Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

Типы входов/выходов автоматики: Сухой Контакт (СК) и Открытый Коллектор (ОК) – CS-CS.Net: Лаборатория Электрошамана

Входы и выходы автоматики

Йоу! Сегодня — ещё один из постов серии «заебали, ща расскажу» — потому что спецы и так это всё-всё знают и понимают с полуслова, и даже знают больше, чем я напишу в этом посте (так как я опишу самые распространённые в моей практике варианты и не смогу описать их все)!

Когда мне в комменты или на мыло пишут что-то типа «А подскажите, как мне после Logo три выхода на один автомат подключить» или «Ой! Я читал у тебя, что ты каким-то образом на выход датчика движения Logo подключил, нарисуй схему», то я чуток офигеваю и говорю что-то вроде «Шо ж тут непонятного? Там же ж обычный сухой контакт!». И народ от этого хуеет! =) Вот щас мы и будем разбираться, что это такое за сухие контакты. Как обычно — я дам вам принцип, а дальше — используйте его, чтобы разобраться в аналогичных ситуациях!

Речь идёт о том, как у разных устройств автоматики (всякие контроллеры, датчики, электронные реле управления) устроены выходы, которыми они смотрят во внешний мир. И о том, как этими выходами пользоваться для того, чтобы наши контроллеры могли чем-то управлять. Вообще, вся эта штука ОЧЕНЬ очевидная (такая же как работа обычного реле), и я не знаю, что тут можно выдумать сложно. Поэтому считайте, что пост будет высосан из пальца =)

Как устроен мир автоматики и автоматизации? Ну или все эти ваши датчики движения, «умные реле», «умные дома», «SMS-реле«, «Автоматика котла Zont» и прочие маркетинговые названия? Если смотреть с точки зрения того, как они подключаются, то всё это выглядит как чёрный ящик. Например, есть некое SMS-реле. Оно получает питание, в него втыкается SIM-карта, антенна. И у этого реле есть входы (сейчас они нас не интересуют) и выходы. В зависимости от того, что приходит по SMSкам, реле включает или выключает свои выходы.

Точно так же работает какая-нибудь система контроля доступа.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Она может быть какой угодно — с шифрованием, распознаванием лица, да хоть с анализом ДНК — всё равно в конце концов у неё будут какие-то выходы вида «Доступ разрешить», «Доступ запретить», «Тревога», которые можно куда-то подключить. Ну и так далее — большинство устройств автоматики просто имеют выходы, с которых можно снимать сигнал.

Примеры использования их могут быть любыми. Например, можно завести наше SMS-реле на входы Logo или ПЛК (и потом пафосно говорить что у нас умный дом с управлением по SMS). Или так же завести нашу систему контроля доступа в ПЛК, чтобы он получал сигнал «Доступ разрешить» и «Тревога» и открывал дверь только днём, вечерами передавал этот сигнал на пост охраны, а по сигналу «Тревога» какие-нить стальные решётки опускал =)) И опять же, вокруг таких решений разводят ебучий маркетинг, который я, зная то, как это устроено, ненавижу. Нахуй писать про умный дом, если это кончается тем, что стоит какой-то контроллер, который просто выдаёт сигнал типа «вкл-выкл», который чем-то управляет?..

Сегодня мы разбираемся с тем, какие выходы бывают у устройств и то, как этим пользоваться. Сами устройства могут быть любыми — вообще чем угодно: датчики, системы управления, охраны, климатические системы, кондеи, автоматика бассеина и прочее и прочее… Наплевать на них! Всё, что вам надо — это поднять документацию на устройство и найти там знакомые слова про тип выхода: «сухой контакт без потенциала», «сухой контакт с потенциалом», «открытый коллектор».

Как можно классифицровать выходы? Я придумал такие способы:

  • Привязаны ли они к внутренней схеме устройства или нет.
  • Имеют ли они питание на выходе, или просто контакты.
  • Род тока и мощность, которую можно пропустить через них.
  • Размеры того, что управляет выходом внутри устройства (реле, транзистор, симистор).
1. Выходы типа «Сухой контакт без потенциала» (релейные).

Такие выходы делаются при помощи самого обычного реле, и про них проще всего рассказать.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» То есть, есть у нас какая-то электронная схема. Эта схема включает или выключает реле, а контакты этого реле выведены наружу как «Выход».

Для любой автоматики это самый удобный тип выхода, потому что реле содержит в себе обычные, механические, контакты. Поэтому их и называют «сухими» — это именно металлические, механические контакты. Что это значит? А то, что по ним можно пропускать что угодно, лишь бы реле позволило это сделать.

Смотрите на схемы:

Типы выходов устройств автоматики: сухой контакт без потенциала

В первом случае у нас выход — это переключающий контакт реле, а во втором случае только замыкающий. И это — обычное реле. Как вы знаете, реле выпускаются на разные токи и напряжения (например, до 250 вольт и до 10А). Если выход релейный, то про него пишут или «Сухой контакт«, или «Релейный«, или и то и то сразу. И обычно параметры самого реле дают как параметры этого выхода. То есть в инструкции может быть фраза типа «Выходы: Два релейных выхода до 16А/250V». Сокращают сухой контакт чаще всего как «СК» — и вы можете встретить и это в описаниях (и моих постах).

Так как это реле — то делать с ним можно всё, что угодно. Можно завести через него 24V на вход ПЛК. Можно завести 230V на контактор. Можно замыкать им сигнал FUN, чтобы закрывать воду в защите от протечек GidroLock. Можно, если выход потянет, напрямую нагрузкой управлять (лампами, тёплым полом и так далее). Можно несколько выходов (контактов реле) разных устройств подключить параллельно или последовательно. Например, таким образом я делал автоматику вентиляции в щите в Говорово: выход кондиционера преобразовывался в реле — сухой контакт. Этот контакт соединялся вместе с контактом терморегулятора, и через них подавалось питание на реле заслонки.

Теперь тот, кто меня спрашивал про то, как несколько выходов на один автомат в Logo подключить, сможет разобраться. Смотрим на фотку из поста про Siemens Logo и видим там нарисованные контакты реле (как второе реле на моей схеме выше):

Выходы модуля расширения Logo: 8 реле по 5А каждое

Да! Внутри Logo стоят реле! Вот они:

Реле для управления выходами основного модуля Logo (один контакт на 10А)

Контакты этих реле как раз и выведены наружу.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Делай что хочешь! =)

Точно так же устроены выходы датчика газа (метан или угарный газ) от ОВЕНа, которые мы ставили в котельную в Папушево.

Датчики температуры (ОВЕН ДТС014) и метана (ОВЕН ДЗ-1-Ch5)

Это реле с переключающим контактом:

Пример выходов типа сухой контакт — это просто обычное реле

2. Выходы типа «Сухой контакт с потенциалом» (тоже реле).

Теперь чуть сложнее! Что думают те, кто только полезли разбираться в электрику? Что если это выход — то там что-то должно ВЫХОДИТЬ: какое-то напряжение, наверное! Вот смотрите, как мне рисовал схему тот товарищ, который спрашивал меня о том, как несколько выходов Logo на один автомат подключить:

Пример того, как люди неправильно понимают релейные выходы из Logo

Еле-еле по этой схеме я понял то, что он думал что на выходах Logo есть напряжение и поэтому сильно тупил. И… если вы думаете о том, что он дурак и такого не существует в природе, то вспомните любой обычный датчик движения для света, который на 230V рассчитан! Сколько у него проводов? Три! А как они разведены? Вот так: Фаза на вход, Фаза на лампу (выход), Ноль.

Да, такие решения применяются. Специального стандарта нет, и разные производители автоматики делают так, как им удобно. У кого-то это будет сухой контакт в виде реле, а у кого-то на то же реле, которое стоит внутри устройства, будет подключено напряжение, от которого это устройство питается. Вот так:

Типы выходов устройств автоматики: сухой контакт с потенциалом

Для простых устройств типа блоков радиоуправления светом или датчиков движения это хорошо. Но иногда и плохо. представьте, что вам тот же датчик движения надо завести на вход ПЛК, который 230 V напрямую не принимает. Что надо сделать? На выход датчика движения подключить реле с катушкой на 230V, контакты которого будут замыкать вход ПЛК. И, причём, внутри датчика движения-то уже есть реле! Но оно подключено к питанию датчика, и это всё портит.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

Точно такое же дерьмо сделано в блоке защиты от протечек «Нептун»: там у него на выходе стоит реле с переключающим контактом, но оно тоже подключено к входу питания 230V этого блока. И если мы хотим забрать сигнал — нам тоже понадобится ставить внешние реле развязки.

У такого способа подключения выхода есть важный плюс: клемм или проводов для подключения становится на одну меньше. А где-то это важно, особенно если устройство компактное (какой-нить Z-Wave выключатель в подрозетник, например).

Раз уж мы заговорили про именно высоковольтные выходы, то я напомню о том, что иногда в тех же датчиках движения может стоять не реле, а симистор. Это, если говорить словами для новичков, электронное реле. На больших токах оно греется, но вот на малых оно очень компактно и не щёлкает. Главный его минус в том, что иногда для того, чтобы симистор включался, ему нужна минимальная мощность нагрузки, и поэтому его тяжело будет завести в автоматику щита. В инструкциях могут так и писать: «Минимальная мощность нагрузки — 20 Вт».

То, что я написал выше, не совсем корректно. В большинстве случаев симистор будет нормально включать мелкую релюшку развязки. НО в некоторых модулях умных выключателей, розеток, датчиков движения применяется питание электроники (которая управляет выходом) без нуля сети. Например, если это будет датчик движения, то у него будет всего два контакта: «Фаза вход» и «Фаза на лампу». Это похоже на то, как подключается лампочка подсветки внутри выключателя.

Электроника в этом случае включается последовательно с нагрузкой и забирает себе часть питания. Вот тут-то минимальная мощность и важна: если физически не будет никакой нагрузки, через которую будет замкнута цепь, то и электроника не будет работать. Вот в этом случае и указывают минимальную мощность нагрузки. От этой мощности зависит сопротивление нагрузки, а от сопротивления — ток в цепи «питание — электроника — нагрузка», от которого электроника и питается.

Если вы хотите использовать какие-то модули для того, чтобы заводить их высоковольтные выходы напрямую в Logo (он умеет принимать на входы сетевое напряжение питания, если сам на него рассчитан), то ОБЯЗАТЕЛЬНО проверьте, что у этих модулях стоит на выходе: реле или симистор, и не указана ли минимальная мощность нагрузки.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Если указана — то скорее всего там стоит симистор и схема может работать некорректно. В своих проектах я всегда пишу о том, чтобы использовали датчики движения с реле (или с тремя проводами).

3. Выходы типа «транзистор с питанием».

Теперь спустимся с высоких напряжений на низкие. История здесь такая: иногда нам очень важны размеры устройства и его компактность. Часто это устройство даже не рассчитано на 230V, а является просто электронной платкой: например, датчик протечки воды от системы Нептун или какой-нибудь контроллер СКУД, встроенный в замок (Z-5r, Matrix IIk).

Когда размеры устройства очень важны, а его напряжение питания не сетевое, а низковольтное (5/12/24 вольт), то для управления выходом применяют транзистор. Его достоинство в том, что он может быть очень маленьким. А недостатки по сравнению с реле в том, что транзистор уже точно привязан к уровням напряжений и схеме того устройства, в котором он стоит. Ну и ещё транзистор может быть рассчитан на небольшие токи (десятки миллиампер или единицы ампер) и поэтому может зажечь лампочку или включить реле, но не сможет управлять сетевым напряжением или мощной нагрузкой.

Транзистор можно подключить двумя способами. Первый напоминает то, что мы только что делали с реле: берём питание внутри устройства — и пропускаем его через транзистор вот так вот:

Транзисторный выход с плюсовым потенциалом

Решение вроде как логичное — как в электрике мы разрываем фазу, так и тут разываем плюс питания. Когда выход активен — плюс появляется. Когда неактивен — исчезает. Ура! Значит на выход мы можем подключить какую-нибудь нагрузку (такие выходы есть у некоторых кондеев Mitsubishi — они показывают, включен кондей или нет)!

И вот тут-то начинается некоторое западло. Точнее, два западла. Первое в том, что наш выход жёстко рассчитан только на то напряжение питания, которое есть внутри устройства. Вот сделает кто-нить на ES8266 очередную умную поеботу… и выдаст через транзистор на выход 3,3 вольта.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» И пиздец! =)) Куда их деть? Шо с ними делать? Светодиодом помигать? А нахрена нам светодиод, если эта умная поебота должна нам ворота открывать, включая три фазы на двигатель?

Наученный человек скажет: «Да хрен ли! Ща поставим реле! Или ваще контактор!». И тут выплывает второе западло из трёх частей. Во-первых, ты поди найди контактор или реле с катушкой на 3,3 вольта! =) Во-вторых чем ниже напряжение питания такого реле или контактора — тем больший ток они потребляют. А у нас стоит мелкий транзистор, который этот ток может просто не потянуть.

И, в-третьих, что наиболее важно — всякие внешние нагрузки, в которых есть катушка (в том числе моторчики или сервы у моделистов) за счёт самоиндукции создают выбросы высокого напряжения, которые могут повредить наш транзистор. Поэтому, если есть такой риск (а у нашей области он почти всегда есть, так как к таким выходам мы реле подключаем), то надо ОБЯЗАТЕЛЬНО ставить диод в обратной полярности! Он шунтирует собой эти выбросы и спасёт транзистор.

Если речь идёт про релюшки типа CR-P/CR-M и подобные им, то для них сразу же выпускаются модули со светодиодом для индикации работы катушки реле и с защитным диодом. Они сразу же вставляются в колодку для реле:

Модули индикации CR-P/M

На фотке выше у меня модули для переменного тока, а нам понадобятся эти:

  • 1SVR405652R0000 ABB CR-P/M 42 Втычной модуль для реле CR-P, CR-M (LED+ВстДиод) 6..24V AC/DC (красный)
  • 1SVR405652R1000 ABB CR-P/M 42V Втычной модуль для реле CR-P, CR-M (LED+ВстДиод) 6..24V AC/DC (зелёный)

Если таких модулей нет, то надо ставить диоды прям на колодки реле. Я как-то перепутал и заказал модули без встречных диодов для одного из щитов с GSM-реле Zont, и поэтому закрепил диоды так:

Диоды для шунтирования выходных транзисторов выходов ОК

4. Выходы типа «открытый коллектор» (тоже транзистор на GND).

