Поиск
Свежие комментарии

Параллельное соединение транзисторных выходов

Схема подключения выхода NPN ко входу PNP.  Подробный анализ и описание.

Схема подключения выхода NPN ко входу PNP.

Написать эту статью меня побудил вопрос читателя.

Он спрашивал, как подключить два прибора с транзисторным выходом на один вход контроллера. В результате получился ответ, достойный того, чтобы оформить его в статью.

Эта статья перекликается с другой моей статьёй – про подключение датчиков с транзисторным выходом. Там – вся теория про НО, НЗ, PNP, NPN и подобные вещи.

Также там описан способ переделки транзисторной логики PNP в NPN и обратно, который применяется в этой статье.

Итак,

Вопрос читателя:

Александр, добрый день! Нужна Ваша  помощь в схеме подключения  к контроллеру Siemens ET 200SP ионизаторов Vessel N-1. Речь идет о NPN датчике с ОК.

Задача стоит следующая: на одном рабочем месте два ионизатора включаются по сигналу оптического датчика через реле. К ним же через реле подается воздух с пневмораспределителя. В случае неисправности одного из ионизаторов ( или обоих “ИЛИ”) на вход контроллера (DI) должен приходить сигнал +24V. От ключей ионизатора ( ALM-COM).

Т.к. рабочих мест много, то от 2-х ионизаторов- один сигнал. C одним PNP транзистором проблем бы не было. Но так питание на ионизаторы подается не постоянно, а от сигнала оптического датчика,то сигнал неисправности может быть только +24V.
Необходимые схемы и мануалы прилагаю.

Файлы, присланные читателем:

Схема входного модуля контроллера:

DI 16x24VDC ST. Входы контроллера, на один из которых приходит сигнал с двух выходов

DI 16x24VDC ST. Входы контроллера, на один из которых приходит сигнал с двух выходов

Что видно из схемы контроллера? Все входы – типа PNP, то есть, входы будут активны, когда на них поступает напряжение +24VDC. Соответственно, для этого входные ключи (это могут быть и датчики, и кнопки, и любые контакты – контроллеру всё равно) должны замкнуться и пропустить через себя ток. В случае, если ключ транзисторный, он должен быть проводимости типа PNP, то есть, коммутировать положительный полюс источника питания.

Кстати, по контроллеру у меня есть ещё одна крутая статья – Ремонт станка на контроллере.

Выход устройства:

Ионизатор - схема подключения

Ионизатор – схема подключения выходов

Я не знаю, что делает ионизатор (вероятно, ионизирует)). Собственно, нам это знать не особо нужно, пусть об этом думают технологи. Нас интересует единственный информационный выход – ALM (Alarm), который должен подключиться ко входу контроллера. В приведенном куске инструкции внизу показаны примеры подключения – везде используется схема ОЭ (общий эмиттер), где эмиттер всегда подключен к минусу, который коммутируетя транзистором типа NPN и подает этот минус на нагрузку. А плюс к нагрузке подключен постоянно.

Положение осложняется двумя факторами:

  1. Вход контроллера и выход ионизатора не подходят друг другу. Для контроллера нужен PNP, а выход имеем NPN.
  2. Нужно подключить два выхода ионизатора на один вход. Вход запрограммирован, и его никак не изменить. Если бы можно было залезть в программу, можно было бы и логику работы изменить, и каждый выход посадить на свой вход, и логику ИЛИ реализовать программно.

Вот как попытался составить схему читатель:

Схема подключения с оптическим датчиком, составленная читателем

Схема подключения с оптическим датчиком, составленная читателем

Оптический датчик (кстати, с транзисторным выходом PNP) к делу не относится, он подает питание на ионизаторы через реле К1 при появлении изделия.

Два выхода ALM, обозначенные вопросиками, нам предстоит подключить к контроллеру, который скромно расположился в нижнем правом углу рисунка.

 

Мой ответ по параллельному подключению:

В случае неисправности одного из ионизаторов (согнал ALM становится активным) открывается транзистор на выходе оптопары.

Нужно, чтобы при неисправности любого или нескольких ионизаторов становился активным нужный вход контроллера.

Так как вход один, нужна схема ИЛИ.

Активный уровень контроллера +24В. Точнее, +5…..+30V. Активный сигнал аварии ионизатора – открытый переход эмиттер-коллектор npn транзистора.

Исходя из этого, схема подключения будет такой:

Схема итог. Два выходных транзистора типа NPN подключены параллельно к одному входу PNP

Схема итог. Два выходных транзистора типа NPN подключены параллельно к одному входу PNP

Коллекторы транзисторов (вых.4 ALM) подключаем к напряжению +24В (хотя, производитель туда рекомендует подключать нагрузку!). Эмиттеры – через резистор на вых 1 или 5 (GND). Резисторы R1, R2 нужны для обеспечения рабочего режима транзисторов, хотя их нет в схеме производителя.

