وقتی اتصال USB بخشی از مدار اندازه‌گیری می‌شود
یک مبدل سریال به برد آزمایش وصل می‌کنید و اندازه‌گیری نویز بلافاصله تغییر می‌کند. برنامه روی رایانه هنوز هیچ فرمانی نفرستاده، اما فقط وصل شدن کابل یک مسیر الکتریکی تازه ساخته است. ایزولاتور USB آدافروت با شناسه ۲۱۰۷ برای بررسی همین نوع مسئله طراحی شده است. داده USB را میان دو سمت سازگار عبور می‌دهد و تغذیه ایزوله محدودی در سمت دستگاه فراهم می‌کند. برای انتخاب درست باید هم مسیر زمین را بشناسید، هم سرعت واقعی دستگاه و هم جریان مورد نیاز آن را.
این برد کوچک در میز توسعه برای جدا کردن یک اتصال کم‌سرعت یا تمام‌سرعت به کار می‌آید. وجود آن در مسیر، داده مخرب یا فرمان ناخواسته یک دستگاه USB را پالایش نمی‌کند. اگر مسئله شما این است که یک وسیله ناشناس به عنوان صفحه‌کلید شناخته می‌شود، جداسازی الکتریکی به جای سیاست دسترسی میزبان عمل نخواهد کرد. در مقابل، اگر یک حلقه زمین از مسیر رایانه و ابزار اندازه‌گیری محتمل است، می‌توان با یک آزمایش مقایسه‌ای نقش همان مسیر را بررسی کرد. تعریف پرسش، انتخاب روش را روشن می‌کند.
نقشه زمین را روی کاغذ رسم کنید
پیش از تغییر اتصال، منابع تغذیه و کابل‌های ارتباطی را رسم کنید. رایانه، وسیله USB، مدار هدف، منبع آزمایشگاهی و هر دستگاه دیگری که به آنها وصل شده باید در نقشه باشد. سپس مسیرهایی را علامت بزنید که زمین دو بخش را به هم متصل می‌کنند. گاهی مسیر مورد توجه شما کابل USB است، اما پوسته یک کابل دیگر یا زمین یک ابزار اندازه‌گیری همچنان دو بخش را به هم وصل نگه می‌دارد. بدون این نقشه، نتیجه ظاهری جداسازی می‌تواند گمراه‌کننده باشد.
برای مثال، یک برد هدف از منبع مستقل تغذیه می‌شود و از طریق مبدل سریال با رایانه ارتباط دارد. اگر همزمان پروب دیگری به همان رایانه و همان هدف وصل باشد، گذاشتن ایزولاتور فقط در مسیر سریال ممکن است حلقه دیگر را باقی بگذارد. در آزمایش کم‌ولتاژ، ابتدا اتصال‌های غیرضروری را حذف و هر مسیر را جدا اضافه کنید. هدف یافتن تفاوتی است که به یک اتصال معین نسبت داده شود. هر بار تغییر را با عکس و نقشه ثبت کنید تا چیدمان موفق دوباره ساختنی باشد.
سرعت واقعی وسیله را بررسی کنید
طبق معرفی سازنده، برد با USB کم‌سرعت ۱٫۵ مگابیت بر ثانیه و تمام‌سرعت ۱۲ مگابیت بر ثانیه کار می‌کند. این مدل مسیر پرسرعت ۴۸۰ مگابیتی را ارائه نمی‌کند. عبارت USB 2.0 روی جعبه یک وسیله به تنهایی مشخص نمی‌کند آن وسیله در چه سرعتی کار می‌کند یا آیا می‌تواند به حالت پایین‌تر برگردد. سرعت عملیاتی را از مستندات دستگاه یا اطلاعات شناسایی سیستم عامل بخوانید. یک دوربین، ذخیره‌ساز یا ابزار ثبت سریع ممکن است به پهنای باندی بیشتر از این برد نیاز داشته باشد.
سرعت نامی خام باس نیز برابر نرخ مفید داده برنامه شما نیست. زمان‌بندی انتقال، سربار پروتکل و نوع نقطه انتهایی در ظرفیت واقعی نقش دارند. در یک مبدل سریال با نرخ متوسط، محدودیت ممکن است دیده نشود. در ابزار نمونه‌برداری که پیوسته داده می‌فرستد، همان مسیر می‌تواند باعث توقف یا حذف نمونه شود. برای آزمون پذیرش، برنامه را با نرخ مورد نیاز واقعی اجرا کنید و شمارنده خطا یا شماره توالی داده را بررسی کنید. شناسایی شدن دستگاه در فهرست USB فقط نخستین مرحله ارزیابی است.