Ну-ка ещё раз посмотрите внимательно на фотку выше, где диоды на реле стоят? Ничего странного не замечаете? Чего это у меня общий всех реле — это +12 вольт, а отдельные провода с маркировкой выходов — синие? Всё наоборот? Как так?

А вот это и есть второй распространённый тип выходов — Открытый Коллектор (ОК).Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Смотрите схему:

Типы выходов устройств автоматики: открытый коллектор (на GND)

Что мы сделали? Мы перевернули всё с плюса на минус. Если раньше транзистор у нас соединял выход с плюсом питания, то теперь он соединяет выход с землёй (минусом, который обычно везде общий). Для тех, кто столкнулся с этим после силовой электрики, где мы коммутируем фазу, это будет вынос мозга.

Но почему так сделано? А вот только что я говорил о самом главном неудобстве выхода, когда выдаётся плюс питания — о том, что всё, что мы подключаем к этому выходу, нам надо тоже рассчитывать на такое же напряжения питания, как и этот выход. А это может стать проблемой. Если же наш выход соединяется с землёй — то питание может быть любым (в пределах возможностей транзистора), и вообще от отдельного блока питания. Главное GND вместе соедините!

Из-за того, что на выходы можно вешать любые нагрузки, тип выхода «Открытый Коллектор» очень популярен: размеры схемы могут быть мелкими, а управлять она может релюшкой на 24 вольта без проблем! Или даже контактором с катушкой на 24 вольта, если транзистор сможет выдержать тот ток, который потребляет этот контактор. Обычно катушка модульных контакторов потребляет около 5-7 Вт. Возьмём 10 Вт. Значит 10/24 = 0,24А. Гм… некоторые выходы ОК тянут по 0,5 А — так что контактор прокатит! Главное не забудьте про защитный диод — здесь те же правила!

Вот пример из инструкции к ПЛК ОВЕН. Если брать ПЛК или модули IO с типом выходов «К» — то вы получите тот самый открытый коллектор (ОК):

Пример выходов с открытым коллектором от ОВЕНа

У ОВЕНа они, как обычно, сгруппированы по 4 штуки. GND — общий, а нагрузки выходов даже в одной группе могут быть на разные напряжения.

Тот же принцип используется в датчиках протечки от GidroLock и Нептун. Даже в приёмниках радиодатчиков! =) У них три провода: питание электроники, GND питания и выход ОК. Дальше останется посмотреть, какой ток у выходного транзистора — и понять, вытянет ли он релюшку напрямую, или нет =)

А вот подключить такие датчики напрямую (без подтягивания потенциала и инверсии входа) даже к низковольтному Logo не прокатит: Logo требуется, чтобы на вход приходило напряжение, а не GND.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» И он их не увидит (те, кто поняли про подтяжку — делают). А вот ОВЕНовские входы можно подключать таким образом, чтобы они принимали на вход или +VCC, или GND. И поэтому датчики там подключаются без извращений!

Вот мы и разобрались с выходами! Теперь, если в инструкции на автоматику «Выходы типа сухой контакт до 3А» или «Выходы — ОК с током до 1А и напряжением до 50 Вольт» — вы знаете, что с этим делать! =)

Основы на пальцах. Часть 4

Но диоды, резисторы, транзисторы и конденсаторы это так, лишь обвязка. Особо на них не развернешься (нет, маньяки, конечно могут, но габариты устройств там будут феерические). Самое вкусное нас поджидает в микросхемах 🙂
Делятся они на цифровые и аналоговые. Для начала кратко пробегусь по цифровым микросхемам.

Миром правит цифра!

Краеугольным камнем цифровой схемотехники служит понятие нуля и единицы, понятие это совершенно условное, т.к. фактически нет никакого нуля и нет никакой единицы, есть лишь уровни напряжения – высокий и низкий, а также некий порог после которого данный уровень напряжения принято считать высоким или низким. Скажем все, что ниже 0.7 вольт считаем за низкий уровень, т.е. 0, все что выше 2.4 вольт высоким, т.е. единица. Между 0.7 и 2.4 вольта, когда не ясно какой уровень, это состояние совершенно неопределенное его нельзя оценивать как входную величину, иначе на выходе системы в таком случае будет непредсказуемый результат.
Сопротивление входов очень высокое, практически можно считать его бесконечным.

Во избежания путаницы смыслов, в терминологии ключей и транзисторов принято следующее соглашение. Ключ считается открытым или закрытым для протекания тока, как кран на трубе. С точки зрения же механического исполнения он может быть замкнут или разомкнут. Так что открыт = замкнут, закрыт = разомкнут. И не следует путать с англоязычной нотацией, где Open = открыт если речь идет о транзисторе или электронном ключе и Open = разомкнут если речь идет о механическом рубильнике.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Там Open-Close следует рассматривать в общем контексте текущего случая. Велик и могуч русский язык! =)

Выход в микросхеме бывает разных типов. Различают push-pull и open drain (в нашей литературе его называют Открытым Коллектором или ОК). Отличие заключается в способе выдачи сигнала на выход. В Push-Pull выходе когда нужен низкий уровень, то выход тупо и беспрекословно замыкается на землю, имеющую нулевой потенциал, а когда высокий, то на напряжение питания.
В открытом коллекторе все несколько иначе. Когда нам надо получить низкий уровень, то мы сажаем ногу на землю, а вот высокий уровень получается подтягивающим резистором (pullup), который, в отсутствии посадки на землю и большого сопротивления висящей на выходе нагрузке, заводит на ногу высокий потенциал. Тут можешь вспомнить закон Ома и посчитать какое будет напряжение выхода на открытом коллекторе если подтягивающий резистор обычно порядка 1КилоОм, а сопротивление входа больше 1МегаОм. Тип выхода определяется из документации на микросхему, некоторые микрухи имеют программируемый выход, например, все контроллеры AVR. Исходя из этого становится понятен смысл регистров Port и DDR в контроллере AVR – они определяют тип выхода Open Drain+PullUp, Push-Pull или просто Open Drain.

О микросхемах дискретной логики И, ИЛИ, НЕ я рассказывать не буду, каждую описать, так это справочник не на одну сотню страниц будет. Да и постепенно они уходят в прошлое, вытесняемые контроллерами и программируемыми матрицами. Скажу лишь главное – работают они по жесткой таблице истинности, которую можно найти в соответствующем datasheet.

Аналог рулит!
Цифра может и правит миром, но я вот последнее время люблю аналоговую технику. Ряд задач автоматики и регулирования на аналоговых цепях сделать в разы проще, чем на микроконтроллере или цифровой логике.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Основное отличие от цифровых микрух в том, что тут нет четких состояний, а вход и выход могут изменяться плавно от минус питания до плюс питания. Основой аналоговой схемотехники является операционный усилитель.
Адская вещь, скажу тебе. Содержит выход и два входа. Один вход прямой, другой инверсный. Внутри напряжения по этим двум входам математически складываются (с учетом знака входа), а результат умножается на коэффициент усиления и выдается на выход. Коэффициент усиления этого девайса в идеальном случае достигает бесконечности, а в реальном близок к сотням тысяч. В чем это выражается? А в том, что подаешь ты на вход скажем 1 милливольт, а выход сразу же зашкаливает под максимум – выдавая сразу напряжение питания. Как же тогда работать, если его зашкаливает от малейшего сигнала? А просто. Ну во первых зависит от задачи. Например если нам нужно сравнивать два сигнала, то один мы подаем на отрицательный вход, а другой на положительный. В данном случае выход нам покажет либо минимум напряжения, либо максимум, в зависимости от того больше сигнал на отрицательном входе или на положительном. Такой режим работы операционного усилителя называется компаратором. Я его применил недавно, чтобы отследить просадку напряжения питания на устройстве. Смотри на схему, видишь на минус у меня идет опорное напряжение со стабилитрона. Оно всегда равно 3.3 вольта – за этим следит стабилитрон. А вот на второй вход идет напряжение с делителя – оно зависит от общего напряжения питания. В нормальном режиме, когда на входе 12 вольт, то с делителя идет порядка 4 вольт, это выше чем 3.3 опорного и с компаратора выходит +5 вольт (максимум питающего). При просадке напруги ниже определенного порога с делителя начинает выходить уже менее 3.3 вольт и компаратор резко перекидывается в противоположное положение – 0 вольт (минимум питающего). Этот переход отслеживает микроконтроллер и дает сигнал тревоги.

Испльзование операционных усилителей

Если от операционного усилителя надо получить усиление, то нужно как то обуздать его бешеный коэффициент.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Для этого ему добавляют отрицательную обратную связь. Т.е. берут и с выхода подают сигнал на отрицательный вход, подмешивая его к основному входному сигналу. В итоге, выходной сигнал вычитается из входного. А коэффициент усиления становится равным отношению резисторов на входе и выходе (смотри схему).

Но это далеко не все фишки которые умеет делать операционный усилитель. Если в обратную связь сунуть конденсатор, то получим интегратор, выдающий на выходе интеграл от функции входного сигнала. А если скомбинировать конденсатор с резистором, да индуктивность на вход… В общем, тут можно книгу писать, а занимается этими занятными процессами отдельная наука – автоматическое управление. Кстати, именно на операционных усилителях сделаны аналоговые компьютеры, считающие дифференциальные уравнения с такой скоростью, что все цифровые компы нервно курят в уголке.

Полная версия статьи была опубликована в журнале «Хакер»

Открытый коллектор — Open collector

Простая схема открытого коллектора интегральной схемы (ИС).

Открытый коллектор представляет собой общий тип вывода на многих интегральных схем (ИС) , которые ведет себя как переключатель , который либо подключен к земле или отсоединен. Вместо вывода сигнала с определенным напряжением или током выходной сигнал подается на базу внутреннего NPN-транзистора , коллектор которого выведен наружу (открыт) на вывод IC. Эмиттер транзистора внутренне подключен к контакту заземления. Если устройство вывода представляет собой полевой МОП-транзистор, выход называется открытым стоком, и он работает аналогичным образом. Например, шина I²C основана на этой концепции.

Функция

На рисунке база транзистора обозначена как «IC output». Это сигнал от внутренней логики ИС к транзистору. Этот сигнал управляет переключением транзисторов. Внешний выход — коллектор транзистора; транзистор образует интерфейс между внутренней логикой ИС и частями, внешними по отношению к ИС.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

В условных обозначениях компонентов схемы открытый выход обозначается этими символами:

  • ⎐ для вывода, который выводит low-Z L или hi-Z H (или ⎒ с внутренним подтягивающим резистором )
  • ⎏ для вывода, который выводит hi-Z L или low-Z H (или ⎑ с внутренним понижающим резистором)

Выход образует либо разомкнутую цепь, либо соединение с землей. Выход обычно состоит из внешнего подтягивающего резистора , который повышает выходное напряжение при выключении транзистора. Когда транзистор, подключенный к этому резистору, включается, на выходе устанавливается напряжение почти 0 вольт. Выходы с открытым коллектором могут быть полезны для аналогового взвешивания, суммирования, ограничения и т.д., но такие приложения здесь не обсуждаются.

С тремя состояниями логического устройства в отличие от открытого устройства коллектора, так как он состоит из транзисторов источника и приемника тока в обоих логических состояний, а также в качестве контроля , чтобы выключить оба транзистора и изолировать выход.

Применение устройств с открытым коллектором

Поскольку подтягивающий резистор является внешним и его не нужно подключать к напряжению питания микросхемы, вместо него можно использовать более низкое или более высокое напряжение, чем напряжение питания микросхемы (при условии, что оно не превышает абсолютный максимальный номинал выхода микросхемы). . Поэтому схемы с открытым коллектором иногда используются для сопряжения различных семейств устройств с разными уровнями рабочего напряжения. Транзистор с открытым коллектором может быть рассчитан на то, чтобы выдерживать более высокое напряжение, чем напряжение питания микросхемы. Этот метод обычно используется логическими схемами, работающими от 5 В или ниже, для управления устройствами, такими как двигатели, реле 12 В , вакуумные люминесцентные дисплеи 50 В или лампы Nixie, требующие более 100 В.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

Еще одно преимущество состоит в том, что к одной линии можно подключить более одного выхода с открытым коллектором. Если все выходы, подключенные к линии, находятся в состоянии высокого импеданса, подтягивающий резистор будет удерживать провод в состоянии высокого напряжения (логическая 1). Если один или несколько выходов устройства находятся в состоянии логического 0 (земля), они потребляют ток и подтягивают линейное напряжение к земле. Это проводное логическое соединение имеет несколько применений. Устройства с открытым коллектором обычно используются для подключения нескольких устройств к одному сигналу запроса прерывания или к общей шине, такой как I²C . Это позволяет одному устройству управлять шиной без помех от других неактивных устройств. Если бы устройства с открытым коллектором не использовались, то выходы неактивных устройств попытались бы поддерживать высокое напряжение на шине, что привело бы к непредсказуемому выходу.

Проводное ИЛИ с активным низким уровнем / проводное И с активным высоким уровнем с использованием вентилей с открытым стоком.

Связывая выход нескольких открытых коллекторов вместе, общая линия становится логическим элементом «соединенное И» (положительная-истинная логика) или «проводное ИЛИ» (отрицательная-истинная логика). «Проводное И» ведет себя как логическое И двух (или более) вентилей в том смысле, что это будет логическая 1, когда (все) находятся в состоянии высокого импеданса, и 0 в противном случае. «Проводное ИЛИ» ведет себя как логическое ИЛИ для логики «отрицательная-истина», где на выходе низкий уровень, если на любом из его входов низкий уровень.

Устройства SCSI -1 используют открытый коллектор для электрической сигнализации. SCSI-2 и SCSI-3 могут использовать EIA-485 .

Одной из проблем устройств с открытым коллектором является энергопотребление, поскольку подтягивающий резистор рассеивает мощность всякий раз, когда выходной сигнал понижается, и чем выше желаемая рабочая скорость, тем меньшее значение резистора (т.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Е. Более сильное подтягивание) должно быть, в результате повышенный расход. Даже в выключенном состоянии они часто имеют ток утечки в несколько наноампер (точное значение зависит от температуры).

МОП-транзистор

Аналогичное соединение, используемое с МОП-транзисторами, представляет собой соединение с открытым стоком. Выходы с открытым стоком могут быть полезны для аналогового взвешивания, суммирования и ограничения, а также для цифровой логики. Клемма открытого стока соединяется с землей, когда на затвор подается высокое напряжение (логическая 1), но имеет высокий импеданс, когда на затвор подается низкое напряжение (логический 0). Это состояние с высоким импедансом возникает из-за того, что клемма находится под неопределенным напряжением (плавающее), поэтому для такого устройства требуется внешний подтягивающий резистор, подключенный к шине положительного напряжения (логическая 1), чтобы обеспечить логическую 1 в качестве выхода.