Кручу-верчу, подключить хочу 😉

Получаем включение выходных транзисторов по схеме общий коллектор, в которой выход на эмиттере.

Для понимания, схему можно преобразовать к классическому виду (я привязался к расположению клемм реального устройства, поэтому немного путаная схема получилась):

Схема включения транзистора Общий Коллектор

Схема включения транзистора Общий Коллектор, классический вид

На эмиттере будет потенциал GND, когда транзистор закрыт (нет аварии ионизатора), и потенциал +24В, когда происходит активизация выхода ALM (авария ионизатора).

Чтобы соединить транзисторные каскады параллельно и подключить к одному входу контроллеру, надо их подключать через диоды, это исключит их взаимное влияние.

Точка подключения всех диодов подключается ко входу контроллера. Диод(ы) открывается, когда открывается транзистор, при этом 24В проходит через переход коллектор-эмиттер, далее через диод на вход контроллера.

Рекомендуется для стабильной работы вход контроллера зашунтировать резистором 100 кОм. Без него если схема работать и будет, то за надежность я не отвечаю. Чтобы диод работал, нужно, чтобы через него протекал ток. А ток входа контроллера ничтожно мал. Поэтому 100 кОм и обеспечивает этот ток.

Получается, на резисторе R3 (а значит, на нужном входе контроллера) у нас присутствует напряжение, которое позволяет контроллеру работать в штатном режиме.

Ещё пара слов по транзисторам, датчикам и контроллерам

Чтобы нормально функционировать в мире датчиков контроллеров, входов, выходов, нужно четко понимать, какой уровень сигнала активный, какой- пассивный, как работает тот или иной выход или вход. Бывает, что активный уровень контроллера – 0В, при этом контакты датчика замкнуты, и он в то же время – не активен.

Кроме того, понятия “аналоговое”, “дискретное”, “цифровое” – весьма условны и перетекают плавно друг в друга.

Поэтому изучайте матчасть, читайте мануалы, и задавайте вопросы в комментариях к статье!


Рекомендую ещё:


Статья понравилась?
Добавьте её в свою соц.сеть и дайте оценку!

Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5
(2 оценок, среднее: 4,50 из 5)
Загрузка...


Если статья оказалось полезной или появились вопросы -
пожалуйста, оставьте комментарий.


21 комментарий
на “Параллельное соединение транзисторных выходов”

  • ВикторNo Gravatar:

    Спасибо, очень познавательно.
    А как быть с последовательным подключением транзисторных датчиков? Схему можно?

    Ответить
  • VadikNo Gravatar:

    Последовательно транзисторные каскады подключить невозможно. По крайней мере они будут работать некоректно поскольку будет прерываться питание.
    Один закроется-другой перестанет функционировать без питания.

    Ответить
    • Александр/СамЭлектрикNo Gravatar:

      Согласен. Возможны варианты с НЗ датчиками, но я не уверен в надежности работы такой схемы.
      Считаю, что есть 3 варианта.

      1. Последовательное включение (схема И) будет реализована программно, при этом выход каждого датчика подключен к отдельному входу контроллера. Именно так всегда и делают.

      2. Использовать промежуточные реле. И уже контакты этих реле соединять последовательно.

      3. Использовать датчики с релейным выходом, их можно подключать как угодно, особенно, если используются “сухие” контакты.

      Ответить
  • Alex SNo Gravatar:

    Друзья!

    Мне кажется, мы все теряем первоначальный смысл сайта “СамЭлектрик”! Какие к черту транзисторные каскады!?

    Думаю, сайт СамЗлектрик должен дать понятия о безопасности и элементарных вещах, чтоб “влезть на столб” и заменить пробки (может, чуть более, но не более!)!

    Чуть больше, это уже не СамЭлектрик, а СамЭлектроник, не так ли?
    А темы “всё выше и круче”.

    Где окажемся, Александр?

    Ответить
    • Александр/СамЭлектрикNo Gravatar:

      Алексей, повторяю в который раз – ни одной запятой на сайте не появляется без моего благоволения.

      Ответить
    • АлексейNo Gravatar:

      Читать и думать полезно, хоть электрику, хоть врачу, хоть учителю, насильно читать то что не интересно ни кто не заставляет. Кто то кроссворды разгадывает, кто то схемы под конкретные задачи.

      Ответить
      • Alex SNo Gravatar:

        Алексей,
        Я тоже люблю решать всякие задачи.
        Но, существуют задачи разного уровня, соответствующие уровню/направлению/посетителю/запросу конкретного сайта.
        На сайте “СамЭлектрик” хочется видеть задачи этого/соответствующего уровня. Иначе люди не поймут “транзисторные каскады”.

        Я не прав? Или уровень посетителей/электората вырос вдруг настолько, что транзисторные и лазерные каскады уже на “ура” проходят?

