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類型分類:
科普知識
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IC傳感器

連接微控制器和傳感器輸出的簡單接口

發布日期:2022-05-11 點擊率:47

可編程邏輯控制器和工業傳感器輸出端在和MCU連接的時候通常不太安全,一般都需要附加的TTL電路和 CMOS 信號,這使得傳感器的易用性受到影響。當傳感器使用NPN輸出狀態,支持外接上拉電阻連接到傳感器電源(范圍10-30V,典型值為24V)輸出的時候,下圖提供了簡單的接口解決方案。該設計轉換后的信號輸出與TTL/CMOS電路的輸入級完全兼容,能夠支持500霢的輸出負載電流(拉電流)和100mA的輸入負載電流(灌電流)。

NPN上拉電阻分為兩部分,上部(R1)是高功率端,電阻1W,電阻1K歐。下部(R2)是低功率端,電阻10K歐,電壓1/4W。電路還有另外兩部分,齊納二極管 D1(根據邏輯電位的要求不同,可選5.1V或3.3V)和電容C1.電容C2 是備選方案,在傳感器低頻信號輸出的時候,用于高頻噪聲抑制。

齊納二極管在設計中實現兩項功能。主要功能為設定穩定且安全的電壓,保證轉換的信號輸出時微控制器的安全。另外一項功能是和C1一起提供可變的輸出,保證MCU的供電。電路當前的容量最大為 7.5mA,但對于運行低功率微控制器和LCD顯示的要求來說足夠了。


只需要很少數的元器件,就可以提供能夠安全連接工業和PLD傳感器到微控制器的轉換信號,另可以為穩壓電源提供 7.5mA的容量。

如果用于噪聲抑制,C2的數值應該滿足時變的R2xC2匹配1/3傳感器或PLC輸出的最大運行頻率的要求。最大頻率在10kHz以上的傳感器不需要C2,因為線纜電容可滿足濾波需求。質量較好的雙絞線和同軸電纜在信號輸出方面將帶來最好的效果。

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