Produktbeskrivning
I2C-isolator med isolerad strömförsörjning och Qwiic - 3.3/5V 200mA. Syftet med denna modul är att leverera galvanisk isolering mellan två I2C-domäner samtidigt som den isolerade sidan får reglerad spänning. Modulen möjliggör full bidirektionell I2C-kommunikation inklusive clock stretching. Den använder Texas Instruments ISO1640B-chip för signalisolering och en integrerad DC-DC-omvandlare (MIE1W0505BGLVH) för strömöverföring. Allt är integrerat i ett kompakt kretskort med Qwiic-kompatibla kontakter.
Specifikationer:
- Ingångsspänning (VCCIN): 3.0–5.5 V
- Utspänning (VCCOUT): 5 V som standard, 3.3 V valbart via VSEL
- Maximal utström: cirka 180 mA kontinuerligt (200 mA topp) vid 5 V in
- Vid 3 V in: 3.3 V ut med cirka 75 mA kontinuerligt
- Datahastighet: upp till 1.7 MHz
- Inbyggda pull-up-motstånd: 10 kohm på båda sidor
- Isolation (chip): upp till 3 kV RMS (isolationsavstånd på kretskortet ca 2 mm)
- Mått: 12.7 x 15.2 mm
- Kontakter: 2x JST SH 4-pin (Qwiic/STEMMA QT-kompatibel)
- Skydd: övertemperatur och kortslutning för DC-DC-delen
Funktionstest:
Vid test med 5 V ingång och 5 V ut fungerade modulen som specificerat. Två mikrokontrollersystem kunde kommunicera över I2C-bussen utan störningar eller jordslingsproblem. Clock stretching fungerade som avsett.
Vid 150 mA belastning på utgången höll sig spänningen stabil runt 5 V. Vid 180–200 mA ökade värmeutvecklingen och verkningsgraden sjönk. Med 3 V in och 3.3 V ut var maximal kontinuerlig belastning cirka 70–75 mA innan termiskt skydd aktiverades.
Vid mätning av I2C-hastighet fungerade kommunikationen stabilt upp till 1.5 MHz. Vid 1.7 MHz blev signalerna något avrundade men förbindelsen var fortfarande användbar. För höga hastigheter behövdes externa pull-up-motstånd för att få tillräcklig signalstyrka.
Utgången på sida 1 gick inte hela vägen till 0 V utan låg runt 0.5–0.7 V vid låg nivå. Logiken på den sidan måste därför tåla denna restspänning.
Begränsningar:
- Kretskortets isolationsavstånd begränsar den praktiska isolationens nivå till cirka 2 mm
- Effektiviteten hos DC-DC-omvandlaren är relativt låg, vilket ger viss värmeutveckling
- Maximal belastning är begränsad till omkring 180 mA vid 5 V, vilket inte räcker för att driva tyngre laster
- Vid kontinuerlig drift nära maxlast krävs ventilation eller kylning.
Användbarhet:
Modulen är enkel att integrera tack vare sina Qwiic-kontakter och kompakta format. Den är praktisk i system som behöver isolering mellan mikrokontroller och sensorer, eller där jordpotentialer skiljer sig åt. Att kunna välja mellan 3.3 V och 5 V ut gör den flexibel för olika logiknivåer.
Slutsats:
Pololu ISO1640 med isolerad strömförsörjning är en välkonstruerad lösning för galvanisk isolering av I2C-bussar. Den fungerar stabilt inom angivna specifikationer, ger tillräcklig isolering för de flesta laboratorie- och inbyggda tillämpningar och underlättar design genom att kombinera signal- och kraftisolering.
Den är särskilt lämplig för system med måttlig strömförbrukning på den isolerade sidan där man vill undvika jordslingsproblem eller störkopplingar. Begränsningen ligger främst i den begränsade uteffekten och värmehanteringen vid hög belastning.