Микроэлектронные устройства, использующие сигналы с открытым стоком (например, микроконтроллеры), могут обеспечивать слабый (высокоомный) внутренний подтягивающий резистор для подключения рассматриваемого терминала к положительному источнику питания устройства. Такие слабые подтяжки, часто порядка 100 кОм, снижают энергопотребление, удерживая входные сигналы от плавающих сигналов, и могут избежать необходимости во внешнем подтягивающем компоненте. Внешние подтяжки более сильные (меньшее сопротивление, возможно, 3 кОм), чтобы уменьшить время нарастания сигнала (как с I²C ) или минимизировать шум (как на входах системного сброса ). Внутренние подтягивания обычно можно отключить, если они не нужны.

POD Псевдо открытый сток

В псевдо открытом стоке ( POD водителей) имеют сильную ниспадающую силу , но слабее силы подтягивающих. Для сравнения, чистый драйвер с открытым стоком не имеет силы подтягивания, за исключением тока утечки: все подтягивающее действие происходит на внешнем согласующем резисторе.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Вот почему здесь должен использоваться термин «псевдо»: на стороне драйвера наблюдается некоторое подтягивание, когда выходной сигнал находится в высоком состоянии, оставшаяся сила подтягивания обеспечивается за счет параллельного подключения приемника на дальнем конце к ВЫСОКОЕ напряжение, часто с использованием переключаемого терминатора на кристалле вместо отдельного резистора. Цель всего этого — снизить общую потребляемую мощность по сравнению с использованием как сильного подтягивания, так и сильного понижения, как в драйверах, таких как HSTL. В памяти DDR4 используются драйверы POD12, но с одинаковой мощностью драйвера (34 Ом / 48 Ом) для понижения (R onPd ) и повышения (R onPu ). Термин POD в DDR4 относится только к типу завершения, который является только параллельным подтягиванием без завершения на дальнем конце. Контрольная точка (V REF ) для входа — это не половинное питание, как в DDR3, и может быть выше.

Использование Pseudo Open Drain в интерфейсах DDR.

JEDEC стандартизировал POD15, POD125, POD135 и POD12 для напряжений питания интерфейса 1,5 В, 1,35 В и 1,2 В. В конце 2011 года было опубликовано сравнение схем завершения DDR3 и DDR4 с точки зрения перекоса, апертуры глаза и энергопотребления.

Смотрите также

Рекомендации

внешние ссылки

Амиком — системы видеонаблюдения и безопасность

Рынок видеонаблюдения и охранных систем растет небывалыми темпами: если в 2013 году его общий объем составлял всего 14.6 миллиардов долларов США (по данным TechNavio Analysis), то в 2018-м данный показатель превысил 24 миллиарда. Аналитики Transparency Market Research прогнозируют, что уже в 2022 году нас ожидает практически троекратный прирост: общемировой оборот технических средств безопасности преодолеет отметку в 71 миллиард долларов, из которых 68% составит аппаратное обеспечение, 23% — программное, и еще 9% останется на долю облачных сервисов.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

Среди основных драйверов роста необходимо выделить следующие:

  • возросшая угроза террористических атак;
  • ужесточение законодательных требований;
  • развитие интеллектуальных аналитических решений.

Именно последний фактор во многом определяет положительную динамику. Благодаря инновациям в сфере компьютерной аналитики традиционные системы видеонаблюдения и контроля доступа стали находить применение в таких отраслях, как маркетинг, банковское дело, промышленность и многих других.

Перспективы развития отрасли

Современная охранная инфраструктура представляет собой сложный программно-аппаратный комплекс, включающий в себя средства видеофиксации, охранно-пожарной сигнализации и защиты периметра, системы контроля доступа и ряд других. Хотя по отдельности каждый из перечисленных компонентов имеет достаточно узкую сферу применения, будучи объединенными в единую экосистему они превращаются в мощный инструмент, пригодный для решения широчайшего спектра задач.

Технические средства обеспечения безопасности даже разнонаправленного действия органично дополняют друг друга. Так, интеграция СКУД в систему видеонаблюдения позволяет вести учет рабочего времени и автоматизировать расчет заработной платы не опасаясь махинаций со стороны персонала: этого можно достичь благодаря двойному контролю за перемещением сотрудников посредством ID-карт и алгоритма распознавания лиц. Цифровые камеры высокого разрешения, оснащенные детекторами движения, способны взять на себя роль охранной сигнализации, оповещая оператора о появлении неустановленных субъектов в зоне интереса. Наконец, функция распознавания номеров дает возможность организовать выдачу клиентам виртуальных пропусков для доступа к корпоративной парковке.

Но это — лишь вершина айсберга. Стремительное развитие аналитического программного обеспечения позволяет задействовать охранные системы безопасности и видеонаблюдения для оптимизации бизнес-процессов и даже в маркетинговых целях.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

В марте 2015 года основатель холдинга Alibaba продемонстрировал возможности бесконтактной оплаты с использование алгоритма распознавания лиц в рамках ежегодной отраслевой выставки CeBit. Уже 1 сентября 2017 года технологию, получившую название «Smile to Pay» применили на практике, оборудовав новыми платежными терминалами один из ресторанов KFC. Система продемонстрировала впечалюющую точность в 99.77% при скорости обработки платежа не более 0.6 секунд.

Среди множества сценариев использования интеллектуальных функций стоит выделить следующие:

  • Анализ клиентопотока на торговых предприятиях

Сведения о действиях покупателей помогают выстраивать тепловые карты, по которым можно безошибочно выявлять наиболее востребованные маршруты между витринами и точки интереса, за счет чего оптимизировать планировку торгового зала и выкладку товара. Отслеживание динамики формирования очередей позволяет скорректировать расписание работы касс в зависимости от времени пиковой нагрузки, а зная общее количество посетителей и число клиентов, прошедших через кассовые стойки, можно безошибочно рассчитать коэффициент конверсии.

  • Логистический менеджмент

Монтаж комплексных систем безопасности и видеонаблюдения в складских комплексах упрощает сбор статистических данных, помогая вести учет движения товаров и контролировать зоны комплектации и отправки грузов, помогая оптимизировать накладные расходы на хранение и транспортировку продукции, эффективно бороться с пересортицей товаров и другими негативными явлениями.

  • Формирование портрета ЦА

Интеграция системы распознавания лиц в действующую программу лояльности позволяет в реальном времени отслеживать поведение покупателей и ассоциировать полученные данные с социально-демографическими факторами. Это помогает сформировать точный портрет целевой аудитории, повысив эффективность маркетинговых мероприятий.

Благодаря стремительному развитию технологий машинного зрения и видеоаналитики, современные охранные системы превращаются в универсальный инструмент ведения бизнеса, что существенно повышает их привлекательность в глазах владельцев торговых и производственных предприятий.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» А значит в ближайшем будущем реальные цифры экономического роста отрасли намного опередят даже самые смелые прогнозы экспертов.

Открытый коллектор принцип работы

Открытый коллектор и светодиод
Есть у меня 7-сегментный светодиодный индикатор и схема с открытым коллектром (ОК), например.

подскажите транзистор который нормально открытый
необходим транзистор который в начальном состоянии нормально открыт. гугл что-то не отвечает (

Гарбедж коллектор
Всем привет! такой код: public class Solution < private String source, sol; public.

Коллектор трафика сети
Имеется офис до 30 компьютеров и сетевых устройств. Была попытка вторжения в систему. Хочу.

Прокладка на коллектор двигателя Москвич 408
Приветствую Вас многоуважаемые форумчане. Начал капиталить одну из самых раритетных авто.

Биполярный транзистор является одним из старейших, но самым известным типом транзисторов, и до сих пор находит применение в современной электронике. Транзистор незаменим, когда требуется управлять достаточно мощной нагрузкой, для которой устройство управления не может обеспечить достаточный ток. Они бывают разного типа и мощности, в зависимости от исполняемых задач. Базовые знания и формулы о транзисторах вы можете найти в этой статье.

Введение

Прежде чем начать урок, давайте договоримся, что мы обсуждаем только один тип способ включения транзистора. Транзистор может быть использован в усилителе или приемнике, и, как правило, каждая модель транзисторов производится с определенными характеристиками, чтобы сделать его более узкоспециализированым для лучшей работы в определённом включении.

Транзистор имеет 3 вывода: база, коллектор и эмиттер. Нельзя однозначно сказать какой из них вход, а какой выход, так как все они связаны и влияют друг на друга так или иначе. При включении транзистора в режиме коммутатора (управление нагрузкой) он действует так: ток базы контролирует ток от коллектора к эмиттеру или наоборот, в зависимости от типа транзистора.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

Есть два основных типа транзисторов: NPN и PNP. Чтобы это понять, можно сказать, что основное различие между этими двумя типами это направления электрического тока. Это можно видеть на рисунке 1.А, где указано направление тока. В транзисторе NPN, один ток течет от основания внутрь транзистора, а другой ток течет от коллектора к эмиттеру, а в PNP транзисторе всё наоборот. С функциональной точки зрения, разница между этими двумя типами транзисторов это напряжение на нагрузке. Как вы можете видеть на рисунке, транзистор NPN обеспечивает 0В когда он открыт, а PNP обеспечивает 12В. Вы позже поймете, почему это влияет на выбор транзистора.

Для простоты мы будем изучать только NPN транзисторы, но всё это применимо к PNP, принимая во внимание, что все токи меняются на противоположные.

Рисунок ниже показывает аналогию между переключателем (S1) и транзисторным ключом, где видно, что ток базы закрывает или открывает путь для тока от коллектора к эмиттеру:

Точно зная характеристики транзистора, от него можно получить максимальную отдачу. Основным параметром является коэффициент усиления транзистора по постоянному току, который обычно обозначается Hfe или β. Также важно знать максимальный ток, мощность и напряжение транзистора. Эти параметры можно найти в документации на транзистор, и они помогут нам определить значение резистора на базе, о чем рассказано дальше.

Использование NPN транзистора как коммутатора

На рисунке показано включение NPN транзистора в качестве коммутатора. Вы встретите это включение очень часто при анализе различных электронных схем. Мы будем изучать, как запустить транзистор в выбранном режиме, рассчитать резистор базы, коэффициент усиления транзистора по току и сопротивление нагрузки. Я предлагаю самый простой и самый точный способ для этого.

1. Предположим, что транзистор находится в режиме насыщения: При этом математическая модель транзистора становится очень простой, и нам известно напряжение на точке Vc.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Мы найдем значение резистора базы, при котором всё будет правильно.

2. Определение тока насыщения коллектора: Напряжение между коллектором и эмиттером (Vce) взято из документации транзистора. Эмиттер подключен к GND, соответственно Vce= Vc – 0 = Vc. Когда мы узнали эту величину, мы можем рассчитать ток насыщения коллектора по формуле:

Иногда, сопротивления нагрузки RL неизвестно или не может быть точным, как сопротивление обмотки реле; В таком случае, достаточно знать, необходимый для запуска реле ток.
Убедитесь, что ток нагрузки не превышает максимальный ток коллектора транзистора.

3. Расчет необходимого тока базы: Зная ток коллектора, можно вычислить минимально необходимый ток базы для достижения этого тока коллектора, используя следующую формулу:

Из неё следует что:

4. Превышение допустимых значений: После того как вы рассчитали ток базы, и если он оказался ниже указанного в документации, то можно перегрузить транзистор, путем умножения расчетного тока базы например в 10 раз. Таким образом, транзисторный ключ будет намного более устойчивым. Другими словами, производительность транзистора уменьшится, если нагрузка увеличится. Будьте осторожны, старайтесь не превышать максимальный ток базы, указанный в документации.

5. Расчёт необходимого значения Rb: Учитывая перегрузку в 10 раз, сопротивление Rb может быть рассчитано по следующей формуле:

где V1 является напряжением управления транзистором (см. рис 2.а)

Но если эмиттер подключен к земле, и напряжение база-эмиттер известно (около 0,7В у большинстве транзисторов), а также предполагая, что V1 = 5V, формула может быть упрощена до следующего вида:

Видно, что ток базы умножается на 10 с учётом перегрузки.
Когда значение Rb известно, транзистор «настроен» на работу в качестве переключателя, что также называется «режим насыщения и отсечки «, где «насыщение» – когда транзистор полностью открыт и проводит ток, а «отсечение» – когда закрыт и ток не проводит.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

Примечание: Когда мы говорим , мы не говорим, что ток коллектора должен быть равным . Это просто означает, что ток коллектора транзистора может подниматься до этого уровня. Ток будет следовать законам Ома, как и любой электрический ток.

Расчет нагрузки

Когда мы считали, что транзистор находится в режиме насыщения, мы предполагали что некоторые его параметры не менялись. Это не совсем так. На самом деле эти параметры менялись в основном за счет увеличения тока коллектора, и поэтому он является более безопасным для перегрузки. В документации указано изменение параметров транзистора при перегрузке. Например, в таблице на рисунке 2.В показано два параметра которые значительно меняются:

HFE (β) меняется в зависимости от тока коллектора и напряжения VCEsat. Но VCEsat само меняется в зависимости от тока коллектора и базы, что показано в таблице дальше.

Расчет может быть очень сложным, так как все параметры тесно и сложно взаимосвязаны, поэтому лучше взять худшие значения. Т.е. наименьший HFE, крупнейший VCEsat и VCEsat.

Типичное применение транзисторного ключа

1. Управление реле

В современной электронике транзисторный ключ используется для контроля электромагнитных реле, которое потребляют до 200 мА. Если вы хотите управлять реле логической микросхемой или микроконтроллером то транзистор незаменим. На рисунке 3.A, сопротивления резистора базы рассчитывается в зависимости от необходимого для реле тока. Диод D1 защищает транзистор от импульсов, которые катушка генерирует при выключении.

2. Подключение транзистора с открытым коллектором:

Многие устройства, такие как семейство микроконтроллеров 8051 имеют порты с открытым коллектором. Сопротивление резистора базы внешнего транзистора рассчитывается, как описано в этой статье. Заметим, что порты могут быть более сложными, и часто используют полевые транзисторы вместо биполярных и называются выходами с открытым стоком, но всё остаётся точно таким же как на рисунке 3.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» B

3. Создание логического элемента ИЛИ-НЕ (NOR):

Иногда в схеме необходимо использовать один логический элемент, и вы не хотите использовать 14-контактную микросхему с 4 элементами либо из-за стоимости или местом на плате. Её можно заменить парой транзисторов. Отметим, что частотные характеристики таких элементов зависят от характеристик и типа транзисторов, но обычно ниже 100 кГц. Уменьшение выходного сопротивления (Ro) приведет к увеличению потребления энергии, но увеличит выходной ток.
Вам надо найти компромисс между этими параметрами.

