Управление 100м через оптопару., Защита линии управления. Опции

[add]

Здравствуйте уважаемые разработчики!
Прошу вашей помощи по данному вопросу. Имеется более десяти исполнительных устройств (Исп. ус-ва), которые содержат модули со входами управления путем замыкания на землю(вкл/выкл). Необходимо управлять этими устройствами на расстоянии примерно 70-100 метров между устройствами 5-7метров. Суть управления состоит в подаче микроконтроллером (МК) через транзистор (VT1) кратковременно отрицательного импульса(10-100мс) на линию управления и последующей паузы несколько секунд.
Система установлена на улице. Питание у всех исп. ус-в свое. Управление по радиоканалу недопустимо. Необходимо по максимуму защитить исп. ус-в от различных скачков напряжения в линии управления (может от грозы или пробоя изоляции линии управления). Прикидочную схему прилагаю.
Вопросы:
1.Какие подводные камни/грабли могут быть?
2.Что можно было бы добавить/убрать из схемы?
3.Какие оптопары можно применить? (посоветуйте пож-ста конкретные образцы)
4.Как защитить диод в оптопаре от ложного срабатывания(от наводки в линии)?(поставить стабилитрон или что-то еще..?!)
5.Есть опасения по поводу блока питания +5В питающего линию управления и МК. Необходимо ли их как нибудь обезопасить?
Заранее спасибо за советы!

Эскизы прикрепленных изображений

 

[add]

Предположим, что...

Ув. =AK=, спасибо за подробную выкладку с расчетами!

Схем полно в публикациях на эту тему в Интернете, посмотрите хотя бы каталог на разрядники от EPCOS.

Ага, посмотрел... Только не совсем понятно как включить разрядники в схему? По рекомендациям нужно делать несколько уровней с индуктивностью и варистором. Возможно подключение такой цепочки непосредственно около VT1 и у каждой оптопары. Как это скажется на работу линии?

Симетричность линии связи нигде не оговаривалась...

Линия не симметрична. Да, прально, предполагается пробросить обычным силовым каблем. И скорее всего рядышком с сетевым. (Знаю что ни есть гут.. но вот такие условия.. Отдельный шланг кидать не совсем удобно.)

И если, не дай бог, послушают ваших вредных советов, то долго будут рвать волосы, что не поставили копеечный резистор.

Поставим, чтоб без волос не остаться)) А если серьезно, правильней его поставить в конце линии т.к. токовая петля, или это не имеет значения? Питание на линии поднял до 12В. Добавил стабилитрон. См. прилож. Куда, если надо, подключать разрядники и как?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[=AK=]

правильней его поставить в конце линии т.к. токовая петля, или это не имеет значения?

Не имеет значения. Удобнее ставить рядом с VT1, чтобы легче было отлаживаться при отключенном кабеле - при этом на стоке VT1 будут видны импульсы управления во всей красе.

Имейте ввиду, у вас вовсе не токовая петля. Предложение об использовании токовой петли прозвучало, но не получило дальнейшего развития. Я лично не вижу преимуществ токовой петли по сравнению с тем, что получилось у вас.

[add]

Не имеет значения. Удобнее ставить рядом с VT1, чтобы легче было отлаживаться при отключенном кабеле - при этом на стоке VT1 будут видны импульсы управления во всей красе.

ага.

Имейте ввиду, у вас вовсе не токовая петля.

Вот здесь я не совсем уяснил почему? В моем понимании токовая петля выглядит так (см. прилож). В первом случае напряжение падающее на резисторе прикладывается к линии, а во втором ток проходящий по линии устанавливает напряжение на резисторе. Поясните пожалуйста в чем я заблуждаюсь?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[=AK=]

Вот здесь я не совсем уяснил почему?

Токовая петля должна состоять из источника тока (который является источником сигнала), нагруженного на соединенные последовательно низкоомные нагрузки. То есть, ваш VT1 надо преобразовать в источник тока (делается достаточно просто добавкой резистора в исток и еще одного транзистора), а все светодиоды оптронов включить последовательно, без резисторов R2, R6 и стабилитронов.

Сейчас у вас избыток мощности и всяческие помехи рассеиваются в основном резисторами R2, R6, а транзистор VT1 рассеивает мизер, поскольку работает в ключевом режиме; кроме того, обрыв одной нагрузки не нарушает работоспособности остальных узлов. А в токовой петле избыток мощности рассеивался бы на VT1, любой обрыв приводил бы к полному отказу, зато к.з. одной нагрузки не нарушал бы работу остальных. Есть еще всякие нюансы с наносекундными помехами и т.п.

[add]

Токовая петля должна состоять..

Согласен. Спасибо!
Схему подправил(см. пост 15), все ли корректно? И что с разрядниками делать?

[=AK=]

Схему подправил(см. пост 15), все ли корректно?

У меня замечаний нет.

Для полной икебаны можно было бы заменить VT1 на какой-нибудь ключ с защитой от к.з. и перегрева, а также замедлить фронты переключения, скажем, добавив кондерчик с затвора на землю - это чтобы меньше излучать помех другим. Но это мелкие рюшечки.

И что с разрядниками делать?

Дело вкуса. По мне, так трансилов в большинстве случаев достаточно. Разрядники предполагают иные порядки величин токов и тщательно организованные цепи заземления/зануления. Это уже не совсем электроника, а более относится к ПУЭ.

[add]

Для полной икебаны можно было бы заменить VT1 на какой-нибудь ключ с защитой от к.з.

Поставлю, так называемый, интеллектуальный ключ - IPS021. Правда максимальное напряжение 50В. datasheet IPS021