Separación de optoacopladores I2C: ¿qué IC?

Estoy diseñando un circuito que tendrá algunos sensores I2C externos conectados y, por lo tanto, quiero protegerlo del ruido, a través de un optoacoplador. Tengo que decir que soy un completo novato en todo esto y después de mucho buscar, se me ocurrió la siguiente fuente: Aislamiento optoeléctrico del I2C-Bus

La cuestión es que, idealmente, me gustaría ver un IC, que tendría dos lados y conectaría las líneas de alimentación + señal de ambos lados en cualquier lado y lo haría todo, sin ninguna complejidad adicional. He mirado los componentes RS pero, para ser honesto, me da vueltas la cabeza y realmente no puedo ver cuál elegir. ¿Qué IC puedo usar aquí?

I2C puede ser complicado de optoaislar debido a su naturaleza bidireccional (y al hecho de que es una puerta OR cableada): ¿SPI es una opción para sus sensores? Mucho más fácil de optoaislar

Respuestas (4)

¿Estás seguro de que necesitas aislamiento? El bus I2C transporta señales digitales y tiene una impedancia relativamente baja; puede ir tan bajo como 2 kΩ. Entonces, el ruido puede no ser un problema demasiado grande allí.

Si lo que le preocupa es la fuente de alimentación, entonces aislar el bus no tiene mucho sentido. Asegúrese de que las fuentes de alimentación de los sensores estén correctamente desacopladas. Para una PSRR (relación de rechazo de la fuente de alimentación) adecuada, puede tener un LDO separado cerca de cada sensor.

Si cree que necesita aislamiento, este documento puede ayudarlo a comenzar.

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Si desea proteger su RPi contra picos, puede haber una solución más simple: use diodos TVS (supresión de voltaje transitorio), posiblemente en combinación con una resistencia de serie pequeña. El valor de esa resistencia no debería ser demasiado alto por dos razones: formará un divisor con los pull-ups y, por lo tanto, elevará su nivel bajo, y también deteriorará los bordes descendentes de su señal. 100 &Omega podría ser un buen valor. Para los diodos TVS, podría usar estos , por ejemplo.

Lectura adicional
Aislamiento optoeléctrico del bus I2C , nota de aplicación de NXP

El motivo del aislamiento es que quiero evitar que el ruido atraviese los cables y entre en el dispositivo principal (raspberry pi) para evitar daños. Me aconsejaron que no debería haber una conexión de cable directa entre el interior y el mundo exterior. ¿tener sentido?
@petr - Podría. Depende de cuán hostil sea el mundo exterior. Como dije, I2C son señales digitales, y lo primero que les sucede en el extremo receptor es el almacenamiento en búfer, es decir, limpiar los niveles a Vdd y tierra, resp. Si hubiera algún ruido en él, sería el final. Yo estaría un poco más preocupado por la fuente de alimentación. ¿Sus sensores tienen fuentes de alimentación separadas?
Sí, tengo la intención de tener una fuente de alimentación separada para el PI y los sensores. Los únicos dos cables que ingresan al PI desde el mundo exterior serían la interfaz i2c. Me preocupa que algún pico pase de los sensores al PI y freír el circuito i2c (o más). Es por eso que quiero tener una separación completa entre esos dos. Y quiero hacerlo lo más simple posible, ya que realmente no soy tan hábil en la resolución de problemas de circuitos más complejos. Estoy pensando en tener un componente de 8 hilos, 4 de cada lado (i2c+power) para dar la separación.

Quiere el ADUM1250 , que no es óptico pero es un aislador.

Si no necesita aislamiento galvánico, un búfer bidireccional como el NXP P82B96 puede ser todo lo que necesita. (Esta parte se usa a menudo con optos, pero funciona bien como un búfer por sí mismo).

Los optoacopladores pueden presentar desafíos a altas frecuencias, especialmente si tiene la intención de operar a 100 kHz o más. El CTR, los retrasos de propagación y el consumo de corriente son áreas clave que deben tenerse en cuenta al aislar ópticamente el bus.

Los aisladores digitales de ADi y Silicon Labs son robustos y no requieren muchas partes externas, pero pueden ser costosos en comparación con soluciones más simples (especialmente si no necesita aislamiento galvánico).

Hay algunas piezas diseñadas específicamente para aislamiento I2C http://www.mouser.com/Semiconductors/Interface-ICs/Digital-Isolators/_/N-62fhb?Keyword=i2c

Por ejemplo , las piezas ISO154x tienen alimentación y tierra en ambos lados y bidireccionales (SCL y SDA o SDA bidireccional y SCL unidireccional) como desee.