So wählen Sie Widerstände (RD & RL) für die Optokopplerschaltung aus

Ich arbeite an einem Projekt, in dem ich 6 Ultraschallsensoren ansteuere, von denen 4 NPN (NC) und 2 davon NPN (NO) sind. Zur Sicherheit der MCU verwende ich den Optokoppler EL817 zur Isolierung zwischen Sensoren und MCU, aber ich Ich mache ein sehr unzuverlässiges Verhalten der Schaltung durch, alle meine Sensoren funktionieren anfangs, aber nach einiger Zeit geben 2 von ihnen nicht die richtige Ausgangsspannung. Ich verwende eine Pull-up-Schaltung, wie in der erwähntFigur Technisch gesehen gibt der Ausgangsstift des Optokopplers, wenn ein Eingang vom Sensor vorhanden ist, einen Spannungswert von LOW an, und wenn kein Eingang vom Sensorausgangsspannung am Ausgangsstift des Optokopplers vorhanden ist, beträgt er 3,3 V (Vcc), aber die Optokopplerschaltung für 2 Sensoren zeigt zunächst die richtige Spannung an, aber Nach einiger Zeit gibt es sogar einen Eingang von der Sensorausgangsspannung am Optokoppler-Ausgangsstift, der (2,9) V anzeigt, aber er sollte (0,70 V) anzeigen, und wenn ich Sensoren in eine NIEDRIGE Spannung von 2,9 V stecke, ändere ich mich auf 3,3 V. Also denke ich, dass dieser Spannungshub ist aufgrund falscher Berechnungen von Widerständen in der Optokopplerschaltung Schlagen Sie mir vor, ob es einen anderen Faktor gibt. Bitte schlagen Sie mir vor, wie ich Ic, If, RL und RD für die Optokopplerschaltung berechnen kann

  1. NPN (NO) Sensor Betriebsspannung 10-30 VI am Betrieb bei 24V
  2. NPN (NC) Sensor Betriebsspannung 10-30 VI am Betrieb bei 24V 3.Ausgangsstrom beider Sensoren <200mA 4.MCU GPIO Pin Strom 8mA
  3. VCC beträgt 3,3 V
  4. In meinem Fall beträgt der Eingang vom Sensor 24 V und Rd = 2,6 K und RL = 4,7 K
Im schlimmsten Fall CTR = 50 oder hFE = 0,5, also reduziert die Sättigung dies auf 0,05 und das RcVdd/RbVcc-Verhältnis ist zu niedrig

Antworten (1)

Bei Vcc = 3,3 V und RL = 4,7 kΩ beträgt der erforderliche Optokoppler-Ausgangsstrom ~3,3 / 4700 = 0,7 mA. Eine EL817 ohne Zusatzbuchstaben hat eine CTR (Current Transfer Ratio) von mindestens 50 % bei einem LED-Strom von 5 mA. Daher muss der Optokoppler-LED-Strom mindestens 0,7 / 0,5 = 1,4 mA betragen.

Wenn wir uns jedoch Abbildung 2 im Datenblatt ansehen, sehen wir, dass sich CTR bei 1,4 mA auf ~60 % seines Werts bei 5 mA verringert, sodass wir tatsächlich näher an 2 mA brauchen. Und die CTR nimmt auch mit steigender Temperatur ab, sodass wir noch mehr LED-Strom benötigen, um einen zuverlässigen Betrieb in einer heißen Umgebung zu gewährleisten. Schließlich liegt die angegebene CTR bei einer Kollektorspannung von 5 V. Um den Transistor vollständig zu sättigen, benötigen wir noch einmal mehr LED-Strom.

Wie viel mehr? Das ist eine knifflige Rechnung. Also vermeiden wir das alles und wählen einfach einen LED-Strom von 5 mA (was mehr als genug sein sollte) und dann können wir die Datenblattnummern direkt verwenden. Bei 5 mA fällt die LED ~1,15 V ab. Subtrahieren Sie dies von einer Eingangsspannung von 24 V und wir erhalten ~22,9 V über Rd. 22,9 / 0,005 = 4570 Ω, also wählen wir den nächsten Standardwert von 4,7 kΩ.

Sie verwenden jedoch 2,6 kΩ, die ~ 8,8 mA liefern sollten, viel mehr als Sie benötigen. Also muss etwas anderes nicht stimmen. Entweder liegt der Eingang unter 24 V oder einer der Widerstandswerte ist falsch, oder die MCU zieht intern hoch, oder der Optokoppler erfüllt nicht seine Spezifikation. Sie müssen mehr Messungen durchführen, um herauszufinden, wo das Problem liegt.

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