بودجه جریان سمت ایزوله
سازنده برای تغذیه ایزوله خروجی مقدار پنج ولت و ظرفیت صد میلی‌آمپر را ذکر می‌کند. پیش از اتصال، مصرف وسیله و نیاز لحظه آغاز آن را بررسی کنید. میانگین پایین همیشه کافی نیست. یک وسیله ممکن است هنگام وصل شدن، روشن کردن نور یا شروع انتقال برای لحظه‌ای جریان بیشتری بخواهد. نشانه این وضعیت می‌تواند شناسایی و قطع پیاپی، بازنشانی میکروکنترلر یا کار کردن در حالت بیکار و شکست زیر بار باشد. ابتدا با یک وسیله سازگار و کم‌مصرف شناخته‌شده مسیر را امتحان کنید.
اگر وسیله منبع جدا دارد، شیوه تغذیه و ارتباط زمین آن را مطابق طراحی واقعی بررسی کنید. موازی کردن دو منبع پنج ولت یا افزودن سیم زمین بین دو سمت ایزولاتور می‌تواند هدف آزمایش را از بین ببرد یا جریان ناخواسته بسازد. اگر برای کارکرد عادی باید از خروجی ایزوله بیشتر جریان بگیرید، از ابتدا راه‌حل متناسب با توان لازم انتخاب کنید. افزایش ظرفیت با اتصال ابتکاری منابع بدون آگاهی از مدار، روش ارزیابی این برد نیست. پیش از تحلیل ارتباط نرم‌افزاری، ولتاژ سمت دستگاه را در شرایط بار اندازه بگیرید.
طراحی آزمایش مقایسه نویز
یک سامانه کم‌ولتاژ و منبع نویز قابل تکرار انتخاب کنید. نخست بدون ایزولاتور ثبت بگیرید، سپس فقط همین برد را به مسیر اضافه کنید و ثبت دوم را با تنظیم یکسان انجام دهید. موقعیت کابل، بار، برنامه روی میزبان و مقیاس نمایش باید ثابت بمانند. برای مثال، اگر هدف مقایسه نویز حسگر در حالت بیکار است، در اجرای دوم نباید همزمان نرخ نمونه‌برداری یا محل سنسور تغییر کند. تغییر چند عامل نمی‌گذارد تفاوت نمودار را به جداسازی نسبت دهید.
فقط به ظاهر صاف‌تر نمودار نگاه نکنید. بازه زمانی، واحد اندازه‌گیری و روش محاسبه دامنه نویز را مشخص کنید. اگر نوسان مشخصی نزدیک فرکانس برق محیط دیده می‌شود، آن را همراه هارمونیک‌ها و تغییر با جابه‌جایی کابل بررسی کنید. کاهش دامنه پس از افزودن ایزولاتور نشان می‌دهد مسیر تغییرکرده در نتیجه نقش داشته است، ولی به تنهایی منشأ نهایی نویز را ثابت نمی‌کند. تکرار آزمایش در ترتیب معکوس، یعنی برداشتن ایزولاتور و بازگشت به ثبت اول، شاهد عملی بهتری برای مقایسه فراهم می‌کند.
آزمون انتقال پایدار
برای بررسی ارتباط سریال، دو طرف را طوری تنظیم کنید که بسته‌های شماره‌دار یا رشته‌ای با الگوی ثابت مبادله کنند. ابتدا مسیر مستقیم را برای مدت مشخص ثبت کنید، سپس همان آزمون را از مسیر ایزولاتور انجام دهید. تعداد بسته‌های درست، گمشده، تکراری و تعداد دفعات شناسایی مجدد USB را جدا بشمارید. اگر تنها تعداد کل بایت‌ها را بررسی کنید، حذف و تکرار همزمان ممکن است یکدیگر را بپوشانند. با ثبت زمان و شماره توالی، شکست ارتباط از شکست اندازه‌گیری قابل تفکیک می‌شود.
در گام بعد، بار معمول دستگاه را اضافه کنید. برای یک ابزار سنجش، این بار می‌تواند فعال کردن همه کانال‌های لازم یا ثبت طولانی روی دیسک باشد. اگر اتصال در چند ثانیه اول موفق است ولی پس از مدتی می‌افتد، وضعیت برق، گرم شدن، تعلیق خودکار USB و بار میزبان را جدا بررسی کنید. نتیجه یک آزمایش بسیار کوتاه را به جلسه چندساعته تعمیم ندهید. زمان هدف را بر اساس کاربرد تعریف کنید و یک نمونه ثبت کامل از آن بازه نگه دارید.
