Сопряжение входных сигналов. Опции

[Jenya7]

У меня есть сенсоры и энкодеры с разными амплитудами выходных сигналов от 5 до 24 вольт. Завести напрямую на контроллер я их естественно не могу. Я думал поставить полярный или биполярный транзистор и проблема решена. Но перерыв приличное количество документации я нашел что максимальное напряжение затвора я могу подать 20 вольт а напряжение база-емитер и того меньше.
Как быть?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[@Ark]

У меня есть сенсоры и энкодеры с разными амплитудами выходных сигналов от 5 до 24 вольт. Завести напрямую на контроллер я их естественно не могу. Я думал поставить полярный или биполярный транзистор и проблема решена...

Это, как раз, не естественно - вставлять лишние транзисторы в схему, там где они не требуются.
Естественно - это завести эти сигналы через делители напрямую на входы МК.

[Jenya7]

Это, как раз, не естественно - вставлять лишние транзисторы в схему, там где они не требуются.
Естественно - это завести эти сигналы через делители напрямую на входы МК.

это как? максимальная амплитуда 24 вольта. чтоб поделить до 3.3 вольта нужно поставить делитель 1 к 8. но на таком делителе 5-ти вольтовый сигнал будет меньше порога логического нуля.



Сообщение отредактировал Jenya7 - Oct 15 2017, 14:28

[LII]

это как? максимальная амплитуда 24 вольта. чтоб поделить до 3.3 вольта нужно поставить делитель 1 к 8. но на таком делителе 5-ти вольтовый сигнал будет меньше порога логического нуля.

Я не пойму, Вы хотите получить универсальный вход МК, который бы работал и от 24, и от 5 вольт?

[Jenya7]

Вы в состоянии ясно сформулировать свою задачу? Что с чем конкретно собираетесь сопрягать? Что - на входе, что - на выходе?

Я не пойму, Вы хотите получить универсальный вход МК, который бы работал и от 24, и от 5 вольт?

Да. Именно это моя цель. Есть входной сигнал который варьируется от 5 до 24 вольт. Мне надо принять его на ножке микроконтролера.

Напрямую, естественно, нет. Потому что предельный ток открытого, в данном случае, входного защитного диода МК не бесконечен, а вполне конкретно указан в его официальной бумаге — в разделе предельных режимов, естественно.

Таким образом, после прочтения данного раздела и отступа от его пределов на порядок, задача решается никакими не аж оптронами, не "полярными транзисторами" и не очередной многостраничной темой, а всего-навсего одним резистором.

да. было дело. на АВРках я вешал сеть на ножку контроллера через мегаомные резисторы. с тех пор я вырос, стал серьезней да и проекты повзрослели.

Сообщение отредактировал Jenya7 - Oct 15 2017, 21:08

[@Ark]

Да. Именно это моя цель. Есть входной сигнал который варьируется от 5 до 24 вольт. Мне надо принять его на ножке микроконтролера.

Когда ж Вы начнете ясно выражать свои мысли?
То есть нужен вход, к которому можно подключать различные датчики с фиксированными выходными уровнями от 0В (лог."0") - 5В (лог."1"),
до 0B (лог."0") - 24В (лог."1"). Я вас правильно понял?
А что с питанием МК - оно постоянно или может варьироваться в процессе работы?

[Jenya7]

Когда ж Вы начнете ясно выражать свои мысли?
То есть нужен вход, к которому можно подключать различные датчики с фиксированными выходными уровнями от 0В (лог."0") - 5В (лог."1"),
до 0B (лог."0") - 24В (лог."1"). Я вас правильно понял?
А что с питанием МК - оно постоянно или может варьироваться в процессе работы?

питание МК 3.3 вольта. от датчика может прийти, как вы правильно заметили, 0-5 в или 0-24 в.

[@Ark]

питание МК 3.3 вольта. от датчика может прийти, как вы правильно заметили, 0-5 в или 0-24 в.

Вариант с одним резистором, предложенный Plain, Вам подойдет лучше всего. Если бы не паразитная запитка МК от входа...
Скажите, может ли быть ситуация, когда сигнал от датчика (высокий уровень) есть, а штатного питания на МК нет (выключен)?
Иными словами, у МК и датчиков общий первичный источник питания или нет?

[Jenya7]

Вариант с одним резистором, предложенный Plain, Вам подойдет лучше всего. Если бы не паразитная запитка МК от входа...
Скажите, может ли быть ситуация, когда сигнал от датчика (высокий уровень) есть, а штатного питания на МК нет (выключен)?
Иными словами, у МК и датчиков общий первичный источник питания или нет?

вообще конечно такая ситуация может быть. датчики не синхронизированы с МК. Защиты от сигналов датчиков при выключенном МК нет.
Но мне как то очень не хочется испытывать на прочность входы МК одним резистором. Как то экстремально это. Система стоит у клиента в труднодоступном месте. Требование - максимальная надежность, поставил и забыл.

