Bộ đệm tín hiệu vi điều khiển kỹ thuật số để kết nối với bộ ghép nối

Tôi thường xuyên làm việc trên các dự án trong đó tôi sử dụng bộ ghép quang để cách ly tín hiệu điều khiển kỹ thuật số + 5VDC (ví dụ, từ vi điều khiển) từ phần còn lại của mạch. Tuy nhiên, vì chúng hoạt động bằng cách chiếu sáng một đèn LED bên trong thiết bị, có thể có vài chục milliamp tải trên các chân vi điều khiển. Tôi đang tìm kiếm lời khuyên về điều gì sẽ là cách thực hành tốt nhất để đệm tín hiệu điều khiển này với giai đoạn bổ sung, để vi điều khiển thấy hiệu quả trở kháng cao, và do đó làm giảm dòng điện cần cung cấp?

Chỉ ngây thơ ra khỏi đỉnh đầu, tôi có thể nghĩ ra một vài điều có thể hoạt động:

1) Đơn giản chỉ cần sử dụng op amp làm bộ khuếch đại đệm đạt được sự thống nhất.

2) Sử dụng chip so sánh chuyên dụng để so sánh tín hiệu đầu vào với, ví dụ, + 2.5VDC.

3) Sử dụng MOSFET như một loại bộ khuếch đại tín hiệu.

Tuy nhiên, khi đọc một số bài, tôi đã bắt gặp cả đống chip mà tôi chưa từng sử dụng trước đây, nhưng có vẻ như chúng có thể được thiết kế cho loại điều này. Ví dụ:

• Trình điều khiển dòng vi sai ( MC3487 )
• Bộ thu dòng vi sai (DC90C032)
• Bộ thu phát đường truyền (SN65MLVD040)
• Cổng đệm và trình điều khiển (SN74LS07, SN74ABT126)

Tôi thực sự không có kinh nghiệm với bất kỳ thứ gì trong số này và hơi choáng ngợp bởi số lượng công cụ có sẵn! Vì vậy, bất cứ ai cũng có thể giúp tôi tìm hiểu sự khác biệt giữa các thiết bị này và những thiết bị nào trong số chúng sẽ / không phù hợp trong trường hợp này. Có cách nào tốt nhất / tiêu chuẩn để đạt được những gì tôi mô tả không?

chỉnh sửa:
Vì tôi có thể chuyển đổi lên khoảng x30 đầu ra, tôi hoàn toàn không muốn lo lắng về việc tải các bộ vi điều khiển và vì vậy sẽ không xem xét kết nối trực tiếp với các chân DIO. Vì vậy, tôi nghĩ rằng tôi sẽ đi IC đệm logic. Tôi sẽ thử sử dụng SN74LVC1G125 " Cổng bộ đệm xe buýt đơn với đầu ra 3 trạng thái " cho mỗi đầu vào, và xem cách hoạt động của nó.

Bạn có nhiều lựa chọn.

1. Nếu bạn cần kết nối rất ít bộ ghép quang, bạn có thể kết nối chúng trực tiếp với GPIO của vi điều khiển của bạn (thông qua một điện trở), với điều kiện:

   • Bạn không vượt quá dòng đầu ra GPIO.
   • Bạn không vượt quá tổng số cổng hiện tại.
   • Bạn không vượt quá tổng gnd / vdd hiện tại.

2. Nếu bạn cần kết nối nhiều bộ ghép quang hơn, bạn có thể thử sử dụng các bộ ghép quang tỷ lệ truyền dòng điện thấp, dòng điện cao như SFH618 ( https://www.vishay.com/docs/83673/sfh618a.pdf ) và kết nối chúng trực tiếp với GPIO của bạn (thông qua một điện trở).

3. Hoặc, bạn có thể sử dụng một BJT hoặc MOSFET (xem sơ đồ bên dưới). Một số lưu ý:

   • Hãy nhớ đặt điện trở kéo xuống / kéo lên, điều này đảm bảo rằng MOSFET / BJT bị TẮT khi GPIO chưa được khởi tạo (ví dụ trong khi đặt lại).
   • Điện trở kéo lên hoặc xuống có thể được bỏ qua nếu MCU của bạn có chân GPIO với chức năng kéo lên / xuống luôn được bật trong khi đặt lại.
   • Nếu sử dụng MOSFET, hãy nhớ sử dụng MOSFET mức logic (ví dụ BSS138).
   • Nếu bạn sử dụng giải pháp mức hoạt động thấp, hãy đảm bảo rằng điện áp mức cao của GPIO là VDD. Tức là không sử dụng 3,3V-GPIO và VDD = 5V trong giải pháp hoạt động thấp! .

4. Tuy nhiên, nếu bạn cần lái nhiều bộ ghép quang (ví dụ 6), bạn có thể sử dụng 74LS07 mà bạn đã đề cập, vì nó cho phép 40mA mỗi pin và bạn sẽ chỉ phải lắp một thành phần (thay vì 6 BJT / MOSFET). Hãy nhớ rằng, không giống như CMOS, các IC TTL được kéo lên! Tuy nhiên, bạn vẫn có thể muốn điện trở kéo lên (biểu dữ liệu cũng khuyên không nên để đầu vào nổi). Và, vì '07 không đảo, giải pháp này sẽ hoạt động THẤP. 74ABT126 là CMOS, do đó bạn PHẢI sử dụng điện trở kéo lên!

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Một BJT đơn giản như MMBT3904 hoặc bất kỳ BJT chuyển đổi nào cũng sẽ thực hiện công việc. Bạn có thể nhận được một cuộn 100 cho hai đô la.

Các trình điều khiển dòng vi sai không được thiết kế để lái xe đèn LED. Các chip đệm này điều khiển (hoặc nhận) tín hiệu vi sai trên hai dây. Sự thay đổi điện áp có thể là 1,3 volt đến 1,7 volt. Không đủ để bật hoặc tắt đèn LED.

Bộ đệm TTL là lý tưởng cho ứng dụng này, nhưng thay vì kết nối với phía cao của đèn LED như được vẽ trong sơ đồ của bạn, chúng nên được kết nối với phía thấp của đèn LED, vì TTL rất tốt trong việc chìm dòng điện và kém về nguồn điện.

Tuy nhiên, nếu bạn chỉ có một vài bộ ghép quang để kết nối thì NPN BJT là cách thậm chí đơn giản hơn để điều khiển đèn LED.

Tôi khuyên dùng đầu ra mức Logic để sử dụng H11L1 có trình điều khiển cổng logic CMOS Schmitt và chạy với mức tối thiểu 1,4mA ~ $ 1 (10) 3 ~ 16V

Đối với các Nhà sưu tập mở chi phí thấp, được xếp hạng với mức tăng hiện tại từ 80% đến 300% tối thiểu http://www.taiwansemi.com/products/datasheet/TPC816%20SERIES_B1612.pdf

Điều này có nghĩa là nếu bạn chỉ cần các mức logic hoặc 1mA, thì ít nhất 80% là ổ đĩa của bạn không tải nhiều năng lượng cho CPU.

Vì vậy, tìm kiếm những gì quan trọng. hàng ngàn sự lựa chọn so với hiệu suất.

Đối với tốc độ hiện tại giúp nhiều hơn nhưng một số thiết bị $ chuyển đổi trong ns khác trong chúng tôi.