На рисунке выше показан логический элемент ИЛИ-НЕ построенный с использованием 2х транзисторов 2N2222. Это может быть сделано на транзисторах PNP 2N2907, с незначительными изменениями. Вы просто должны учитывать, что все электрические токи тогда текут в противоположном направлении.

Поиск ошибок в транзисторных схемах

При возникновении проблемы в цепях, содержащих много транзисторов, может быть весьма проблематично узнать, какой из них неисправен, особенно когда они все впаяны. Я даю вам несколько советов, которые помогут вам найти проблему в такой схеме достаточно быстро:

1. Температура: Если транзистор сильно греется, вероятно, где-то есть проблема. Необязательно что проблема в горячем транзисторе. Обычно дефектный транзистор даже не нагревается. Это повышение температуры может быть вызвано другим транзистором, подключенным к нему.

2. Измерение VCE транзисторов: Если они все одного типа и все работают, то они должны иметь приблизительно одинаковое VCE. Поиск транзисторов, имеющих различные VCE это быстрый способ обнаружения дефектных транзисторов.

3. Измерение напряжения на резисторе базы: Напряжение на резисторе базы достаточно важно (если транзистор включен). Для 5 В устройства управления транзистором NPN, падения напряжения на резисторе должно быть более 3В.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Если нет падения напряжения на резисторе, то либо транзистор, либо устройство управления транзистора имеют дефект. В обоих случаях ток базы равен 0.

Элементы с открытым коллектором имеют выходную цепь, заканчивающуюся одиночным транзистором, коллектор которого не соединен с какими-либо цепями внутри микросхемы (Рис. 2.18,а). Транзистор управляется от предыдущей части схемы элемента так, что может находиться в насыщенном или запертом состоянии. Насыщенное состояние транзистора трактуется как отображение логического нуля, запертое, как логической единицы.

Поэтому для формирования высокого уровня напряжения на выходе элементов с открытым коллектором (типа ОК) требуется подключение внешних резисторов величиной порядка сотен Ом (или другие нагрузки), соединенные с источником питания.

Выход с открытым коллектором ОК можно считать состоящим из одного выключателя, замкнутому состоянию которого соответствует сигнал логического нуля, а разомкнутому – отключенное, пассивное состояние (Рис.2.18.б.).

Несколько выходов типа ОК можно соединять параллельно, подключая их к общей для всех выходов цепочке Ucc – R (Рис.2.18.в). При этом можно получит режим поочередной работы на общую линию, как и для элементов с тремя состояниями, если активным будет лишь один элемент, а выводы всех остальных окажутся запертыми. Если же разрешить активную работу элементов, выходы которых соединены, то можно получить дополнительную логическую операцию, называемую операцией монтажной логики.

При реализации монтажной логики высокое напряжение на общем выходе возникает только при запирании всех транзисторов, т.к. насыщение хоты бы одного из них снижает выходное напряжение до уровня U = Uкэн. То есть для получения логической единицы на выходе требуется единичное состояние всех выходов: выполняется монтажная операция И. Поскольку каждый элемент выполняет операцию Шеффера над своими входными переменными, общий результат окажется следующим:

F = X1X2 X3X4 … Xm-1 Xm = X1X2+X3X4+ …+Xm-1 Xm

%PDF-1.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» 5
%
1 0 obj
>
/Metadata 2 0 R
/PageLayout /OneColumn
/Pages 3 0 R
/StructTreeRoot 4 0 R
/Type /Catalog
>>
endobj
5 0 obj

/Comments ()
/Company
/CreationDate (D:20150114174636+03’00’)
/Creator
/ModDate (D:20150114174650+03’00’)
/Producer (Adobe PDF Library 10.0)
/SourceModified (D:20150114144622)
/Title
>>
endobj
2 0 obj
>
stream

  • Михаил Борисович Куц

  • application/pdf

    endstream
    endobj
    3 0 obj
    >
    endobj
    4 0 obj
    >
    endobj
    6 0 obj
    903
    endobj
    7 0 obj
    >
    endobj
    8 0 obj
    >
    endobj
    9 0 obj
    >
    endobj
    10 0 obj
    >
    endobj
    11 0 obj
    >
    endobj
    12 0 obj
    >
    endobj
    13 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 0
    /Type /Page
    >>
    endobj
    14 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 1
    /Type /Page
    >>
    endobj
    15 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 2
    /Type /Page
    >>
    endobj
    16 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 3
    /Type /Page
    >>
    endobj
    17 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 4
    /Type /Page
    >>
    endobj
    18 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 5
    /Type /Page
    >>
    endobj
    19 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 6
    /Type /Page
    >>
    endobj
    20 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 7
    /Type /Page
    >>
    endobj
    21 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 8
    /Type /Page
    >>
    endobj
    22 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 9
    /Type /Page
    >>
    endobj
    23 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 10
    /Type /Page
    >>
    endobj
    24 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 11
    /Type /Page
    >>
    endobj
    25 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 12
    /Type /Page
    >>
    endobj
    26 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 13
    /Type /Page
    >>
    endobj
    27 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 14
    /Type /Page
    >>
    endobj
    28 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 15
    /Type /Page
    >>
    endobj
    29 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 16
    /Type /Page
    >>
    endobj
    30 0 obj
    >
    /ExtGState >
    /Font >
    /XObject >
    >>
    /Rotate 0
    /StructParents 17
    /Type /Page
    >>
    endobj
    31 0 obj
    >
    endobj
    32 0 obj

    /K 53
    /P 10 0 R
    /Pg 13 0 R
    /S /Figure
    >>
    endobj
    33 0 obj

    /K 0
    /P 10 0 R
    /Pg 13 0 R
    /S /Figure
    >>
    endobj
    34 0 obj
    >
    endobj
    35 0 obj
    >
    endobj
    36 0 obj
    >
    endobj
    37 0 obj
    >
    endobj
    38 0 obj
    >
    endobj
    39 0 obj
    >
    endobj
    40 0 obj
    >
    endobj
    41 0 obj
    >
    endobj
    42 0 obj
    >
    endobj
    43 0 obj
    >
    endobj
    44 0 obj
    >
    endobj
    45 0 obj
    >
    endobj
    46 0 obj
    >
    endobj
    47 0 obj
    >
    endobj
    48 0 obj
    >
    endobj
    49 0 obj
    >
    endobj
    50 0 obj
    >
    endobj
    51 0 obj
    >
    endobj
    52 0 obj
    >
    endobj
    53 0 obj
    >
    endobj
    54 0 obj
    >
    endobj
    55 0 obj
    >
    endobj
    56 0 obj
    >
    endobj
    57 0 obj
    >
    endobj
    58 0 obj
    >
    endobj
    59 0 obj
    >
    endobj
    60 0 obj
    >
    endobj
    61 0 obj
    >
    endobj
    62 0 obj
    >
    endobj
    63 0 obj
    >
    endobj
    64 0 obj
    >
    endobj
    65 0 obj
    >
    endobj
    66 0 obj
    >
    endobj
    67 0 obj
    >
    endobj
    68 0 obj
    >
    endobj
    69 0 obj
    >
    endobj
    70 0 obj
    >
    endobj
    71 0 obj
    >
    endobj
    72 0 obj
    >
    endobj
    73 0 obj
    >
    endobj
    74 0 obj
    >
    endobj
    75 0 obj
    >
    endobj
    76 0 obj
    >
    endobj
    77 0 obj
    >
    endobj
    78 0 obj
    >
    endobj
    79 0 obj
    >
    endobj
    80 0 obj
    >
    endobj
    81 0 obj
    >
    endobj
    82 0 obj
    >
    endobj
    83 0 obj
    >
    endobj
    84 0 obj
    >
    endobj
    85 0 obj
    >
    endobj
    86 0 obj
    >
    endobj
    87 0 obj
    >
    endobj
    88 0 obj
    >
    endobj
    89 0 obj
    >
    endobj
    90 0 obj
    >
    endobj
    91 0 obj
    >
    endobj
    92 0 obj
    >
    endobj
    93 0 obj
    >
    endobj
    94 0 obj
    >
    endobj
    95 0 obj
    >
    endobj
    96 0 obj
    >
    endobj
    97 0 obj
    >
    endobj
    98 0 obj
    >
    endobj
    99 0 obj
    >
    endobj
    100 0 obj
    >
    endobj
    101 0 obj
    >
    endobj
    102 0 obj

    /K 37
    /P 10 0 R
    /Pg 19 0 R
    /S /Figure
    >>
    endobj
    103 0 obj
    >
    endobj
    104 0 obj
    >
    endobj
    105 0 obj
    >
    endobj
    106 0 obj
    >
    endobj
    107 0 obj
    >
    endobj
    108 0 obj
    >
    endobj
    109 0 obj
    >
    endobj
    110 0 obj
    >
    endobj
    111 0 obj
    >
    endobj
    112 0 obj
    >
    endobj
    113 0 obj
    >
    endobj
    114 0 obj
    >
    endobj
    115 0 obj
    >
    endobj
    116 0 obj
    >
    endobj
    117 0 obj
    >
    endobj
    118 0 obj
    >
    endobj
    119 0 obj
    >
    endobj
    120 0 obj
    >
    endobj
    121 0 obj
    >
    endobj
    122 0 obj
    >
    endobj
    123 0 obj
    >
    endobj
    124 0 obj
    >
    endobj
    125 0 obj
    >
    endobj
    126 0 obj
    >
    endobj
    127 0 obj
    >
    endobj
    128 0 obj

    /K 5
    /P 36 0 R
    /Pg 13 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    129 0 obj
    >
    endobj
    130 0 obj
    >
    endobj
    131 0 obj
    >
    endobj
    132 0 obj
    >
    endobj
    133 0 obj
    >
    endobj
    134 0 obj
    >
    endobj
    135 0 obj
    >
    endobj
    136 0 obj
    >
    endobj
    137 0 obj
    >
    endobj
    138 0 obj
    >
    endobj
    139 0 obj
    >
    endobj
    140 0 obj
    >
    endobj
    141 0 obj
    >
    endobj
    142 0 obj
    >
    endobj
    143 0 obj
    >
    endobj
    144 0 obj
    >
    endobj
    145 0 obj
    >
    endobj
    146 0 obj
    >
    endobj
    147 0 obj
    >
    endobj
    148 0 obj
    >
    endobj
    149 0 obj
    >
    endobj
    150 0 obj
    >
    endobj
    151 0 obj
    >
    endobj
    152 0 obj
    >
    endobj
    153 0 obj
    >
    endobj
    154 0 obj
    >
    endobj
    155 0 obj
    >
    endobj
    156 0 obj
    >
    endobj
    157 0 obj
    >
    endobj
    158 0 obj
    >
    endobj
    159 0 obj
    >
    endobj
    160 0 obj
    >
    endobj
    161 0 obj
    >
    endobj
    162 0 obj
    >
    endobj
    163 0 obj
    >
    endobj
    164 0 obj
    >
    endobj
    165 0 obj
    >
    endobj
    166 0 obj
    >
    endobj
    167 0 obj
    >
    endobj
    168 0 obj
    >
    endobj
    169 0 obj
    >
    endobj
    170 0 obj
    >
    endobj
    171 0 obj
    >
    endobj
    172 0 obj
    >
    endobj
    173 0 obj
    >
    endobj
    174 0 obj
    >
    endobj
    175 0 obj
    >
    endobj
    176 0 obj
    >
    endobj
    177 0 obj
    >
    endobj
    178 0 obj
    >
    endobj
    179 0 obj
    >
    endobj
    180 0 obj
    >
    endobj
    181 0 obj
    >
    endobj
    182 0 obj
    >
    endobj
    183 0 obj

    /K 1
    /P 88 0 R
    /Pg 16 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    184 0 obj

    /K 3
    /P 88 0 R
    /Pg 16 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    185 0 obj
    >
    endobj
    186 0 obj
    >
    endobj
    187 0 obj
    >
    endobj
    188 0 obj
    >
    endobj
    189 0 obj
    >
    endobj
    190 0 obj
    >
    endobj
    191 0 obj
    >
    endobj
    192 0 obj
    >
    endobj
    193 0 obj
    >
    endobj
    194 0 obj
    >
    endobj
    195 0 obj
    >
    endobj
    196 0 obj
    >
    endobj
    197 0 obj
    >
    endobj
    198 0 obj
    >
    endobj
    199 0 obj
    >
    endobj
    200 0 obj
    >
    endobj
    201 0 obj
    >
    endobj
    202 0 obj
    >
    endobj
    203 0 obj
    >
    endobj
    204 0 obj
    >
    endobj
    205 0 obj
    >
    endobj
    206 0 obj
    >
    endobj
    207 0 obj
    >
    endobj
    208 0 obj
    >
    endobj
    209 0 obj
    >
    endobj
    210 0 obj
    >
    endobj
    211 0 obj
    >
    endobj
    212 0 obj
    >
    endobj
    213 0 obj
    >
    endobj
    214 0 obj
    >
    endobj
    215 0 obj
    >
    endobj
    216 0 obj
    >
    endobj
    217 0 obj
    >
    endobj
    218 0 obj
    >
    endobj
    219 0 obj
    >
    endobj
    220 0 obj
    >
    endobj
    221 0 obj
    >
    endobj
    222 0 obj
    >
    endobj
    223 0 obj
    >
    endobj
    224 0 obj
    >
    endobj
    225 0 obj
    >
    endobj
    226 0 obj
    >
    endobj
    227 0 obj
    >
    endobj
    228 0 obj
    >
    endobj
    229 0 obj
    >
    endobj
    230 0 obj
    >
    endobj
    231 0 obj
    >
    endobj
    232 0 obj
    >
    endobj
    233 0 obj
    >
    endobj
    234 0 obj
    >
    endobj
    235 0 obj
    >
    endobj
    236 0 obj
    >
    endobj
    237 0 obj
    >
    endobj
    238 0 obj
    >
    endobj
    239 0 obj
    >
    endobj
    240 0 obj
    >
    endobj
    241 0 obj
    >
    endobj
    242 0 obj
    >
    endobj
    243 0 obj
    >
    endobj
    244 0 obj
    >
    endobj
    245 0 obj
    >
    endobj
    246 0 obj
    >
    endobj
    247 0 obj
    >
    endobj
    248 0 obj
    >
    endobj
    249 0 obj
    >
    endobj
    250 0 obj
    >
    endobj
    251 0 obj
    >
    endobj
    252 0 obj
    >
    endobj
    253 0 obj
    >
    endobj
    254 0 obj
    >
    endobj
    255 0 obj
    >
    endobj
    256 0 obj
    >
    endobj
    257 0 obj
    >
    endobj
    258 0 obj
    >
    endobj
    259 0 obj
    >
    endobj
    260 0 obj
    >
    endobj
    261 0 obj
    >
    endobj
    262 0 obj
    >
    endobj
    263 0 obj
    >
    endobj
    264 0 obj
    >
    endobj
    265 0 obj
    >
    endobj
    266 0 obj
    >
    endobj
    267 0 obj
    >
    endobj
    268 0 obj
    >
    endobj
    269 0 obj
    >
    endobj
    270 0 obj
    >
    endobj
    271 0 obj
    >
    endobj
    272 0 obj
    >
    endobj
    273 0 obj
    >
    endobj
    274 0 obj
    >
    endobj
    275 0 obj
    >
    endobj
    276 0 obj
    >
    endobj
    277 0 obj
    >
    endobj
    278 0 obj
    >
    endobj
    279 0 obj
    >
    endobj
    280 0 obj
    >
    endobj
    281 0 obj
    >
    endobj
    282 0 obj
    >
    endobj
    283 0 obj
    >
    endobj
    284 0 obj
    >
    endobj
    285 0 obj
    >
    endobj
    286 0 obj
    >
    endobj
    287 0 obj
    >
    endobj
    288 0 obj
    >
    endobj
    289 0 obj
    >
    endobj
    290 0 obj
    >
    endobj
    291 0 obj
    >
    endobj
    292 0 obj
    >
    endobj
    293 0 obj
    >
    endobj
    294 0 obj
    >
    endobj
    295 0 obj
    >
    endobj
    296 0 obj
    >
    endobj
    297 0 obj
    >
    endobj
    298 0 obj

