Ich arbeite häufig an Projekten, in denen ich Optokoppler verwende, um digitale +5VDC-Steuersignale (z. B. von einem Mikrocontroller) vom Rest der Schaltung zu isolieren. Da diese jedoch durch das Aufleuchten einer LED im Inneren des Geräts funktionieren, können die Mikrocontroller-Pins mit mehreren zehn Milliampere belastet werden. Ich suche nach Ratschlägen, wie dieses Steuersignal am besten mit einer zusätzlichen Stufe gepuffert werden kann, damit der Mikrocontroller effektiv eine hohe Impedanz erkennt und dadurch den Strom reduziert, den er bereitstellen muss.
Nur naiv aus dem Kopf fallen mir ein paar Dinge ein, die funktionieren könnten:
Verwenden Sie einfach einen Operationsverstärker als Pufferverstärker mit Einheitsverstärkung.
Verwenden Sie einen dedizierten Komparator-Chip, um das Eingangssignal beispielsweise mit +2,5 VDC zu vergleichen.
Verwenden Sie einen MOSFET als eine Art Signalverstärker.
Beim Lesen bin ich jedoch auf eine ganze Reihe von Chips gestoßen, die ich noch nie zuvor verwendet habe, die sich aber so anhören, als wären sie für so etwas entwickelt worden. Zum Beispiel:
Ich habe wirklich keine Erfahrung mit irgendetwas davon und bin ein wenig überwältigt von der Menge an verfügbarem Zeug! Kann mir also jemand helfen, die Unterschiede zwischen diesen Geräten zu lernen und welche davon in diesem Fall geeignet wären / nicht. Gibt es eine beste / standardmäßige Methode, um das zu erreichen, was ich beschreibe?
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Da ich auf etwa x30 Ausgänge umschalten könnte, möchte ich mich überhaupt nicht um das Laden der Mikrocontroller kümmern und werde daher nicht in Betracht ziehen, direkt an die DIO-Pins anzuschließen. Daher denke ich, dass ich mich für einen Logikpuffer-IC entscheiden werde. Ich werde versuchen, das SN74LVC1G125 „ Single Bus Buffer Gate With 3-State Output “ für jeden Eingang zu verwenden, und sehen, wie das funktioniert.
Sie haben viele Möglichkeiten.
Wenn Sie nur sehr wenige Optokoppler anschließen müssen, können Sie diese direkt an den GPIO Ihres Mikrocontrollers (über einen Widerstand) anschließen, vorausgesetzt, dass:
Wenn Sie mehr Optokoppler anschließen müssen, können Sie versuchen, Optokoppler mit niedrigem Strom und hohem Übertragungsverhältnis wie SFH618 ( https://www.vishay.com/docs/83673/sfh618a.pdf ) zu verwenden und diese direkt anzuschließen Ihre GPIOs (über einen Widerstand).
Oder Sie können einen BJT oder MOSFET verwenden (siehe Schaltpläne unten). Einige Notizen:
Wenn Sie jedoch viele Optokoppler (z. B. 6) ansteuern müssen, können Sie den von Ihnen erwähnten 74LS07 verwenden, da er 40 mA pro Pin zulässt und Sie nur eine Komponente montieren müssen (anstelle von 6 BJTs / MOSFETs). Denken Sie daran, dass TTL-ICs im Gegensatz zu CMOS intrinsisch hochgezogen werden! Möglicherweise möchten Sie jedoch immer noch den Pull-up-Widerstand (das Datenblatt empfiehlt auch, die Eingänge nicht schwebend zu lassen). Und da '07 nicht invertiert, ist diese Lösung aktiv LOW. Der 74ABT126 ist CMOS, also MÜSSEN Sie trotzdem den Pull-up-Widerstand verwenden!
Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan
Die differentiellen Leitungstreiber sind nicht für die Ansteuerung von LEDs ausgelegt. Diese Pufferchips treiben (oder empfangen) ein Differenzsignal auf zwei Drähten. Der Spannungshub kann 1,3 Volt bis 1,7 Volt betragen. Nicht genug, um eine LED ein- oder auszuschalten.
Die TTL-Puffer sind ideal für diese Anwendung, aber anstatt sie wie in Ihrem Schaltplan gezeichnet mit der hohen Seite der LED zu verbinden, sollten sie mit der niedrigen Seite der LED verbunden werden, da TTL Strom gut sinken und Strom schlecht liefern kann.
Wenn Sie jedoch nur wenige Optokoppler anschließen müssen, ist ein NPN-BJT eine noch einfachere Möglichkeit, die LED anzusteuern.
Ich empfehle für die Ausgabe auf Logikpegel die Verwendung des H11L1 , der einen CMOS-Schmitt-Logik-Gate-Treiber hat und mit mindestens 1,4 mA ~ $ 1 (10) 3 ~ 16 V läuft
Für kostengünstige offene Kollektoren, eingestuft mit einem breiten Spektrum an Stromgewinnen von mindestens 80 % bis 300 % http://www.taiwansemi.com/products/datasheet/TPC816%20SERIES_B1612.pdf
Dies bedeutet, wenn Sie nur Logikpegel oder 1 mA benötigen, sind dies mindestens 80% dessen, was Ihr Laufwerk mit sich bringt, was die CPU nicht stark belastet.
Suchen Sie also nach dem, was wichtig ist. Tausende von Auswahlmöglichkeiten Kosten vs. Leistung.
Für die Geschwindigkeit hilft mehr Strom, aber einige Geräte schalten andere in uns ein.
Reinderien
Nick Alexejew