Galvanické oddělení a prodloužení USB

Rozhraní USB se dnes běžně používá k připojení různých zařízení k počítači. Výhodou je jeho přítomnost na každém stolním i přenosném počítači, oproti staršímu sériovému rozhraní RS232 je velmi rychlé, snadno se větví přes USB rozbočovač (HUB) a zařízení je možné připojovat i odpojovat za provozu. Nevýhodou je však jeho omezená délka, v praxi do 5 m, která je v mnoha případech velmi limitující. Také skutečnost, že USB není galvanicky oddělené, je někdy problémem při jeho použití.

Ukažme si produkty, které dodává společnost Papouch s. r. o. (viz inzerát níže) a které řeší uvedené nedostatky.

Galvanické oddělení USB

Skutečnost, že rozhraní USB není galvanicky odděleno, komplikuje jeho použití mnoha technikům, kteří se s notebookem připojují k nejrůznějším zařízením. Často se oprávněně obávají možnosti poškození celého notebooku. Propojení zemí je také na závadu u různých měřicích přístrojů připojených přes USB ke stolním počítačům, vytvářejí se tak zemní smyčky.

Oddělení USB jednoduše řeší malá krabička se dvěma konektory (obr. 1). Použití je jednoduché, oddělovač se vloží mezi dva USB kabely. Není třeba externí napájení ani není nutné instalovat žádný software. Oddělovač USB se dodává ve dvou verzích, s izolační pevností 2 kV a 4 kV. Připojené zařízení je schopen napájet proudem až 100 mA.

Obr. 1 Galvanické oddělení USB

Prodloužení USB až na 4 5 m

Pro prodloužení USB až na vzdálenost 20 nebo 45 m je určen speciální optický kabel s označením M2-100. Jedná se o kompaktní provedení optického kabelu s převodníky na USB. Není jej tedy možné zkrátit, ale jeho použití je maximálně jednoduché: použije se jako kterýkoliv jiný USB kabel.

Napájení strany vzdálené od počítače je zajištěno dodávaným zásuvkovým adaptérem. Protože je kabel optický, zajišťuje i zcela dokonalé galvanické oddělení, navíc se není třeba bát souběhu se silovými kabely nebo jeho položení kolem rušících zařízení. Pokud je na vzdáleném konci třeba připojit více zařízení, lze použít běžný USB HUB.

Galvanicky oddělený USB-HUB

Zajímavým produktem je galvanicky oddělený HUB (obr. 2). Chová se jako běžný HUB, není tedy třeba instalovat žádný software. Jeho 4 porty mají společnou zem, ale jsou galvanicky oddělené od USB rozhraní k PC. Všechny porty poskytují napájení připojeným zařízením (až do 500 mA) a mají ochranu proti přepětí i proudovému přetížení. Galvanické oddělení má pevnost 2 500 V.

Obr. 2 Galvanicky oddělený USB HUB

Prodloužení USB po síti L AN

V některých případech je v objektu, kde je třeba instalovat vzdálené USB zařízení, rozvedena ethernetová síť LAN. Pak není třeba tahat nové kabely, k prodloužení USB lze použít moduly SX-3000 (obr. 3). Moduly SX-3000 mají 2 USB porty a do sítě LAN se připojují jako běžný počítač, tedy do nejbližší ethernetové zásuvky.

Obr. 3 Modul SX-3000 pro prodloužení USB pře Ethernet

Na počítač, z něhož mají být zařízení ovládána, se pak nainstaluje driver, který vytvoří virtuální USB porty. Gigabitový USB server v zařízení SSX-3000 umožňuje připojit zařízení USB 2.0 s vysokou datovou propustností. Ty se objeví v operačním systému stejně, jako by byly přímo součástí PC. Celé nastavení včetně síťových parametrů (IP adresa atd.) se provede jednoduchým konfiguračním programem. Výhodou je, že připojená zařízení lze sdílet více uživateli (obr. 4).

Obr. 4 Princip funkce sdílení USB zařízení přes Ethernet

Všechny uvedené produkty je možné zapůjčit k vyzkoušení a technici společnosti Papouch s. r. o. jsou připraveni poradit s jejich aplikací.