    /K 15
    /P 95 0 R
    /Pg 18 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    299 0 obj

    /K 18
    /P 300 0 R
    /Pg 18 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    300 0 obj
    >
    endobj
    301 0 obj

    /K 21
    /P 302 0 R
    /Pg 18 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    302 0 obj
    >
    endobj
    303 0 obj

    /K 24
    /P 304 0 R
    /Pg 18 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    304 0 obj
    >
    endobj
    305 0 obj

    /K 27
    /P 306 0 R
    /Pg 18 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    306 0 obj
    >
    endobj
    307 0 obj

    /K 1
    /P 98 0 R
    /Pg 19 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    308 0 obj

    /K 4
    /P 309 0 R
    /Pg 19 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    309 0 obj
    >
    endobj
    310 0 obj

    /K 7
    /P 311 0 R
    /Pg 19 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    311 0 obj
    >
    endobj
    312 0 obj

    /K 10
    /P 313 0 R
    /Pg 19 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    313 0 obj
    >
    endobj
    314 0 obj

    /K 13
    /P 315 0 R
    /Pg 19 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    315 0 obj
    >
    endobj
    316 0 obj

    /K 20
    /P 317 0 R
    /Pg 19 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    317 0 obj
    >
    endobj
    318 0 obj

    /K 23
    /P 319 0 R
    /Pg 19 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    319 0 obj
    >
    endobj
    320 0 obj

    /K 26
    /P 321 0 R
    /Pg 19 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    321 0 obj
    >
    endobj
    322 0 obj

    /K 29
    /P 323 0 R
    /Pg 19 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    323 0 obj
    >
    endobj
    324 0 obj

    /K 32
    /P 325 0 R
    /Pg 19 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    325 0 obj
    >
    endobj
    326 0 obj

    /K 35
    /P 327 0 R
    /Pg 19 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    327 0 obj
    >
    endobj
    328 0 obj

    /K 1
    /P 106 0 R
    /Pg 20 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    329 0 obj

    /K 4
    /P 330 0 R
    /Pg 20 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    330 0 obj
    >
    endobj
    331 0 obj

    /K 7
    /P 332 0 R
    /Pg 20 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    332 0 obj
    >
    endobj
    333 0 obj

    /K 10
    /P 334 0 R
    /Pg 20 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    334 0 obj
    >
    endobj
    335 0 obj
    >
    endobj
    336 0 obj

    /K 14
    /P 108 0 R
    /Pg 20 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    337 0 obj

    /K 17
    /P 338 0 R
    /Pg 20 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    338 0 obj
    >
    endobj
    339 0 obj

    /K 20
    /P 340 0 R
    /Pg 20 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    340 0 obj
    >
    endobj
    341 0 obj

    /K 23
    /P 342 0 R
    /Pg 20 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    342 0 obj
    >
    endobj
    343 0 obj

    /K 26
    /P 344 0 R
    /Pg 20 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    344 0 obj
    >
    endobj
    345 0 obj
    >
    endobj
    346 0 obj
    >
    endobj
    347 0 obj
    >
    endobj
    348 0 obj
    >
    endobj
    349 0 obj
    >
    endobj
    350 0 obj
    >
    endobj
    351 0 obj
    >
    endobj
    352 0 obj
    >
    endobj
    353 0 obj
    >
    endobj
    354 0 obj
    >
    endobj
    355 0 obj
    >
    endobj
    356 0 obj
    >
    endobj
    357 0 obj
    >
    endobj
    358 0 obj
    >
    endobj
    359 0 obj
    >
    endobj
    360 0 obj
    >
    endobj
    361 0 obj
    >
    endobj
    362 0 obj
    >
    endobj
    363 0 obj
    >
    endobj
    364 0 obj
    >
    endobj
    365 0 obj
    >
    endobj
    366 0 obj
    >
    endobj
    367 0 obj
    >
    endobj
    368 0 obj
    >
    endobj
    369 0 obj
    >
    endobj
    370 0 obj
    >
    endobj
    371 0 obj
    >
    endobj
    372 0 obj
    >
    endobj
    373 0 obj
    >
    endobj
    374 0 obj
    >
    endobj
    375 0 obj
    >
    endobj
    376 0 obj
    >
    endobj
    377 0 obj
    >
    endobj
    378 0 obj
    >
    endobj
    379 0 obj
    >
    endobj
    380 0 obj
    >
    endobj
    381 0 obj
    >
    endobj
    382 0 obj
    >
    endobj
    383 0 obj
    >
    endobj
    384 0 obj
    >
    endobj
    385 0 obj
    >
    endobj
    386 0 obj
    >
    endobj
    387 0 obj
    >
    endobj
    388 0 obj
    >
    endobj
    389 0 obj
    >
    endobj
    390 0 obj
    >
    endobj
    391 0 obj
    >
    endobj
    392 0 obj
    >
    endobj
    393 0 obj
    >
    endobj
    394 0 obj
    >
    endobj
    395 0 obj
    >
    endobj
    396 0 obj
    >
    endobj
    397 0 obj
    >
    endobj
    398 0 obj
    >
    endobj
    399 0 obj

    /K 1
    /P 116 0 R
    /Pg 22 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    400 0 obj

    /K 3
    /P 116 0 R
    /Pg 22 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    401 0 obj

    /K 1
    /P 117 0 R
    /Pg 23 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    402 0 obj

    /K 3
    /P 117 0 R
    /Pg 23 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    403 0 obj
    >
    endobj
    404 0 obj
    >
    endobj
    405 0 obj
    >
    endobj
    406 0 obj

    /K 1
    /P 121 0 R
    /Pg 25 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    407 0 obj

    /K 3
    /P 121 0 R
    /Pg 25 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    408 0 obj

    /K 1
    /P 122 0 R
    /Pg 26 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    409 0 obj

    /K 1
    /P 123 0 R
    /Pg 27 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    410 0 obj

    /K 1
    /P 124 0 R
    /Pg 28 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    411 0 obj

    /K 3
    /P 124 0 R
    /Pg 28 0 R
    /S /InlineShape
    >>
    endobj
    412 0 obj
    >
    stream
    HWKo7ﯘc`)pd»PE:Ml̡9x58E/.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» djƴ@ŴG§E־@qNѩ~DCcסA’

    Расширители проводных ШС

    • Использование

    В качестве расширителей проводных аналоговых ШС используется серийный ППКОП Астра-713.

    Внимание!

    ППКОП Астра-713 поставляется в продажу с предустановленным программным обеспечением для автономного режима работы. Для его включения в систему необходимо предварительное  перепрограммирование с помощью Модуля смены ПО из состава ПКМ Астра-Pro. Подробно об этом в главе «Обновление ПО устройств«.

    • Конструкция расширителя проводных аналоговых ШС Астра-713

    • Обеспечение электропитанием

    Расширитель проводных ШС питается от одного источника постоянного тока в связи с тем, что был разработан ранее срока введения  требования нормативной документации (см. ГОСТ Р 53325-2012) о питании от двух цепей питания.

    Внимание!

    В отличие от радиорасширителей, пультов контроля и блоков индикации напряжение питания находится в диапазоне от 11 до 15 V !

    Ток потребления зависит от количества активированных при настройках ШС, но не превышает  230 мА.

    • Общие параметры шлейфов сигнализации

    Расширитель имеет восемь универсальных программируемых шлейфа сигнализации.

    В заводских настройках центрального ППКОП системы они не активны. Их настройка заключается в активации и выборе необходимого типа из возможных с фиксированными предустановленными параметрами:

    ШС прибора являются фактически измерителями сопротивления с определением состояния в назначенных границах, указанных типов ШС. Выдача уведомлений о состояниях шлейфов по типам происходит в указанных границах сопротивлений:

    Для случаев необходимости корректировки границ состояний предусмотрен дополнительный тип «Программируемый». При его выборе возможно изменение видов уведомлений в каждом из состояний, изменение границ измеряемых сопротивлейний и времени интегрирования.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

    Общие параметры шлейфов:

    — напряжение в дежурном режиме может находиться в пределах

    от 14 до 21 V

    — ток короткого замыкания в ШС не превышает

    20 мА

    — время интегрирования настраиваемое

    70±10, 300±30, 500±50 мс

    Схемотехника измерителей в ШС обеспечивает включение в шлейфы до 30 аналоговых извещателей с питанием по шлейфу.

    • Вход для подключения считывателей ключей

    Расширитель имеет клеммы для подключения считывателей ключей ТМ (+ТМ, -TM).

    Вход имеет защиту от воздействия саботажа в виде разрядов электрошокеров и т. п. устройств.

    Расширитель производит распознавание цифровых последовательностей в стандарте Dallas Semiconductor DS1990A(R).

    Релейные выходы (клеммы Relay 1, Relay 2):

    — коммутируемое напряжение

    100 V

    — коммутируемый ток

    100 мА

    Выходы типа «открытый коллектор» (клеммы OC1, OC2):

    — коммутация втекающего тока на шину GND

    — максимальное коммутируемое напряжение нагрузки

    15 V

    — максимальный ток нагрузки

    500 мА

    После перепрограммирования кнопки-индикаторы не активны.

    Релейный выход Relay 1 в случае отсутствия назначения системным в настройках обеспечивает индикацию принятия ключа ТМ.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

    Основы

    : Выходы с открытым коллектором | Лаборатории злых безумных ученых

    Одна из радостей работы с базовой цифровой электроникой — и с ИС логических вентилей в частности — это то, что она работает почти как сборка из набора блоков Lego: здесь идет один выход, который здесь подключается к следующему входу, и так далее, пока он делает то, что вы хотели.

    Если вы играли с подобными чипами, вы наверняка встречали и чипы с выходом «открытый коллектор». А если нет, то о них стоит знать.Выходы с открытым коллектором составляют основу ряда хитроумных приемов для переключения уровня и взаимодействия между различными типами логики, а также от логики к другим типам электронных схем.

    Далее мы будем работать с SN7407N, которая является одной из самых простых ИС с выходами с открытым коллектором. Мы обсудим, что значит иметь выходы с «открытым коллектором», и покажем некоторые из различных способов их использования.

    Это схематическое изображение SN7407N, показывающее распиновку.Есть питание (номинальное 5 В) и земля, а затем шесть пар ввода-вывода, всего 14 контактов.

    Микросхема описывается как шестнадцатеричный буфер (или шестнадцатеричный драйвер), потому что существует шесть независимых каналов, а логическая функция состоит в том, что каждый выход дает непрерывную копию своего входа.

    Логическая функция «буфера» обычно обозначается на схематическом символе символом «усилителя» в виде прямого треугольника на каждом канале — буфер — это просто усилитель с «единичным» (X1) усилением — и символ модифицируется подчеркнутый ромбовидный знак, обозначающий выходы с открытым коллектором.

    Вот упрощенная модель того, что находится внутри каждого буферного канала.

    Вход буфера переходит в логический элемент НЕ. Выход этого затвора НЕ идет на базу биполярного транзистора NPN. Эмиттер транзистора соединен с землей, а коллектор транзистора соединен с выходом. Это «открытый коллектор».Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

    Когда на логическом входе SN7407N низкий уровень, на выходе затвора НЕ высокий уровень, поэтому на базе транзистора поддерживается напряжение выше эмиттера.Это «включает» транзистор, что означает, что если есть какое-либо напряжение (выше примерно 1,5 В), подключенное к коллектору, то есть подключенное к выходу канала SN7407N, то ток будет течь от коллектора через транзистор к земля.

    Когда на логическом входе SN7407N высокий уровень, на выходе затвора НЕ низкий уровень, поэтому база транзистора остается на низком уровне при том же напряжении, что и эмиттер. Транзистор выключен и не проводит ток. Другими словами, ток не течет к выходу или от выхода.Как будто выход просто ни к чему не подключен.

    Итак, там, где в большинстве цифровых электронных устройств выход буфера (или другого логического элемента) имеет «высокое» или «низкое» напряжение, открытый коллектор имеет два разных состояния: выходной транзистор отключен или выходной транзистор включен. Другими словами, выход (фактически) «не подключен» или выход, подключенный через транзистор к земле.

    Вот самый простой пример того, как это может быть полезно. Предположим, что на выходе с открытым коллектором установлен подтягивающий резистор — резистор среднего номинала (обычно 2.2k — 10k), подключенный к положительной шине питания, скажем, 12 В.

    Затем, когда выходной транзистор отключен (и выход фактически «не подключен»), выход будет подтянут до значения шины питания, в данном случае 12 В. Когда выходной транзистор включен, выход эффективно заземлен, и выход приближается к 0 В.

