP1).
Nepřekračujte na žádném kanálu vstupní rozsah −50 V až +50 V.
Průchod krabičkou
Vstupní kabeláž lze do krabičky přivést dvěma způsoby:
- Kabelová vývodka (výchozí): vodiče protáhnete vývodkou ve stěně krabičky a zapojíte do svorkovnice.
- Panelový konektor (na vyžádání): uživatel kabel jen zapojí do konektoru ve stěně krabičky a uvnitř nezůstane žádná volná kabeláž. Dodáváme na vyžádání.
Kompatibilní konfigurace CHESTER
Modul CHESTER-X5 lze použít s různými konfiguracemi základních desek CHESTER. Níže jsou příklady kompatibilních sestav:
CHESTER-M (CGLS)
CHESTER-C4
Schémata
Kompletní schéma (dva izolované vstupní kanály AMC3330, jejich zátěžové spínače TPS22917 a ADC ADS122C04) je k dispozici jako PDF:
Výkres modulu
