AVR-ISP-Isolator

Bei der Firmware­entwicklung ist manchmal eine Potenzial­trennung zwischen PC und der Zielschaltung wün­schens­wert. Für einige Prozessor­familien gibt es preisgünstige Program­mier­adapter mit Potenzial­trennung. Für Atmel AVRs kann eine Potenzial­trennung für beliebige Program­mier­adapter einfach ergänzt werden.

Der ISP-Isolator wird zwischen ISP und Zielschaltung gesteckt. (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Der wohlorganisierte Hobby­ent­wickler entfernt vor dem dem Flashen einer neuen Firmware selbstverständlich alle Meßklemmen und Tastköpfe, damit die Zielschaltung potenzialfrei ist. Niemals bilden Zielschaltung, Meßklemmen, Tastköpfe, an Kabel baumelnde Komponenten und Lötkolben einen wirren Haufen, bei dem der Überblick, was noch alles angeschlossen ist verlorengehen könnte. Und selbstverständlich würde auch niemand eine mit Netzspannung versorgte Schaltung programmieren wollen, ohne die Netzverbindung zu trennen und die Schaltung fremdzuversorgen. Deswegen ist die folgende Schaltung auch komplett überflüssig.

Der hier vorgestellte Adapter bietet Potenzialtrennung für einen ATmel-ISP-Programmer und besteht einfach aus der Standardbeschaltung eines ADUM1401 und ein bischen Kleinzeug. Im normalen ISP-Betrieb arbeitet die Schaltung völlig transparent mit bis zu 2Mhz ISP-Takt und kann auch wie ein normaler Programmer im Betrieb an der Zielschaltung angeschlossen bleiben. Notfalls läßt sie sich auch ohne eigene Leiterplatte auf einer SMD-Adapterplatine aufbauen.

Der Isolator wird aus der Zielschaltung und aus dem Programmer versorgt. Damit funktioniert sie ohne Anpassung mit 5V- und 3,3V-Pegeln. Bei Verwendung mit dem AVRISPmkII bietet es sich an, diesen dahingehend zu modifizieren, daß die VCC-Leitung AVRISPmkII direkt die 5V-Versorgung vom USB-Port führt. So läßt sich:

1. Eine Zielschaltung bei Bedarf direkt aus dem PC versorgen. In diesem Fall ist eine Potenzialtrennung sowohl unmöglich als auch sinnlos oder
2. Der AVR-ISP-Isolator zwischen Zielschaltung und dem modifizierten AVRISPmkII betreiben. Der Programmer versorgt dabei die PC-Seite des Isolators, die Zielschaltung die andere. LEDs zeigen an, das beide Seiten des USB-Isolators versorgt werden.

Wird dagegen vorgezogen, den Programmer nicht zu modifizieren, kann ein im AVR-ISP-Isolator optional vorgesehener DC/DC-Wandler die PC-Seite aus der Zielschaltung mitversorgen.

Für PIC und ähnliche Mikrocontroller läßt sich die Schaltung mit wenig Aufwand anpassen. Mit zwei ADUM1250 kann eine ähnliche Schaltung aufgebaut werden, mit der sogar Debugwire funktioniert.

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Eagle-Projekt und Schaltplan