    Таким образом, это изящный способ создания устройства сдвига логического уровня. Что мы сделали, так это преобразовали входной сигнал логического уровня (например,, 0-5 В) на другой уровень (0-12 В). Обратите внимание, что выход не нужно тянуть так далеко. Если бы подтяжка была подключена к 3 В, выходной диапазон был бы 0–3 В, и вы могли бы использовать это как вход для цифровой электроники, которая не допускает полных 5 В на своих входах.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Для SN7407N выходное напряжение может достигать 30 В, поэтому вы также можете использовать его для переключения выше.

    Другой способ использования выходов с открытым коллектором — это компактная замена набора внешних дискретных транзисторов.Предположим, вы хотите управлять шестью наборами по три белых светодиода в каждом, управляемых шестью выходами вашего микроконтроллера. Для этого вы можете подключить каждый выход через резистор к базе транзистора и использовать этот транзистор для переключения тока на светодиоды. SN7407N можно использовать таким же образом, позволяя заменить одну микросхему на шесть резисторов плюс шесть транзисторов.

    Вот один канал последней схемы, построенный на макетной плате. Мигающий TTL-сигнал поступает от микроконтроллера на SN7407, а внешние зажимы подают на плату 12 В.Если вы присмотритесь, вы увидите, что на самом деле есть еще один компонент: рудиментарное (но безвредное) подтягивание 10k на выходе SN7407.

    Эта схема является примером драйвера «стороны низкого напряжения», в котором светодиоды включаются и выключаются со стороны «низкого напряжения», стороны, более близкой к потенциалу земли.

    Есть некоторые вещи, которые не может сделать с выходами с открытым коллектором.

    Заманчиво думать, что, поскольку ваш выход работает для переключения 20 мА, его также можно использовать для источника 20 мА, как в «плохой цепи» выше.Это правда, что в сочетании с подтягивающим резистором выход с открытым коллектором может повышаться до 12 В, но это при условии, что потребляет только минимальный ток с этого выхода 12 В. Проблема в том, что выход с открытым коллектором вообще не является источником тока; он может только пропускать ток.

    Таким образом, если какой-либо ток будет протекать через светодиоды, он будет идти не с выхода SN7407, а с шины 12 В через резистор 10 кОм. А по закону Ома вы не можете получить 20 мА для прохождения через 10 кОм, если вы не обеспечите минимум 200 В.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Эта трасса и близко не подойдет.

    Схема выше была бы примером драйвера «высокой стороны», если бы она действительно работала. Драйверы верхнего плеча включают и выключают светодиоды (или другую электронику) с помощью переключателя, подключенного к стороне с более высоким напряжением. На самом деле существует реальная потребность в схемах драйверов как «высокой стороны», так и «нижней стороны». Например, в мультиплексированной светодиодной матрице каждая строка включается по очереди, используя драйвер верхнего уровня, подключенный к каждой строке. Затем драйверы нижнего уровня, подключенные к каждому столбцу, определяют, какие светодиоды в этом ряду включены и выключены в данный момент.

    Итак, как мы можем создать работающий высокочастотный драйвер? Поскольку выход с открытым коллектором с подтягиванием не будет обеспечивать ток, который нам нужен, очевидная вещь — вернуться к обычной логике (которая может использовать как источник и потреблять ток), и вместо этого разместить настоящий переключатель — транзистор — на высокой стороне светодиодов.

    И вот… мы получаем еще одну неисправную цепь. Что касается плохих схем, то это одна из самых распространенных. Проблема * заключается в том, что для включения или выключения светодиодов логический выход должен иметь возможность изменять напряжение на базе транзистора как выше, так и ниже напряжения в верхней части пакета светодиодов, очень близко к 12 В.Поскольку наш логический вход находится в диапазоне только от 0 до 5 В, светодиоды будут всегда гореть (если выбран транзистор PNP) или всегда выключаться (если выбран транзистор NPN).

    * Помимо : Возможно, вы заметили и вторую проблему: даже если транзистор все-таки включился, это все равно будет неисправной схемой , потому что мы забыли подключить резистор последовательно со светодиодами.

    Оказывается, у нас действительно есть отличный случай для использования одной из тех схем «сдвига уровня», которые мы обсуждали ранее, чтобы мы могли поднять транзисторные входы до 12 В.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

    Итак, вот решение, которое работает, и на самом деле это отличный драйвер для высоких частот.

    Выход SN7407 подтянут до 12 В через 10 кОм? резистор. Он также подключен через 1 кОм к базе транзистора PNP. Когда на входе SN7407 высокий уровень, выходы эффективно отключаются, а база транзистора подтягивается до 12 В, отключая транзистор и обеспечивая отсутствие тока через светодиоды. Когда на входе SN7407 низкий уровень, база транзистора соединена с землей через 1 k? резистор, включающий транзистор и тем самым позволяющий светодиодам включиться.Таким образом, забавный побочный эффект заключается в том, что это не просто драйвер верхнего плеча, это , инвертирующий драйвер верхнего плеча — светодиоды горят, когда входной сигнал низкий. Если вы хотите изменить это так, чтобы светодиоды горели при высоком уровне входного сигнала, вы можете просто заменить SN7407N на SN7406N, инвертирующий эквивалент SN7407N.

    Существует еще один уникальный способ использования выходов с открытым коллектором — это создание специальных логических вентилей путем соединения их выходов вместе.

    Выше простой пример. Два канала SN7407, от входов X и Y , имеют свои выходы, соединенные вместе и с подтягивающим резистором. Тогда, если и X , и Y будут высокими, комбинированный выход также будет высоким. Но если значение X или Y низкое, выход будет низким. Это составляет логический элемент И, поскольку на выходе высокий уровень тогда и только тогда, когда оба значения X и Y имеют высокий уровень.

    Этот тип логического элемента называется проводным логическим элементом И (потому что он сделан путем его подключения, а не с использованием кремниевого кристалла логического элемента И), и это очень полезный тип логического элемента.Это особенно полезно, потому что вы можете подключить десятков выходов с открытым коллектором к одной и той же линии, чтобы создать очень большой логический элемент И, который мог бы (например) контролировать десятки критических систем и запускать отключение, если какая-либо из них выходит из строя.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

    Таким же образом могут быть построены и другие типы логических вентилей с проводным подключением. Например, приведенная выше схема, построенная с инвертированием каналов SN7406, будет вентилем Wired-NOR, который можно снова инвертировать, чтобы получить вентиль Wired-OR.
    В качестве сноски, логические вентили с открытым коллектором, подобные этим, в значительной степени вышли из моды.Это отчасти потому, что сложно отладить аппаратную проблему, когда у вас есть несколько десятков вентилей, соединенных вместе, а отчасти из-за разработки (давно) трехсторонних логических микросхем. Но иногда они все еще являются правильным решением проблемы .
    Дополнительная литература:

    Использование датчиков с выходами с открытым коллектором

    Большинство промышленных датчиков предназначены для подключения к модулям ввода ПЛК с обозначениями источника или потребителя. Датчики представлены с терминами, соответствующими NPN и PNP соответственно.Однако в некоторых случаях появляются необычные термины.

    Одной из наиболее запутанных является идея «выходов с открытым коллектором», которые часто встречаются на устройствах кодирования. Простое объяснение может помочь определить, как использовать эти типы датчиков.

    Использование датчиков с выходами с открытым коллектором

    Датчики являются неотъемлемой частью любой системы управления. Стратегии подключения могут незначительно отличаться в зависимости от марки и типа используемых датчиков. К счастью, разнообразие стилей проводки не слишком разнообразно.

    Это позволяет технику найти и подключить эквивалентный датчик, даже если это не тот номер детали, который указан в техническом описании.

    Есть несколько общих узнаваемых терминов, используемых в дискретных (цифровых) датчиках, особенно PNP и NPN. Эти датчики предназначены для согласования соответственно с входными клеммами понижения и источника на контроллере.

    Существует менее распространенный термин, который используется особенно на устройствах кодирования, но в некоторых других случаях.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Поскольку это менее распространено, не так много внимания уделяется определению того, что это такое и как работает, и, что наиболее важно, тому, как подключать устройства. Это термин «открытый коллектор».

    Модель транзистора

    Название «Коллектор» происходит от модели транзистора, поэтому имеет смысл начать определение с краткого обзора того, как транзистор подключен внутри датчика.

    На левой стороне схема энкодера (не показана, но состоящая из светодиодных излучателей / детекторов по мере необходимости и усилителей сравнения) использует 24 В и землю, подаваемые через разъем питания, и выводит небольшое напряжение на сигнальную схему через Базовый вывод транзистора.

    Эта сигнальная цепь справа представляет собой транзистор NPN, который соединяет вход ПЛК с землей. Вход ПЛК напрямую подключен к выводу коллектора транзистора. Это дает название «Открытый коллектор», поскольку провод остается открытым на конце жгута проводов, пока не будет подключен к ПЛК. Заземление — это вывод эмиттера транзистора.

    Когда сигнал датчика высокий, транзистор пропускает ток от ПЛК к земле. Когда сигнал датчика низкий, транзистор отключается, и ток больше не может течь от ПЛК.

    Ни в коем случае ток никогда не течет от датчика к ПЛК. Это означает, что датчик будет считаться датчиком опускания.

    Соединения с внешним миром по-прежнему состоят из + V, сигнальной земли и сигнального провода, как показано на схеме. Это точно так же, как и большинство других 3-проводных датчиков. В случае энкодеров большинство из них будет иметь жгут проводов, состоящий более чем из одного выхода. Вы по-прежнему будете подключать + V и сигнальную землю, но у вас будет дополнительное количество сигнальных проводов.

    В этих случаях с несколькими сигнальными проводами убедитесь, что ваш входной модуль может вместить достаточное количество энкодеров. Например, если к энкодеру подключено 3 сигнальных провода, модуль с 8 входами может активировать только 2 энкодера.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Если энкодер имеет пять сигнальных проводов, этот 8-входной модуль может работать только с одним энкодером.

    Инкрементальный энкодер с открытым коллектором. Изображение любезно предоставлено компанией SICK Sensors.

    Важно знать, что для создания датчиков с открытым коллектором всегда используется транзистор NPN, что делает их такими же, как и все другие датчики погружного типа.Это означает, что вы должны использовать модуль ввода Sourcing, который немного реже, чем модули Sinking.

    Основная причина использования транзисторов NPN в этих приложениях заключается в том, что ПЛК может подавать любое напряжение на этот коллектор по мере необходимости, даже если сам датчик подключен к источнику питания 24 В.

    Если контроллер представляет собой систему на 12 вольт, коллектор подключит эти 12 вольт к земле. Если это 5-вольтовая или другая 24-вольтовая система, она все равно будет возвращаться на землю в любом случае.Альтернативой является транзистор PNP, который будет ограничен подачей только напряжения источника. Так что, если бы у вас была 12-вольтовая система управления, вам нужно было бы найти 12-вольтовый источник питания только для этого датчика, что не является очень практичной системой электропроводки.

    Соединения модулей

    Для энкодеров специальные модули высокоскоростного счетчика считывают сигналы, поскольку эти сигналы энкодера могут изменяться очень быстро.

    Для получения подробной информации об этом типе модуля, проконсультируйтесь с дистрибьютором вашей предпочтительной системы управления и спросите о HSC (высокоскоростной счетчик) и их возможностях.Если вы планируете использовать кодировщик типа Open Collector, убедитесь, что входы HSC являются источниками.

    Для стандартного 3-проводного датчика с указанным выходом «Открытый коллектор» сигнальный провод кабеля можно подключать непосредственно к входной клемме ПЛК, но опять же, с риском повторения.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Это должен быть входной модуль источника.

    Хороший урок, который можно извлечь из этих необычных обстоятельств подключения, состоит в том, что часто бывает полезно понять, почему что-то работает, чтобы использовать это должным образом. Иногда возникает соблазн поискать ответ или схему подключения, но это решает проблему только на время.Если приложить дополнительные усилия для изучения теории чего-то более сложного, это может открыть новые возможности для разработки более совершенных систем и решений в будущем.

    Транзисторы

    — Правильное использование открытого коллектора для переключения выхода

    Похоже, вы запутались с таблицей данных реле. Он имеет катушку, которая управляет «центральным» контактом переключателя, а ток катушки составляет около 90 мА во включенном состоянии (в пределах спецификации вашего транзистора). Для SRD-05VDC-SL-C питание катушки составляет 5 В, поэтому один из контактов катушки должен быть подключен к выходу открытого коллектора, а другой — к + 5 В ( не + 12 В).

    Вы уверены, что разъем GPIO выдерживает 12 В? Повышение напряжения до +12 В может поджарить транзистор. Все равно подключать к + 12В здесь все равно неправильно.

    Катушка сама по себе служит «подтягивающим резистором». Три вещи, которые следует учитывать: обратный диод, возможно, небольшой резистор, включенный последовательно с реле, если ток необходимо ограничить, и радиатор для транзистора (если он внешний).

    Посмотрите этот учебник.

    Затем вы можете подключить все, что указано в таблице данных, к другим 3 контактам реле (переключателя).

    Обновление

    : спасибо за информацию об используемой плате (VMA406). Очень жаль, что не публикуют принципиальную схему модуля; Я вижу, что он уже содержит обратный диод и управляющий транзистор с, скорее всего, последовательным резистором на входе.

    Исследуя принципиальную схему, я нашел здесь следующее:

    Это неправильная принципиальная схема , так как обратный диод подключен неправильно.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Вот правильная схема отсюда:

    Проблема с открытым коллектором может быть связана с последовательным резистором в модуле: если вы выберете слишком большое значение для подтягивающего резистора, он образует делитель напряжения с последовательным резистором, и транзистор может работать неправильно.

    На самом деле вам НЕ нужен выход с открытым коллектором для управления схемой этого модуля VMA406, он уже содержит схему с открытым коллектором для вас. Вы можете подключить GPIO напрямую ко входу модуля.

    Вам потребуются следующие провода к модулю от платы MCU вашего контроллера: заземление, + 5 В и логический вход для работы реле. Вы можете увидеть эту информацию в техническом описании модуля в разделе «Обзор».

    Перефразируя это, используя мой выход с открытым коллектором, я хочу иметь возможность подавать + 5В на сигнальный контакт на релейном блоке.

    VMA406 и его внутренние компоненты питаются от +5 В, а не от +12 В. Вытягивая его и запитывая от +12 В, вы можете повредить плату реле или даже выходной транзистор модуля (не сильно из-за высокого напряжения [транзистор рассчитан на 40 В], а из-за тока [номинальный до 200 мА]).