Вобщем убедили меня поставить резистор, только сказали внешние диоды поставить для надежности. Еще предлагали зенер по низу поставить вместо диодов.
А как расчитать резистор и диоды? Входному пину нужен какой то минимальный втекающий ток или можно впендюрить резистор килоом так 100 и не париться?

Сообщение отредактировал Jenya7 - Oct 16 2017, 08:47

[@Ark]

Требование - максимальная надежность, поставил и забыл.

Понятно.
Тогда, примерно так:




P.S. Можете даже перепутать полярность подключения датчика. Ничего не должно выйти из строя.

Сообщение отредактировал @Ark - Oct 16 2017, 08:52

[Jenya7]

Понятно.
Тогда, примерно так:

о! спасибо. а мне посоветовали так.

а в вашей схеме когда на входе потенциал 3.3 вольта поделиться?

Сообщение отредактировал Jenya7 - Oct 16 2017, 08:54

Эскизы прикрепленных изображений

 

[@Ark]

а в вашей схеме когда на входе потенциал 3.3 вольта поделиться?

Нет, не поделится. При высоком входном уровне на входе МК будет 3.3В. При низком (нуле) - не более 0,3В (в самом наихудшем случае).
Ваша схема хуже - не спасает от паразитной запитки МК. Хотя это "типовое" решение, но Вам оно не подойдет.

[Jenya7]

Нет, не поделится. При высоком входном уровне на входе МК будет 3.3В. При низком (нуле) - не более 0,3В (в самом наихудшем случае).
Ваша схема хуже - не спасает от паразитной запитки МК. Хотя это "типовое" решение, но Вам оно не подойдет.

спасибо. а может увеличить резисторы? вместо 3.3к поставить 10к. А то как то сцыкотно боязно.

[@Ark]

спасибо. а может увеличить резисторы? вместо 3.3к поставить 10к. А то как то сцыкотно боязно.

Не советую. Сейчас резистор (R2) рассчитан на рабочий ток примерно 1мА при замыкании датчика на землю. (И на ток примерно 10мА при переполюсовке).
Чем меньше будет рабочий ток (с увеличением резистора), тем ниже будет помехоустойчивасть вашей схемы. Все и так будет надежно, почти как в танке.
P.S. Вы только не сказали про длину проводов от датчиков до МК. Надеюсь, она находится в "разумных" пределах?

[Jenya7]

Не советую. Сейчас резистор (R2) рассчитан на рабочий ток примерно 1мА при замыкании датчика на землю. (И на ток примерно 10мА при переполюсовке).
Чем меньше будет рабочий ток (с увеличением резистора), тем ниже будет помехоустойчивасть вашей схемы. Все и так будет надежно, почти как в танке.
P.S. Вы только не сказали про длину проводов от датчиков до МК. Надеюсь, она находится в "разумных" пределах?

да кстати говоря. этот момент я совсем упустил. бывают случаи когда длина проводов значительна - 10 метров. Это проблема? И кстати это не всегда ДС. Там может быть сигнал с частотой до 10 килогерц.

[@Ark]

... бывают случаи когда длина проводов значительна - 10 метров. Это проблема?

Это зависит от того, где эти 10 метров проходят. Если рядом с силовой аппаратурой - может быть проблема.
Используйте витую пару для подключения датчиков. Смотрите чтобы падение напряжения на проводах не было значительным...
10кГц - это не предел для этой схемы...
Вообще, конечно, когда речь идет о десятках метров лучше использовать уже совсем другие решения...

[Jenya7]

Это зависит от того, где эти 10 метров проходят. Если рядом с силовой аппаратурой - может быть проблема.
Используйте витую пару для подключения датчиков. Смотрите чтобы падение напряжения на проводах не было значительным...
10кГц - это не предел для этой схемы...
Вообще, конечно, когда речь идет о десятках метров лучше использовать уже совсем другие решения...

спасибо. просимулировал на LTSpice там конечно все красиво. ток как вы и сказали 0.9 ма.
а что бы вы посоветовали для длинных проводов? я знаю на том конце используют sing-to-diff проводят по витой паре диф. сигнал и на этом конце собирают с diff-to-sing но это громоздко.

и еще такой вопрос - не нужно добавить конденсатор после BAT54 от дребезга?

Сообщение отредактировал Jenya7 - Oct 16 2017, 10:37

[@Ark]

спасибо. просимулировал на LTSpice там конечно все красиво. ток как вы и сказали 0.9 ма.
а что бы вы посоветовали для длинных проводов?

По-моему диод у Вас не тот в симуляторе, должен быть Шоттки.
Для длинных проводов и/или плохой помеховой обстановки нужны драйверы с двух сторон - RS422(RS485). Возможно, с гальванической развязкой...
Не очень дешево, но очень надежно.

[Jenya7]

По-моему диод у Вас не тот в симуляторе, должен быть Шоттки.
Для длинных проводов и/или плохой помеховой обстановки нужны драйверы с двух сторон - RS422(RS485). Возможно, с гальванической развязкой...
Не очень дешево, но очень надежно.

спасибо. с той стороны проблема поставить драйвер. ограничусь рекомендацией использовать витые пары на длинных растояниях. ну может кондеры против дребезга добавлю.