Je cherche de l'aide ici car j'ai besoin d'une réponse fiable à cela. J'ai besoin d'obtenir un signal d'entrée (basse fréquence 5v digital pulse), vers un microcontrôleur à partir d'un capteur (de proximité) situé à distance de la carte de contrôle.
Je vais détailler les points importants.
- Distance Tx max: 50 m
- Fréquence d'impulsion numérique maximale: 10 Hz
- Plage de tension du capteur: 5 à 30 v (il délivre la même tension que celle fournie)
- Entrée maximale vers le microcontrôleur: 5 V
Pour une application simple et similaire, voici ce que j'ai fait auparavant; le capteur est alimenté en 12 V. À l'autre extrémité, l'impulsion (qui est maintenant de 0 à 12 V) est envoyée au microcontrôleur via un régulateur 7805. Cela a bien fonctionné, mais quelqu'un m'a dit que la méthode n'est pas agréable et ne convient pas aux applications fiables. Je pense aussi que c'est moche, mais je ne m'attends pas à beaucoup gâcher le matériel, à construire des circuits séparés, etc. ... Quelqu'un peut-il proposer une meilleure solution (ou être d'accord avec le mien: D).
Je préfère beaucoup si je n'ai pas du tout à construire de circuits. Si ce n'est pas possible, au moins très simple! (Simple dans le sens de la complexité matérielle. Un circuit qui n'a pas besoin de PCB, juste deux fils ici et là. C'est pourquoi j'aime la solution 7805). Cependant (malheureusement) la plus haute priorité doit être accordée à la fiabilité.
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Réponses:
Une approche recommandée serait d'utiliser un optocoupleur suivi d'un comparateur (par exemple LM339 ), ou mieux, une partie intégrée telle que l' optocoupleur de sortie de porte logique Fairchild Semi FODM8071 .
La raison pour laquelle l'optocoupleur est recommandé :
Il est probable qu'il y ait une différence de potentiel de terre sur un câble de 50 mètres, ainsi que la possibilité de capter EMI sur le long câble. L'optocoupleur élimine tout problème de boucle de terre / décalage potentiel, ainsi que tout besoin d'adapter précisément la tension d'alimentation du capteur au microcontrôleur.
L'utilisation de l'opto permettra d'utiliser une tension plus élevée pour le circuit du capteur, réduisant la sensibilité au bruit EMI.
Un avantage supplémentaire de la partie Fairchild spécifique suggérée ci-dessus est son immunité élevée au bruit. Cela se traduira par une acquisition de signal plus stable, importante compte tenu des distances impliquées.
Le FODM8071 est une pièce SMT à 5 broches au plomb, donc l'utiliser est essentiellement comme ne pas avoir à construire de circuit supplémentaire - vous pouvez câbler la pièce et ses quelques composants discrets supportent le style deadbug , si vous le souhaitez, ou les assembler sur un proto -PCB PCB.
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La transmission de 10 Hz sur 50 m n'est pas un problème difficile, vous trouverez donc de nombreuses façons de le faire. Pour une solution presque aussi simple que celle que vous aviez auparavant, je suggère un circuit zener simple.
Comme auparavant, vous fourniriez simplement votre capteur avec une tension supérieure à 5 V. Dites 6 - 12 V, et laissez ce circuit de limitation réduire la tension à un niveau compatible avec votre circuit en aval. Vous devrez ajuster la valeur de R1 en fonction du courant de sortie maximum (ou souhaité) de votre circuit de capteur et de la tension de capteur que vous choisissez. Le coût peut être très proche de la solution 7805, selon le zener que vous choisissez.
Comme l'optocoupleur suggéré dans une autre réponse, cela offre une protection contre les transitoires haute tension induits sur le câble, car les diodes zener peuvent shunter ces transitoires à la terre. Le circuit optocoupleur peut rompre les boucles de terre entre les systèmes d'envoi et de réception, mais si votre solution 7805 fonctionne, le zener devrait tout aussi bien fonctionner.
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Si vous êtes prêt à faire un peu plus de travail, vous pouvez améliorer ce circuit en le rendant légèrement plus élaboré:
La diode schottky ajoutée protège votre circuit en aval des transitoires négatifs. Le zener l'aurait fait, mais n'aurait limité que les transitoires à -0,7 V environ. Le schottky les limitera à -0,3 ou -0,2 V, ce qui sera beaucoup plus sûr pour le périphérique en aval s'il s'agit d'une porte logique typique.
Le condensateur supplémentaire de 4,7 uF contribuera à réduire le bruit lorsque l'entrée est faible.
Enfin, j'ai ajusté la tension zener pour être sûr que la sortie est sûre pour une porte logique 5 V, même en permettant une certaine dérive de la tension zener, et j'ai augmenté R1 pour réduire le courant nécessaire pour piloter l'entrée.
Toutes ces choses sont sujettes à ajustement pour s'adapter aux détails de votre capteur et du circuit en aval.
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Un point clé auquel je devais réfléchir du jour au lendemain avant de le voir:
En supposant que votre câble de 50 m contient un fil de signal et un fil de terre (ou de retour), un optocoupleur protège contre les transitoires de mode commun (c'est-à-dire lorsque le fil de signal et le fil de terre changent ensemble de tension par rapport à la terre du circuit de réception), tandis que le circuit zener protège contre les transitoires différentiels où la tension du fil de signal change par rapport au fil de terre.
Si un coup de foudre à proximité fait que le fil de terre et de signal passe ensemble à 100 V pendant une milliseconde, vous avez besoin du circuit optocoupleur pour protéger votre récepteur des dommages.
Mais si un moteur proche en marche fait sauter le fil de signal à 30 V au-dessus du fil de terre, vous avez besoin du circuit zener pour protéger votre optocoupleur contre les surcharges.
Bien sûr, le type de câble et son environnement déterminent lequel de ces scénarios est le plus probable. Si vous utilisez un câble de commande à usage général, l'un ou l'autre scénario est réaliste. Si vous utilisez un câble coaxial, les transitoires en mode commun sont plus probables, mais vous devriez également considérer la possibilité de dommages ESD dus à la manipulation lorsque le câble n'est pas attaché au récepteur, ainsi que l'effet si le câble est initialement chargé. lorsqu'il est branché sur le récepteur.
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