    Datasheet заявляет, что управляющий вход от 5 до 12 В постоянного тока , и это странно, потому что даже у CMOS были бы тяжелые времена с выходом ровно 5 В при питании 5 В, даже не говоря о логике Arduino.

    Если у вас нет питания +5 В от вашей платы MCU, то это неудача, и вы не сможете правильно использовать модуль реле.

    Может быть, перегорел внутренний транзистор? Кажется, что наличие подтягивающего резистора 1 кОм или около того на выводе GPIO должно работать, исходя из того, что вы говорите.

    Вы можете проверить выход транзистора с помощью мультиметра в режиме вольтропа (знак диода) или просто измерить выходное напряжение с подключенным подтягиванием.

    Что бы я сделал в этой ситуации: возьму ворота НЕ (напр.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» грамм. CMOS 74HC04), запитайте его от + 5 В, подключите его вход к 2N3904 с повышением напряжения 4,7 кОм до 5 В и подключите его выход к «сигнальному» контакту модуля — и посмотрите, улучшит ли это ситуацию. Конечно, поведение реле будет зеркальным, но оно покажет, может ли модуль принять логическую 1 с сигнального контакта (выход HC04). Я подозреваю, что переключение произойдет правильно. При желании вы можете заменить ворота на LVC1G04 в окончательной версии.

    В качестве альтернативы вы можете удалить Q1 с платы реле и использовать этот внутренний 2N3904 вместо него (используя вторую цепь модуля в качестве эталона, но убедившись, что ток реле находится в пределах спецификации для транзистора и имеется достаточно рассеиваемой мощности для его охлаждения. в состоянии ВКЛ).

    транзисторов — что такое открытый коллектор?

    На первый взгляд схема, которую вы показываете, очень похожа на одноканальный 7-канальный драйвер Дарлингтона ULN2003A. Каждый канал ULN2003A представляет собой драйвер Дарлингтона: схему, в которой один транзистор напрямую управляет другим транзистором, чтобы получить общий коэффициент усиления по току, намного превышающий коэффициент усиления любого транзистора.

    COM-диод в каждом канале ULN2003A полезен, если какой-либо из драйверов с открытым стоком переключает индуктивную нагрузку, такую ​​как реле или соленоид.Диоды могут ограничивать обратную ЭДС индуктивных нагрузок, хотя все индуктивные нагрузки должны использовать общий источник питания выше, чем для нагрузок на неиндуктивных каналах. СОМ-диоды экономят на внешних диодах, когда ULN2003A управляет 7 индуктивными нагрузками от одного источника. Это микросхема для управления такими вещами, как соленоиды в принтерах несколько десятилетий назад, а ULN2003A далеко вышла из своего пика, с высокими коммутационными потерями по сравнению с современными ИС переключателя на полевых транзисторах.

    Помимо этого, давайте ответим на ваш вопрос…

    Открытый коллектор — это тип схемы драйвера с переключаемой нагрузкой, наряду с открытым эмиттером и двухтактным.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Термины «открытый коллектор» и «открытый эмиттер» используются, когда переключающим компонентом является транзистор с биполярным переходом (BJT), поскольку коллектор и эмиттер являются выводами BJT. Если переключатели являются полевыми транзисторами, используются «открытый сток» и «открытый исходный код».

    В коммутируемом драйвере выходные транзисторы либо жестко включены (насыщены), либо жестко отключены, никогда не являются частично проводящими. Они действуют как простые переключатели включения / выключения.На самом деле происходит нечто большее, но простой взгляд позволяет нам понять основы.

    Используемая комплексная схема импульсного драйвера представляет собой двухтактный выход. Он состоит из двух переключающих транзисторов — полевых транзисторов в примере ниже.

    Когда один полевой транзистор включен, другой выключен, поэтому схема имеет два состояния управления:

    (1) Когда верхний полевой транзистор включен, нижний полевой транзистор выключен, и схема выдает «высокое» напряжение, которое может подавать (подавать) ток на его выход.

    (2) Когда верхний полевой транзистор выключен, нижний полевой транзистор включен, и схема выдает «низкое» напряжение, которое может потреблять (принимать) ток с ее выхода.

    В идеале «высокое» напряжение должно быть VDD, а «низкое» напряжение — GND, но полевые транзисторы имеют потери и не могут достичь этих напряжений.

    Драйвер с открытым коллектором — это схема BJT, содержащая нижний транзистор, который потребляет ток, но не верхний транзистор для его источника. Опять же, когда используются полевые транзисторы, это называется драйвером с открытым стоком.

    Как показано на схеме ниже, в двухтактной схеме полевого транзистора (слева) был удален верхний полевой транзистор, чтобы образовался драйвер с открытым стоком (в центре). Когда нижний полевой транзистор (средний) включен, ток может течь через транзистор на GND. Когда нижний полевой транзистор выключен, ток не протекает, и говорят, что выход имеет «высокий импеданс» или «плавающий», если ни к чему не подключен.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

    Внешняя цепь должна подавать ток через нижний полевой транзистор. Это может быть подтягивающий резистор (справа).

    Аналогичным образом, схема драйвера с открытым исходным кодом на полевом транзисторе имеет верхний транзистор и не имеет нижнего транзистора. Он может подавать ток на выход или иметь высокое сопротивление.

    На этих схемах полевого транзистора показаны все три схемы драйвера.

    Есть еще много всего, что вы можете прочитать в Интернете об этих схемах. Но это должно дать вам основы, чтобы найти, понять и изучить его.

    Что такое открытый сток на полевом транзисторе и как он используется?

    Если вы работаете с интегральной схемой (ИС), и в техническом описании упоминается открытый сток или открытый коллектор, это означает, что инженерия говорит о потреблении тока на выходном контакте.Для тех, кто не знаком с терминологией, «сток тока» означает, что ток течет в вывод (или узел и т. Д.), А не из вывода. (Понятно? Кухонная мойка сливает воду. В этом случае сток с током отводит ток.) ​​Противоположностью потребителю тока является «источник тока», когда вывод управляет выходным током и, следовательно, подает ток на все, что подключено к этому выводу. (Продолжая аналогию с кухней, источником тока будет водопроводный кран.)

    Напомним, что транзистор — это, по сути, переключатель ВКЛ / ВЫКЛ, встроенный в кремний. То, что контролирует поведение транзистора при переключении, — это база. (, рис. 1. ) Если с выхода ИС идет поток в базу, он включает ток через транзистор (т. Е. Транзисторный ключ находится в положении «ВКЛ.»). Если нет потока или слишком маленький поток через ИС выход для управления транзистором, тогда ток через транзистор не течет (т. е. транзисторный ключ находится в положении «ВЫКЛ.».Таким образом, транзисторы управляют потоком тока и управляющими потенциалами напряжения в цепи, состоящей из сотен и миллиардов транзисторов, в зависимости от ИС.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

    Рисунок 1: Открытый сток означает то же, что и открытый коллектор, за исключением типа устройства (полевой транзистор или биполярный транзистор / биполярный транзистор).

    Термин «открытый сток» означает, что сток есть, но на полевом транзисторе, например, на полевом МОП-транзисторе. (МОП-транзистор похож на транзистор, который может работать с более высокими напряжениями, но работает примерно так же.)

    Термин «открытый коллектор» относится к потребителю тока на транзисторном выходе. Если транзистор NPN не подключен или открыт, но подключен к внешнему выводу, это открытый коллектор. Транзистор будет переключаться на землю, когда он активен, таким образом, «втягивая» ток (то есть соединяясь с землей, и, таким образом, ток шунтируется на землю для «рециркуляции» в плоскости заземления). И источник тока, и приемник тока имеют ток, текущий, но в разных направлениях.

    В обоих случаях основной смысл термина «открытый сток или коллектор» состоит в том, что часть выходного транзистора напрямую выведена на вывод, который является внешним по отношению к корпусу ИС.

    Устройства с открытым коллектором и отводом потребляют ток, когда они переведены в одно состояние, и не имеют тока (т. Е. Выводят состояние с высоким импедансом) в другом состоянии. Довольно часто используются открытые стоки (открытые коллекторы) вместе с подтягивающим резистором. Подтягивающий резистор подключен к высокому уровню (напряжение питания) на одном конце и подключен к одному или нескольким внешним контактам устройств с открытым стоком / коллектором, соединенных вместе. Таким образом, если какое-либо из устройств с открытым стоком (с открытым коллектором) настроено на прием тока, ток для всех устройств будет опускаться на землю, поскольку все они подключены в одной точке.

    , который удерживает сигнальную линию на высоком уровне до тех пор, пока устройство на проводе не потребляет достаточно тока, чтобы подтянуть линию к низкому уровню. К сигнальному проводу можно подключить многие устройства.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Если все устройства, подключенные к проводу, находятся в неактивном состоянии, подтягивание будет удерживать провод под высоким напряжением. Если одно или несколько устройств находятся в активном состоянии, напряжение сигнального провода будет низким. Обычно в схеме есть резистор между ней и цепью до 5В (подтягивающий резистор). Подтягивающие резисторы используются так, что, когда полевой транзистор (транзистор) находится в положении «ВЫКЛ», провод будет плавать до высокого напряжения, которое обычно является напряжением питания для схемы.

    Выход энкодера | Указание правильного выходного драйвера

    Выход энкодера с открытым коллектором

    Простые и экономичные драйверы вывода с открытым коллектором — это драйверы вывода с пониженным уровнем шума, разработанные для использования с элементами управления источниками. Выходные драйверы с открытым коллектором построены на транзисторах NPN. Когда транзистор включен, энкодер действует как приемник тока. Когда транзистор выключен, выход остается плавающим (открытым). Поскольку транзисторный выход остается открытым, необходимо использовать драйверы с открытым коллектором с подтягивающим резистором подходящего размера.Этот резистор «тянет» сигнал вниз, включая и выключая выход для генерации прямоугольного сигнала.

    Поскольку открытый коллектор — это устройство стока, он не может генерировать или «проталкивать» ток, что делает его непригодным для более длинных кабелей или сред с высоким уровнем шума. Еще один фактор, который следует учитывать, заключается в том, что выход с открытым коллектором лучше всего работает при более низких разрешениях. Это связано с тем, что подтягивающий резистор изменяет скорость (скорость нарастания), с которой генерируются импульсы. В результате выход с открытым коллектором не должен использоваться с дифференциальными или дополнительными сигналами энкодера (A, A-not, B, B-not).Однако, если характеристиками приложения являются короткие кабели и низкий уровень шума, выход с открытым коллектором, вероятно, будет более экономичным выбором.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

    Выход двухтактного энкодера

    Драйверы с двухтактным выходом

    , также называемые драйверами на тотемных полюсах или несимметричными драйверами, включают в себя транзисторы NPN и PNP. Эта конструкция находит в одном устройстве атрибуты как принимающих, так и исходящих выходов. Эта архитектура делает их совместимыми как с устройствами управления / счетчиками опускания, так и с источниками.Характерный вид тотемного столба на принципиальной схеме дал этому драйверу прозвище.

    За счет исключения подтягивающего резистора, используемого в выходах с открытым коллектором, двухтактные выходы потребляют меньше энергии и, следовательно, являются хорошим вариантом для схем с батарейным питанием. За небольшую плату драйверы двухтактного вывода представляют собой чрезвычайно гибкое решение, совместимое с большинством систем.

    Выход кодера дифференциального драйвера линии

    Дифференциальный выход энкодера линейного драйвера стал популярным в ряде промышленных приложений, особенно в средах с высоким уровнем шума.Драйвер линии может активно повышать или понижать уровень выходного сигнала, что позволяет ему принимать и истощать ток от нагрузки. В результате он может генерировать более высокий ток, поддерживая более длинные расстояния передачи. Как следует из названия, такие выходные микросхемы являются источниками или «прогоняют» ток по линии.

    Рассмотрим энкодер, обеспечивающий обратную связь со счетчиком с внутренним сопротивлением 10 кОм. Энкодер питается от источника питания 12 В постоянного тока. При использовании выхода с открытым коллектором в сочетании с подтягивающим резистором 2 кОм напряжение в точке подключения упадет до 10 В постоянного тока из-за высокого отношения между подтягивающим резистором и внутренним сопротивлением счетчика.Если мы переключимся на вывод линейного драйвера, это больше не проблема. Пока ток не превышает возможности драйвера линии, выходное напряжение будет оставаться постоянным на уровне 12 В постоянного тока.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

    Хотя драйвер дифференциальной линии может использоваться в несимметричном формате (т. Е. Двухтактный выход), они чаще всего используются с дополнительными или дифференциальными сигналами для шумоподавления.

    Общие примеры выходов линейного драйвера включают:

    • 7272 выход линейного драйвера кодировщика
    • 7273 выход линейного драйвера кодировщика
    • 4469 Выход линейного драйвера кодировщика
    • Выход линейного драйвера полевого МОП-транзистора высокой мощности

    Узнайте больше о драйверах линии энкодера и о том, как их выбрать здесь

    Типы выходов ПЛК | Модули цифрового вывода ПЛК

    Типы выходов ПЛК

    Выходы

    ПЛК бывают двух основных типов:

    (1) реле

    (2) твердотельное

    Релейные выходы представляют собой механические контакты, а твердотельные выходы могут иметь форму транзистора или логики TTL (DC) и симистора (AC).

    Релейные выходы обычно используются для управления до 2 ампер или когда требуется очень низкое сопротивление.

    Транзисторные выходы — это общий эмиттер с открытым коллектором или эмиттерный повторитель.

    Этот тип выхода может управлять лампами и маломощными цепями постоянного тока, такими как небольшие реле постоянного тока.

    ТТЛ логических выходов доступны для управления логической схемой. Выходы симистора используются для управления нагрузками переменного тока малой мощности, такими как освещение, пускатели двигателей и контакторы.

    Как и блоки ввода, блоки вывода доступны с общей клеммой и изолированы друг от друга.

    Тип выбранного выходного устройства будет зависеть от управляемых выходов и мощности, доступной для управления этими устройствами.

    Как правило, питание для устройств вывода необходимо подавать отдельно, поскольку в зависимости от устройства может существовать широкий диапазон требований.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

    Релейные выходы

    Как указывалось ранее, релейные выходы обычно используются для управления умеренными нагрузками (примерно до 2 А) или когда требуется очень низкое сопротивление.

    Релейные контакты

    описываются в трех основных схемах или формах. Три варианта: ФОРМА A, ФОРМА B и ФОРМА C.

