Zlátnoucí lány vybízejí k úsporám. Jeden drát by mohl stačit

Když se u součástek řekne „široké pole“ působnosti, máme tím zpravidla na mysli celou řadu aplikací, pro které se nakonec budou hodit. Co když je ale široké doslovné pole? Ve společnosti Maxim se nebrání ani takové situaci. Nikomu se totiž nechce plýtvat vodiči, a to zvláště tehdy, bude-li rostoucí počet žil ještě násoben vzdálenostmi v řádu desítek metrů.

Od slova jeden

Není na tom nic zvláštního – měřicí aplikace a mikrokontrolér komunikující s čidlem prostřednictvím běžného rozhraní I2C nebo SPI. To, co vypadalo na desce plošného spoje naprosto nevinně, však začne rychle vzbuzovat emoce, máme-li najednou vést celkem čtyři, nebo dokonce rovných šest vodičů ke snímači vzdálenému třeba až sto metrů od řídicí jednotky. Co kdyby se ale podařilo „klubko drátů“ omezit na pouhé dvě žíly, přičemž polovinu z nich bude tvořit právě zem?

V praxi, která se nespoléhá výhradně na bezdrátové vf technologie, by to znamenalo využít služeb protokolu, který na jediném vodiči dokáže zkombinovat jak napájení, tak i užitečný signál, zatímco vše pak bude ovládáno programovatelnými vstupně-výstupními vývody příslušného host mikrokontroléru.

V Maxim Integrated Products mají takovým chráněným autonomním přístupem na mysli řešení se sběrnicí 1-Wire® a souvisejícími novými obvody DS28E18 pak už jen speciální, jednoduchý komunikační můstek mezi oběma světy, zvaný též „1-Wire® to I2C/SPI Bridge with Command Sequencer“. Čím by si měla docela nepatrná součástka v pouzdrech typu TDFN s osmi vývody a o rozměrech jen 2 × 3 × 0,75 mm, kterou výrobce s přihlédnutím ke zlátnoucím lánům obilí stylově představil právě v srpnu [1], zasloužit naši pozornost?

Napájení? Stačí se jen přiživit

Obr. 1 Obvody DS28E18 ve svém typickém zapojení jako součást odlehlého snímače [2]

Ať již počítáte s tím, že výrazněji snížíte počet vodičů, nebo se nakonec zbavíte až pěti vnějších pomocných obvodů, případně se ještě na celou věc podíváte optikou programátora, kterému dále zjednodušíte práci, pokaždé máte co do činění s prvky DS28E18, jejichž pravé místo zachycuje blokový diagram na obr. 1 – zde jako součást odlehlého snímače pracujícího právě s rozhraním SPI. K provozu sítě čítající klidně i deset až dvacet nekonfliktních uzlů přitom stačí pouhý jeden programovatelný I/O port mikrokontroléru.

Obr. 2 V rámci sítě se bez potíží uplatní i větší počet prvků, ke kterým lze přistupovat jednotlivě [2]

Napájení připojených senzorů, resp. periférií, se odvozuje od sběrnice 1-Wire®, takže celé zapojení může velmi efektivně fungovat nejen při vzdálené dodávce energie a řízení zcela obecných čidel s I2C (až 1 MHz v režimu Fm+), příp. SPI (zde až 2,3 MHz), ale také v případě vhodných A/D či D/A převodníků nebo např. kontrolérů obsluhujících displeje. Za předpokladu I2C se při dalším ovládání periférií rovněž počítá se dvěma doplňkovými piny GPIO. Součástky pracují v rozmezí teplot od –40 °C až do +85 °C a s přihlédnutím k provoznímu napěťovému rozsahu 2,97 V až 3,63 V (VPUP). Typická velikost vnější kapacity zapojené k vývodu CEXT zde činí 470 nF.

Obr. 3 Protokol 1-Wire® počítá s napájením a také signálem na jednom společném vodiči [1]

robenek@dps-az.cz