Jednoduchý galvanicky oddělený USB/RS232/Audio interface / Simple galvanically isolated USB/RS232/Audio interface

Pro potřeby CDXP jsem navrhnul a zrealizoval jednoduchý galvanicky oddělený interface zejména pro digitální módy. Většinou jsme sebou na expedice vozili zařízení od firmy Microham Mikrokeyer II. Tento inteface je vynikající, ale má jednu velkou nevýhodu, i s příslušným kabelem váží cca 1.5kg. Pokud jich potřebujete vzít 5-7ks, už je to na spotřebované váze zavazadel poznat.

Proto jsem vymysel lehčí variantu, plně dostačují pro provozování digitálních módů za pomocí vestavěné zvukové karty v PC. Nejedná se o žádné převratné zapojení. Část audio je klasické koncepce s oddělovacími transformátory od firmy Bourns LM-NP-1001-B1.

Digitální část je zajímavější. Pro ovládání TCVR (CAT, PTT) je třeba sériová linka. CDXP většinou používá TCVR Elecraft K3 nebo Kenwood TS480, čili je třeba disponovat linkou RS232. Po lince RS232 lze jak ovládat kmitočet TCVR tak ho zaklíčovat (PTT via CAT). Novější notebooky však již většinou nedisponují sériovým portem, takže bylo vhodné do interface vestavět i konvertor USB/Serial. Jako konvertor jsem použil svůj oblíbený obvod Prolific PL-2303SA. Jedná se o asi nejmenší USB/Serial interface s minimem vnějších součástek. Obvod je podporován ve všech verzích Windows a taktéž v Linuxu.   Ovladač je poměrně nenáročný a má nízkou latenci. Rovněž tak cena obvodu je velmi příznivá.

Další zajímavou součástkou je obvod od Analog Devices ADM3251E. Jedná se o izolátor RS232 s izolační pevností 2,5kV a maximální rychlostí 460kbd. Jeho velkou výhodou je, že nepotřebuje externí DC/DC konvetor pro výrobu napájecího napětí pro budiče sekundární strany (strany RS232).
Veškerá potřebná napětí si obvod vyrobí sám. Stačí mu k tomu 6 kondenzátorů s kapacitou 100nF.
Tím se celá konstrukce značně zjednoduší. Na následujícím obrázku je schéma zapojení.

Celá kontrukce je postavena na oboustranném plošném spoji o rozměrech 80x55mm. Tento je vestavěn do hliníkové krabičky of firmy TEKO.

Kabely jsou vyvedeny přímo přes stěnu krabičky a k plošnému spoji jsou fixovány příchytkami vytištěnými na 3D tiskárně. Vlastní plošný spoj je do krabičky připevněn přes samolepící distanční sloupky.

Kabelu mají délku "tak akorát" cca 30 cm.  Jeden kus včetně kabelů (zde pro TS480) pak váží pouhých 180 gramů, což je cca 8x méně než Mikrokeyer II s kabelem.

Interface byl ověřen v praktickém provozu a pracuje naprosto bez problémů. V případě zájmu, mám pár plošných spojů navíc. Většinu součástek lze zakoupit ve firmě TME nebo na eBay.