    А ФОРМА Релейный контакт — это однополюсный нормально разомкнутый контакт. Это аналог нормально разомкнутого переключателя с одним контактом.

    Релейный контакт FORM B представляет собой однополюсный нормально замкнутый контакт, аналогичный одиночному нормально замкнутому переключателю.

    Контакт реле

    FORM C представляет собой однополюсный двухходовой контакт. Условные обозначения для трех типов компоновки показаны на рисунке ниже:

    Рис. Расположение контактов реле

    Модули вывода

    PLC доступны со всеми тремя схемами контактов, но обычно используются ФОРМА A и ФОРМА C.

    Указав контакт FORM C, можно получить как FORM A, так и FORM B, используя либо нормально открытую часть контакта FORM C в качестве контакта FORM A, либо используя нормально замкнутую часть контакта FORM C в качестве FORM B контакт.

    Релейные выходы также доступны с общей клеммой и с изолированными контактами. Блок вывода с тремя контактами FORM C, имеющими общий вывод, показан на рисунке ниже.

    Обратите внимание на этот рисунок, что общий вывод каждого из трех реле подключен к одному общему выводу блока вывода, обозначенному OUTPUT COM.

    Поскольку все реле имеют одну общую клемму, все источники питания (может быть один или несколько), связанные с управляемыми выходами, должны иметь одно общее соединение.

    Обратите внимание, что каждый выход имеет два помеченных выхода: NC (нормально закрытый) и NO (нормально открытый). NC и NO имеют номер, следующий за номером выхода, связанного с терминалом.

    Когда выход выключен, клемма OUTPUT COM подключается к клемме NC, связанной с этим выходом.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Когда выход включен, клемма OUTPUT COM подключается к соответствующей клемме NO.

    Рис. Общий релейный выход

    Типовая схема подключения блока релейных выходов с тремя контактами FORM C, имеющими общий выход, показана на рисунке.

    На этом чертеже показан источник питания переменного тока, который может составлять 120 В переменного тока в здании. Обратите внимание, что схема подключения на этом рисунке показывает, что лампа LT1 горит только тогда, когда ВЫХОД 1 включен.

    Это связано с тем, что лампа подключена к клемме NO для ВЫХОДА 1. Однако лампа LT2 подключена к клемме NC для ВЫХОДА 3. Эта лампа будет гореть всякий раз, когда ВЫХОД 3 выключен.

    Это означает, что если бы ПЛК потерял питание, лампа LT2 загорится, поскольку не будет энергии для включения выходных реле в ПЛК. На лестничной диаграмме ВЫХОД 3 может быть запрограммирован как постоянно включенная катушка.

    В результате, пока ПЛК включен и работает, лампа LT2 не будет гореть.Если ПЛК потеряет питание, лампа LT2 загорится и сообщит оператору, что в ПЛК возникла проблема.

    Этот метод также может быть предоставлен в качестве инструмента обслуживания, чтобы позволить техобслуживанию быстрее выявлять неисправности и ремонтировать систему. Также на чертеже рисунка катушка K1 показана подключенной к ВЫХОДУ 2.

    Это может быть соленоид, который приводит плунжер в ползун, чтобы зафиксировать его на месте, или катушка пускателя двигателя, используемая для управления мощностью двигателя, который требует большего тока, чем может безопасно выдержать реле в выходном блоке.

    Обратите внимание, что для использования в этой ситуации катушка K1 должна быть рассчитана на использование переменного тока при напряжении, доступном от источника переменного тока.

    Подключение этих выходов можно рассматривать как переключатель, управляющий лампочкой. Можно использовать нормально замкнутый переключатель или нормально разомкнутый переключатель.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

    Выключатель устанавливается последовательно с лампочкой и источником питания для управления током света.

    Рис: Общая схема подключения реле

    Блок релейных выходов ПЛК с тремя изолированными контактами FORM C показан на рисунке ниже.

    В выходном блоке этого типа контакты реле не имеют связи между собой. Эти выходные контакты могут использоваться для любых целей для управления любыми тремя выходными устройствами, не заботясь о соединении между источниками питания.

    Каждый выход имеет три клеммы. Клемма C является общей клеммой реле. Клемма NO является нормально разомкнутым контактом, а клемма NC — нормально замкнутым контактом реле.

    Клеммы NC и NO имеют номер, следующий за ними, который представляет собой связанный номер выхода, и тот же номер указывается для каждой клеммы C, а также указывает, что она связана с конкретным выходом.

    Как и в случае с общим релейным выходным блоком на рисунке общего релейного выхода, нормально разомкнутый контакт замыкается только тогда, когда выход включен, а нормально закрытый контакт размыкается только тогда, когда выход включен.

    На рисунке ниже показана типовая схема подключения выходов системы с использованием выходного блока с тремя изолированными выходами FORM C. На рисунке ниже три выхода управляют устройствами с тремя различными требованиями к питанию.

    ВЫХОД 1 управляет лампой постоянного тока LT1, которая имеет собственный источник постоянного тока.Обратите внимание, что лампа LT1 будет гореть всякий раз, когда ВЫХОД 1 ВЫКЛЮЧЕН. Возможно, это индикатор неисправности системы.

    Лампа LT2 — это лампа переменного тока, имеющая собственный источник переменного тока. LT2 также горит, когда ВЫХОД 3 выключен. Это может использоваться как индикация неисправности.

    ВЫХОД 2 подключен к выпускному клапану, который имеет внутренний источник питания, и для срабатывания требуется только замыкание контакта.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» В этом случае выпускной клапан подключается к нормально закрытому выводу ВЫХОДА 2.

    Это соединение обеспечивает, чтобы выпускной клапан находился в состоянии размыкания, если ПЛК потеряет питание. Это может быть требование для обеспечения безопасного состояния машины в случае отказа системы.

    Обратите внимание, что в проводке INPUT 1 и INPUT 3, проводка предусматривает источник питания, переключатель и свет, все последовательно, с переключателем, контролирующим поток тока к свету.

    Изолированная контактная проводка

    Твердотельные выходы

    Есть несколько типов твердотельных выходов, доступных с ПЛК.Три популярных типа — транзистор, симистор и TTL. Все три этих выходных блока обычно имеют общий вывод, хотя блоки с симисторным выходом доступны в изолированной конфигурации.

    Транзисторные выходные блоки обычно представляют собой открытый коллектор с общей клеммой, подключенной к эмиттерам всех выходов.

    Блок транзисторных выходов, обеспечивающий три выхода с открытым коллектором, показан на рисунке ниже. В большинстве, если не во всех транзисторных выходных модулях, транзисторы оптически изолированы от ПЛК.

    Транзисторы, показанные на рисунке ниже, являются оптически изолированными устройствами. В этом устройстве все эмиттеры выходных транзисторов подключены к одной общей клемме, обозначенной OUTCOM. Транзисторы, содержащиеся в этом блоке, имеют тип NPN, хотя доступны блоки PNP.

    Доступны два разных типа транзисторных блоков, которые описываются как источники и потребители. Блоки NPN называются тонущими, а блоки PNP — источниками.

    Блок, показанный на рисунке ниже, имеет выходы с понижением частоты.Это означает, что транзистор сконфигурирован для отвода тока к общей клемме, то есть выходы будут иметь ток, протекающий на клемму.

    Рис. Транзисторный выходной блок

    Выход типа источника будет пропускать ток через клемму.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

    Другой способ взглянуть на различие состоит в том, что втекающий выход будет тянуть выходное напряжение в отрицательном направлении, а выход источника будет тянуть выходное напряжение в положительном направлении.

    Описание источника и опускания соответствует обычному течению тока от положительного к отрицательному. Источник транзисторного выходного блока показан на рисунке ниже.

    Обратите внимание, что используемые транзисторы относятся к типу PNP и что общий вывод должен быть подключен к положительному выводу источника питания, чтобы транзистор был правильно смещен.

    Это приведет к смещению выходов в положительном направлении при включении транзистора (выход источника).

    Рис: Выход источника транзистора

    Схема подключения транзисторного выходного модуля с пониженным энергопотреблением показана ниже.

    На этой схеме показаны три устройства вывода, подключенных к блоку вывода. Лампа LT1 загорится при включении ВЫХОДА 1, поскольку выходной транзистор насыщается при включении выхода.

    Насыщенный транзистор будет пропускать ток на вывод OUTCOM, заставляя ток течь в лампе.OUT2 подключен к катушке K1. Это может быть соленоид или реле. Это устройство будет запитано, когда ВЫХОД 2 будет включен, что приведет к насыщению выходного транзистора.

    Обратите внимание, что диод CR1 подключен к K1 таким образом, что обычно имеет обратное смещение. Этот диод предотвращает чрезмерное нарастание напряжения на K1 при выключении выходного транзистора. Когда выходной транзистор выключается и магнитное поле в катушке начинает разрушаться, возникает напряжение, противоположное приложенному напряжению.

    Без отметки, это напряжение может достигать нескольких сотен вольт. Такое высокое напряжение быстро разрушило бы выходной транзистор. Напряжение не может расти, потому что ток, создаваемый коллапсирующим полем, шунтируется через диод.

    Транзисторные блоки вывода теперь обычно имеют этот диод, встроенный в блок вывода для защиты.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Также некоторые реле изготавливаются с установленным диодом. Также обратите внимание, что диаграмма на рисунке ниже включает два отдельных источника питания, один обеспечивает питание для LT1, а другой обеспечивает питание для K1 и LT2.

    Это типичная ситуация, поскольку могут быть случаи, когда устройства, подключенные к выходному блоку, работают при разных напряжениях. В этом случае LT1 может быть лампой на 5 вольт, а LT2 и K1 могут быть устройствами на 24 вольта.

    Единственное требование — два источника питания (PS1 и PS2) должны иметь общую отрицательную клемму, подключенную к клемме OUTCOM.

    Рис. Подключение транзисторного выхода

    На рисунке ниже представлена ​​схематическая диаграмма выходного блока симистора.Все выходные симисторы имеют одну общую клемму, которая будет подключена к одной стороне источника питания переменного тока, обеспечивающего питание управляемых выходных устройств.

    Каждый симистор срабатывает, когда включается связанный с ним выход. Существуют устройства, в которых встроены схемы с нулевым кроссовером, чтобы обеспечить снижение шума, позволяя включать симистор только в то время, когда сигнал питания пересекает нулевое напряжение.

    Шум и всплески тока могут возникать при включении симистора, если напряжение переменного тока находится на некотором напряжении, отличном от нуля, поскольку напряжение на управляемом выходном устройстве мгновенно упадет с нуля при выключенном симисторе до любого значения переменного напряжения напряжения. находится при включении.

    Если симистор включается в то время, когда напряжение переменного тока проходит через ноль вольт, таких всплесков не будет. Обратите внимание, что выходы симистора, показанные на рисунке ниже, оптически изолированы от ПЛК.

    Это позволяет ПЛК управлять очень высокими уровнями напряжения (120–240 В переменного тока) с изоляцией этих напряжений от низковольтных цепей ПЛК.

    Рис: Блок триаковых выходов

    На рисунке ниже представлена ​​электрическая схема блока с симисторным выходом.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор» Как видно на схеме, общий вывод для симисторов подключен к одной стороне источника переменного тока, питающего выходные устройства, управляемые блоком.

    Доступны блоки вывода с различными номинальными значениями напряжения и тока. Устройства, управляемые выходным блоком, показанным на рисунке ниже, выглядят так же, как устройства на рисунке разводки транзисторных выходов.

    Разница в том, что все устройства на рисунке схемы транзисторных выходов представляют собой блоки постоянного тока, а все устройства на рисунке ниже работают от переменного тока.Также обратите внимание, что диод на K1 отсутствует на чертеже блока вывода симистора.

    Это связано с тем, что симистор выключается, когда приложенный ток пересекает нулевое напряжение. В результате, когда симистор выключается, либо присутствует очень слабое магнитное поле, либо магнитное поле отсутствует, и скачок напряжения, присутствующий в системе постоянного тока, обычно не является проблемой.

    Это все еще может быть проблемой, если катушка имеет высокую индуктивность, потому что напряжение и ток будут настолько не в фазе, что некоторое напряжение все еще будет присутствовать, когда ток пересекает ноль.

    В этом случае последовательная комбинация сопротивления и емкости подключается параллельно катушке. Эта последовательная цепь R-C называется демпфирующей.

    Клемма источника переменного тока, обычно подключенная к общей клемме выходного блока, является нейтральным проводом источника.

    Рис: Подключение выхода симистора

    На рисунке ниже показана принципиальная схема блока вывода, содержащего три выхода TTL.Обратите внимание, что эти выходы также оптически изолированы.

    В некоторых случаях они могут быть прямыми и не изолированными оптически, но изолированные блоки обеспечивают лучшую защиту ПЛК. Выходы блока TTL имеют общую клемму (OUTCOM), которая должна быть подключена к отрицательной клемме источника питания для внешних устройств TTL, управляемых выходным блоком.Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»

    Некоторые блоки вывода TTL требуют, чтобы питание 5 В постоянного тока для выходной цепи было подключено к выходному блоку, чтобы также обеспечить питание для его внутренней схемы TTL.

    Подключение этих выходов к внешней схеме TTL будет таким же, как и с любыми другими соединениями TTL. Единственное беспокойство, связанное с этими выходами, заключается в том, что различные производители ПЛК определяют выходы как положительные или отрицательные.

    Данная спецификация повлияет на то, как это обрабатывается в релейной диаграмме.

    Рис: Блок вывода TTL

    Как видно из приведенного выше обсуждения устройств ввода и вывода, существует большое разнообразие доступных опций.

    Проводка для каждого типа блока имеет решающее значение для правильной работы блока. Следует проявлять особую осторожность, чтобы обеспечить правильную работу блока вывода или ввода без повреждения.

    Кроме того, существуют проблемы безопасности, которые необходимо учитывать при планировании и реализации проводки системы, чтобы обеспечить систему, которая не будет представлять опасности для людей, эксплуатирующих и обслуживающих ее.

    Если вам понравилась эта статья, то подпишитесь на наш канал YouTube с видеоуроками по ПЛК и SCADA.

    Вы также можете подписаться на нас в Facebook и Twitter, чтобы получать ежедневные обновления.

    Читать дальше:

    Функция фиксации ПЛК

    Электропроводка сигналов и управления

    Релейные диаграммы ПЛК

    Нормально открытый или нормально закрытый

    Релейная обратная цепь

    .Схема подключения открытый коллектор: Схемы подключения к выходам «открытый коллектор»