AnalogIsolatorproduction

Analog Signal Isolator

Isolator sinyal analog 0–5 V untuk menghubungkan sensor ke ESP32, Arduino, MCU, atau PLC tanpa menyatukan ground kedua sisi.

[!NOTE] Panduan pembeli pada halaman ini berlaku untuk PCB yang silkscreen-nya bertuliskan AIN, AOUT, MCU SIDE, SENSOR SIDE, dan FIT ONE ONLY.

[!TIP] Produk dikirim sebagai satu PCB yang sudah dirakit. Mode bawaan untuk ESP32, yaitu M2.4V1, sudah terpasang. Paket tidak mencakup sensor, kabel, catu daya, maupun board ESP32.

Mulai pemasangan PCB AIN/AOUT →  ·  Unduh gambar pinout →

Produk ini untuk apa?

Analog Signal Isolator adalah jembatan aman untuk sinyal analog 0–5 V. Modul ini menerima tegangan dari sensor di satu sisi, lalu mengirimkan kembali nilai yang sama secara analog ke ADC mikrokontroler/PLC di sisi lain—tanpa hubungan listrik langsung antara kedua ground.

Masalah yang diselesaikan modul ini adalah ground loop, noise, dan gangguan ketika sensor berada di mesin/panel yang berbeda dengan ESP32, Arduino, PLC, data logger, atau komputer yang terhubung USB. Sensor tetap memperoleh catu 5 V dari sisi terisolasi, sedangkan MCU membaca sinyal melalui AOUT.

Sensor 0–5 V       Isolator analog optik              Mikrokontroler / PLC

AIN ─────────────▶ [ SENSOR SIDE  ║  MCU SIDE ] ─────────────▶ AOUT → ADC
GND sensor         ground terpisah / tidak tersambung          GND MCU

Intinya: jika sensor menunjukkan 2,50 V pada AIN, modul meneruskan nilai proporsional pada AOUT sesuai mode yang dipilih. Perangkat lunak kemudian mengubah pembacaan ADC tersebut kembali menjadi nilai sensor melalui kalibrasi dua titik.

Contoh aplikasi

Modul ini bekerja untuk tegangan analog DC 0–5 V yang sudah dikondisikan. Untuk sensor 4–20 mA, RTD, thermocouple, AC, atau tegangan PLN, gunakan rangkaian pengondisi sinyal yang tepat terlebih dahulu.

Kenapa menggunakan modul ini?

• Isolasi galvanik antara sisi sensor dan sisi MCU/PLC untuk membantu mengurangi ground loop dan gangguan.
• Input sensor 0–5 V DC dengan keluaran analog terisolasi AOUT.
• Catu sensor 5 V terisolasi tersedia langsung pada konektor sisi sensor, hingga 150 mA kontinu untuk beban sensor.
• Mode ESP32 2,4 V sudah dipilih dari pabrik (M2.4V1); pilihan lain hanya untuk perubahan konfigurasi terkontrol.
• Siap untuk dokumentasi dan produksi: proyek KiCad, Gerber, BOM, skematik, serta prosedur pengujian tersedia di repositori.

Gambaran koneksi

[!CAUTION] Jangan hubungkan ground MCU ke ground sensor. Kedua sisi harus tetap terpisah agar isolasi bekerja.

Mulai cepat

1. Buka Mulai di Sini — PCB AIN/AOUT.
2. Pastikan M2.4V1 masih terpasang sebagai mode bawaan ESP32. Jangan mengubah jumper mode kecuali Anda memang mengganti jenis host.
3. Hubungkan sensor 0–5 V ke AIN dan GND pada SENSOR SIDE.
4. Hubungkan ADC ke AOUT, catu +5 V ke 5V, dan ground host ke GND pada MCU SIDE.
5. Nyalakan catu 5 V yang teratur dan memiliki pembatas arus, kemudian kalibrasikan pembacaan 0 V dan 5 V.

Batas catu untuk sensor

Konektor 5V pada SENSOR SIDE adalah keluaran dari DC/DC isolasi, bukan catu 5 V berdaya besar.

• Gunakan beban sensor total maksimum 150 mA secara kontinu (gabungan arus sensor dan aksesori yang mengambil daya dari konektor ini).
• Rating modul DC/DC yang dipasang adalah 5 V / 200 mA, tetapi sebagian arus dipakai oleh rangkaian isolator dan perlu margin untuk suhu serta lonjakan awal. Karena itu 200 mA bukan batas beban sensor eksternal.
• Bila sensor memiliki arus inrush, relay, pemanas, atau motor, gunakan catu sensor terisolasi eksternal yang sesuai. Jangan mengambil daya beban tersebut dari PCB ini.

Proteksi sistem yang direkomendasikan

PCB ini tidak memasang TVS atau PPTC. Untuk instalasi panel/mesin, pasang proteksi di luar PCB pada sisi yang tepat:

1. Gunakan catu 5 V DC teratur; jangan hubungkan sumber dengan tegangan lebih dari 5 V ke 5V pada MCU SIDE.
2. Pada kabel +5V menuju MCU SIDE, pasang sekering atau PPTC. Tentukan nilai hold/trip dari arus sistem dan uji arus awal; sebagai titik awal desain, rentang 250–500 mA lazim untuk jalur modul ini, bukan nilai yang otomatis cocok untuk semua sistem.
3. Pasang TVS unidirectional dengan tegangan kerja 5 V antara +5V dan GND setelah sekering/PPTC. Pilih energi impuls dan tegangan jepit berdasarkan lingkungan serta kemampuan catu; TVS bukan pengganti sekering.
4. Untuk kabel sensor panjang atau berada di lingkungan berisiko gangguan, TVS 5 V tambahan boleh dipasang dekat konektor SENSOR SIDE, dari 5V ke GND sensor saja. Gunakan pelindung sinyal yang dirancang untuk jenis sensor pada jalur AIN; jangan memasang komponen sembarang yang mengubah akurasi sinyal.
5. Bila ada shield kabel, terminasi ke chassis/earth di titik masuk panel sesuai praktik sistem. Jangan memakai shield atau perangkat ukur untuk menyatukan GND sensor dan GND MCU.

[!WARNING] Jangan memasang TVS, jumper, kabel, atau ground melintasi celah/penghalang isolasi. Untuk petir atau surge energi tinggi, gunakan SPD pada pintu masuk sistem dan catu yang sesuai. PCB ini bukan penangkal petir maupun perangkat bersertifikasi keselamatan.

Dokumentasi

Struktur proyek

Rev B2 tidak memasang TVS dan sekering resettable (PPTC) pada papan. Untuk pemasangan yang andal, gunakan catu host 5 V yang teratur, dibatasi arus, dan perlindungan surge pada level sistem bila diperlukan.