        Ответить
        • АлексейNo Gravatar:

          Я вообще не электрик и допуска у меня нет. На Ютубе я подписан на канал рассказывающий о химических элементах, не обязательно быть химиком, мне просто интересно. Сайт samelectric для меня клуб по интересам, думаю есть еще такие подписчики.
          Разные темы которые затрагивает автор, находят своих читателей, во вторых благодаря поисковой системе интернет, будет больше количество этих самых участников клуба – подписчиков. Нашёл человек в интернете то, что его интересовало, почитал, подписался, если захотел

          Ответить
        • Alex SNo Gravatar:

          Да, я и электриком себя рассматриваю применительно (допуск до 1000 В имею). Дело не в этом.
          Да, не обязательно быть химиком (в школе твердая четверка). Обязательно иметь школьное образование (уровень 60-70х годов, теперь не представляю), тогда и логика и всё прочее.

          Ответить
        • АлексейNo Gravatar:

          Установил позавчера у себя дома вот такой выключатель:
          https://besplatka.ua/aws/11/67/56/00/app/29fa980b9566.png
          Купил ещё один контроллер sonoff, который поставлю на отопление, он будет не только следить за температурой, но и отображать её на смартфоне.
          Уверяю вас, что для установки и полной настройки выключателя из системы “умный дом” навыков электрика маловато, но с другой стороны, это только кажущаяся сложность, моя дочь, которой 14 лет, к электричеству конечно не лезет, но с приложением для управления этим выключателем в 2 раза быстрее меня скачала на свой смартфон и зарегистрировала, сама разобралась с настройками.

          Ответить
        • Alex SNo Gravatar:

          Я и сам (на этом сайте на сам птичьих правах) принимаю участие почти в каждом конккурсе статей.

          Ответить
      • Alex SNo Gravatar:

        Интересный момент – тогда был переход (в школах и в ГОСТах) с системы CГС на систему СИ. Лично я ориентируюсь одинаково и в СГС и в СИ.

        Ответить
      • Alex SNo Gravatar:

        Алексей,
        Ваши ответы мне интересны. Я не электрик, не врач и не учитель, я инженер-исследователь с опытом работы на многих ТЭС.

        Ответить
      • Alex SNo Gravatar:

        Да, думать Homo sapiens просто полезно

        Ответить
  • АлексейNo Gravatar:

    Цитата из статьи:
    “Чтобы соединить транзисторные каскады параллельно и подключить к одному входу контроллеру, надо их подключать через диоды, это исключит их взаимное влияние.”
    Вопрос – какое взаимное влияние?
    Зачем усложнять? Диоды не нужны, подтягивающего резистора хватит одного. В итоге можно выбросить лишние детали из схемы, вместо 4-х деталей, останется 1
    Цитата:
    “Кроме того, понятия “аналоговое”, “дискретное”, “цифровое” – весьма условны и перетекают плавно друг в друга.”
    – это лишнее, зачем лишний раз людям читающим это, напрягать мозги.
    Цитата:
    “Поэтому изучайте матчасть, читайте мануалы, …”
    ни когда не нравилось это выражение, звучит как отстань, я занят, мне некогда объяснять…

    Ответить
    • Александр/СамЭлектрикNo Gravatar:

      1. По диодам. Зависит от схемы. Обычно диоды ставят, чтобы один выход не влиял на другой. Можно не ставить, но тогда последствия надо просчитывать…

      2. Да, в конце я немного добавил философии. Каждый электронщик должен быть немного философом, аналитиком, и смотреть шире учебников и статей в интернете. По матчасти – 100% правда, хоть это и банально. Большинство нужной информации есть в мануалах, и их надо читать!

      Ответить
  • АлексейNo Gravatar:

    Диоды для развязки выходов нужны в схемах с логическими элементами, где на выходе четкие “1” и и “0”подтягивающий резистор 100 кОм нужен после диодов. В это1 схеме где используются транзисторные оптроны можно обойтись без развязки на диодах. Ничего страшного не произойдет, если все транзисторы этих оптонов будут работать параллельно.
    Пойду почитаю мануалы😎

    Ответить
    • Александр/СамЭлектрикNo Gravatar:

      Согласен, в данном случае да. Добавил их для перестраховки.

      Ответить
  • ВикторNo Gravatar:

    Спасибо автору. Я сам как-то додумался до такой схемы когда надо было подключить датчик приближения pnp вместо npn. Один резистор и немного смекалки!

    Ответить
  • wolframbel.byNo Gravatar:

    Спасибо автору, почаще бы выходили статьи.

    Ответить
    • Александр/СамЭлектрикNo Gravatar:

      Работаю над этим)
      Спасибо читателям! Раз статьи публикуются, значит, это кому-то нужно!

      Ответить

Оставить комментарий

Отправляя комментарий, Вы соглашаетесь с Правилами комментирования.


Статьи от SamElectric.ru
Введите e-mail, чтобы получать новые статьи

Количество читателей

Баннер

СамЭлектрик ВКонтакте

Интересно? Хочешь знать больше? Вступай в группу ВК!

Подписывайтесь!
Будет интересно.

102 запросов. 3,409 секунд.