Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

[akouz]

Ввод сигнала от выключателя должен обеспечивать два главных требования:
1. Чтобы система (микроконтроллер) не глючила, не сбоила и не сбрасывалась самопроизвольно от пришедших по взодной линии помех, в т.ч. от помех, которые создает сам контакт
2. Чтобы система не давала ложных срабатываний, не выдавала "контакт замкнут" когда он в действительности разомкнут, и т.д.

Для выполнения первого условия входные цепи должны защитить устройство от наносекундных помех. Оптрон эту задачу более-менее выполняет, однако за счет проходной емкости (типично) 0.5 пФ, выполняет он эту задачу не идеально. Обычный резистор, имея в разы меньше проходную емкость, с задачей справляется лучше. В моей схеме эту задачу выполняет резистор R2.

Для выполнения второго условия надо прежде всего озаботиться, чтобы не было ложных срабатываний, когда контакт разомнкнут. В этом состоянии на входную линию легко наводятся всякие наводки. Оптрон сам по себе эту задачу никак не решает, от слова "вообще". Радиолюбители полагают, что если в даташите характеристики оптрона прописаны при токе свкетодиода 10 мА, то при меньших токах он не сработает. Это чушь, конечно. Оптрон имеет довольно линейную передаточную характеристику начиная от очень малых токов светодиода. Важнейшим параметром является коэффициент передачи тока, CTR. Для дешевых опттронов в даташите оговорен минимальный CTR, а про максимальный - молчок. Может попасться оптрон, у которого CTR в несколько раз больше минимального. При какой помехе может быть ложное срабатывание у оптронной схемы, которую нарисовал olehs? Да при какой угодно, даже довольно слабой. А в моей схеме резистор R1 четко задает уровень устойчивости к ложным срабатываниям.

Не надо танцев с бубном, не надо ставить оптроны "на авось". От этого толку очень мало. Два резистрора в большинстве случаев будут работать намного лучше, чем бездарная радиолюбителькая схема с оптроном.

[olehs]

Теперь стал понятен Ваш пессимизм насчет схем с оптронами))
Требования, предъявленные Вами к вводам, касаются защиты от помех. Естественно, схемы с оптронами от помех не защищают. В моем случае они используются для связи цепей с разным напряжением. Но в общем случае оптроны обеспечивают электрическую защиту вводов, защиту от их повреждения. Статья с DigiKey - о том же. Ну а защита от помех - это уже другая история.

[serghei]

А если объединить эти два подхода к проблеме ? Оптроны для развязки цепей и резисторы для защиты от помех? Просто и понятно. А есть еще защитные диоды или стабилитроны на входах....Свою Дую я все таки так и убил , превысив напряжение на аналоговых входах...И упоминать о бездарности людей , которые выкладывают свои соображения......не корректно как то.

[akouz]

в общем случае оптроны обеспечивают электрическую защиту вводов, защиту от их повреждения.

В общем случае сами оптроны тоже надо защищать от повреждения. Светодиоды оптронов не держат обратной полярности. В вашей схеме они защищены диодами. Однако в первой схеме топика оптрон никак не защищен.

Простой резистор тоже защищает схему. Во всех пинах микроконтроллеров встроены диоды для защиты от статики. Хотя производители не любят оговаривать, какой макс. ток может проходить через них, когда на микроконтроллер подано питание, однако при настойчивых расспросах иногда отвечают, что как правило до 0.5 мА выдерживают (когда питание не подано, они выдерживают не менее 20 мА, дело не в самих диодах, а в тиристорном защеливании). Если на входе ожидаются большие выбросы напряжения, то в моей схеме резистор R2 можно увеличить до 100к и даже более.

Если же хочется защититься всерьез, не надеясь на недокументированные фичи, можно добавить пару диодов и резистор. Для согласования входного сигнала 24В - еще один резистор. Суммируя, для 24В сигнала можно использовать схему, показанную ниже. Ее защищенность от повреждений будет не хуже, чем вашей схемы на оптронах. А защищенность от помех и ложных срабатываний - намного лучше.

[skysilver]

Если же хочется защититься всерьез, не надеясь на недокументированные фичи, можно добавить пару диодов и резистор. Для согласования входного сигнала 24В - еще один резистор. Суммируя, для 24В сигнала можно использовать схему, показанную ниже. Ее защищенность от повреждений будет не хуже, чем вашей схемы на оптронах. А защищенность от помех и ложных срабатываний - намного лучше.

Уважаемый akouz, а можно ли такую же схему но с номиналами +12В для кнопок и +3.3В питание МК? Очень бы помогли. А то я (как и многие здесь, наверно) в силах только повторить готовые схемы. А вот нарисовать и рассчитать схему с нуля это уже не по зубам.

[akouz]

можно ли такую же схему но с номиналами +12В для кнопок и +3.3В питание МК?

Никаких проблем, с удовольствием.

R1 - оставляем таким же, 2.2 кОм. Если хочется лучше защититься от ложных срабатываний, то можно уменьшить до 1 кОм. Если же жалко мощности, которая рассеивается на этом резисторе, когда выключатель включен, то можно, наоборот, увеличить вплоть до 10 кОм, но помехоустойчивость при этом ухудшится.

R2 - Оставляем 100 кОм. Можно и больше, вплоть до 330 кОм, но соотношение R2/R3 должно оставаться неизменным

R3 - Увеличиваем до 47 кОм.

R4 - Оставляем 1 кОм, этот номинал некритичен и может быть любым в пределах 330 Ом ... 10 кОм

Таким образом, все свелось к увеличению R3 с 33 кОм до 47 кОм.

[SolarW]

А можно для забывших основы ТОЭ (лет за 25 многое из памяти стёрлось что постоянно не применяется) напомнить методу расчёта резисторов чтобы к примеру можно было применить данную схему для контроллера на 3.3в, например ESP8266.

P.S. Пока собирался написать вопрос оказалось что не только меня это интересует

P.P.S. И если не сложно - можно уточнить модель диодов со схемы?
А то если пойти в магазин/на Али с вопросом "дайте диод" - думаю можно будет удивиться обилию ответов...

[skysilver]

akouz, а что насчет диодов? Какие можно поставить? Или, может, под это дело даже сборка есть? Посоветуйте.

[SolarW]

Блин, мы со skysilver похоже мыслим строго параллельно

[SolarW]

akouz, интересно было бы услышать ваше мнение по вот этой дискуссии...
http://homes-smart.ru/index.php/compone ... tal-vopros
А то я уже сотню PC817 купил, готовлюсь экспериментировать