تفاوت جداسازی الکتریکی و امنیت USB
در این محصول، ارتباط داده عمداً از یک طرف به طرف دیگر منتقل می‌شود. بنابراین میزبان همچنان باید کلاس دستگاه، درایور و رفتار نرم‌افزاری آن را مدیریت کند. اگر دستگاه در نقش صفحه‌کلید، رابط شبکه یا حافظه ظاهر می‌شود، ایزولاسیون الکتریکی این قابلیت را حذف نمی‌کند. برای آزمایش امنیتی یک وسیله ناشناس، محیط میزبان کنترل‌شده، سیاست مجوز دستگاه و ثبت رویدادهای سیستم عامل موضوع‌های جداگانه هستند. انتخاب ابزار باید بر اساس نوع خطری باشد که واقعاً قصد ارزیابی آن را دارید.
همچنین این برد یک مسدودکننده داده برای شارژ نیست. اگر هدف تنها دریافت برق بدون تبادل داده است، برقراری مسیر USB سازگار با داده رفتاری متفاوت دارد. پیش از استفاده، بنویسید در آزمایش به عبور داده نیاز دارید یا فقط جدایی مسیر زمین و تغذیه را می‌خواهید. همین پرسش ساده مانع می‌شود هنگام بررسی مشکل، جست‌وجو را در لایه اشتباه ادامه دهید. موفقیت در کاهش حلقه زمین شاهدی درباره محدود شدن فرمان‌های نرم‌افزاری وسیله ارائه نمی‌دهد و هر دو موضوع باید جدا سنجیده شوند.
وقتی دستگاه شناسایی نمی‌شود
گام اول بررسی کارکرد مستقیم وسیله با همان کابل و رایانه است. بعد سازگاری سرعت و بودجه جریان را کنترل کنید. سپس یک وسیله کم‌مصرف شناخته‌شده روی ایزولاتور قرار دهید. اگر آن وسیله شناسایی می‌شود ولی دستگاه اصلی نه، بررسی مشخصات دستگاه اصلی اولویت دارد. اگر هیچ وسیله‌ای کار نمی‌کند، ورودی برق، جهت اتصال، کابل و تنظیم مربوط به سرعت را مطابق مستندات نمونه خود بررسی کنید. تعویض تصادفی درایورها قبل از اثبات ارتباط پایه معمولاً فقط وضعیت را پیچیده‌تر می‌کند.
اگر دستگاه شناسایی می‌شود ولی برنامه داده نمی‌گیرد، گزارش سیستم عامل را از گزارش برنامه جدا بخوانید. پیغام قطع و وصل روی باس با خطای دسترسی برنامه به درگاه یکسان نیست. برای یک ابزار ثبت داده، نمونه کوچک با نرخ پایین را اجرا و سپس بار را تدریجی زیاد کنید. نقطه‌ای که خطا از آن آغاز می‌شود می‌تواند سرنخ پهنای باند یا جریان باشد. اگر مشکل حتی در نرخ کم و با ولتاژ پایدار باقی می‌ماند، پشتیبانی نرم‌افزار از حالت سرعت انتخابی را بررسی کنید.
مرز استفاده آزمایشگاهی و نتیجه قابل تحویل
در این راهنما آزمایش‌ها روی مدار کم‌ولتاژ انجام می‌شوند. برای کار با برق شهر یا بخش‌های دارای انرژی خطرناک، مشخصات ایمنی کل زنجیره، محفظه، فاصله‌های عایقی و تجهیزات اندازه‌گیری باید متناسب با کاربرد باشد. وجود یک برد ایزوله USB به تنهایی مبنای طراحی حفاظت فردی یا شناور کردن ابزار نامتناسب نیست. زمین حفاظتی تجهیزات را برای رسیدن به یک نمودار تمیزتر قطع نکنید. یک آزمایش کم‌ولتاژ روشن و قابل بازسازی برای ارزیابی رفتار این محصول کافی است.
در پرونده نهایی، مدل وسیله، سرعت توافق‌شده، مصرف عادی و بیشینه مشاهده‌شده، نقشه اتصال‌های زمین و نتیجه دو ثبت مستقیم و ایزوله را کنار هم قرار دهید. اگر نتیجه مثبت است، مشخص کنید دقیقاً کدام شاخص بهتر شده و تحت چه چیدمانی. اگر نویز تغییری نکرد، بررسی مسیرهای موازی زمین یا منبع دیگری از تداخل منطقی‌تر از ادعای خرابی فوری ایزولاتور است. ارزش ابزار در این است که می‌توان یک مسیر الکتریکی مشخص را در یک آزمایش کنترل‌شده تغییر داد و نتیجه آن را با شاهد قابل مقایسه اندازه گرفت.
