Перейти к содержанию
    

Взаимодействие оптрон H11L1- цифровой резистор MCP41010

Здравствуйте.

 

Требуется построить некое устройство, в котором цифровой резистор с SPI – управлением (MCP41010) должен быть гальванически развязан по отношению к цифровой системе управления (МК ATMega 48PA). Не мудрствуя лукаво, пытался это сделать с помощью трёх оптопар (H11L1) по каждому цифровому сигнальному каналу управления (выбор кристалла CS, тактовый сигнал SCK, канал передачи данных MOSI). Скорость передачи по SPI _ каналу – 19200 бит/с. Столь быстрая оптопара избыточна в этом случае, но такой выбор даёт уверенность в правильной передаче сигналов управления без искажения фронтов. Выходной электрод оптопары H11L1 – открытый коллектор, подтянул его резистором 1k к VCC. Конечно, при таком подключении все управляющие сигналы будут инвертированы. Для исключения инверсии к выходу оптрона подключил базу n-p-n транзистора (BC817), эмиттер которого посадил на землю, а коллектор подтянул резистором 1k к VCC. Собранный таким образом инвертор на транзисторе, превращает инвертированный оптопарой сигнал в неинвертированный (по отношению ко входу). Питание обоих частей оптопары – от двух разных 5-ти вольтовых источников. Ток светодиода ограничил резистором 2k2. Но не судьба….

Для выяснения причины, подключил управляющие сигналы МК минуя опторазвязку непосредственно к ногам цифрового потенциометра – всё работает. Вторым шагом убедился в работоспособности оптопары. Для этого отнял все управляющие провода от МК и гибким проводником коммутировал на вход каждой оптопары напряжение питания – состояние выхода всякий раз изменяется. Погуглив на предмет схемы включения H11L1 нашёл следующую статью http://kit-e.ru/articles/interface/2006_5_84.php. Её автор рекомендует антипараллельно входному светодиоду применять диод Шоттки. Применил диод 10BQ060 – результат тот же….

Может быть, кто-то делал нечто подобное? В чём моя ошибка?

1.sch

post-73520-1358884544_thumb.jpg

 

 

Спасибо за интерес к моей проблеме.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Где базовые резисторы? Логический ноль на выходе оптрона H11L1 Vol = 0.4V. Вы уверены что при таком напряжении на базе биполярного npn транзистора он будет закрыт?

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Побойтесь Бога ! 0.4V max при 18 mA, а типично 0.2. А тут 5 mA. Ну и, само собой, ключ на кремниевом транзисторе при 0.4V закрыт гарантировано. Однако ж скопом глянуть не повредит. Вообще странно - MCP41xxx толерантны к пологим фронтам (у них ТШ на входе), поэтому там даже логические оптопары не нужны....

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

В чём моя ошибка?

Читайте бумагу на оптрон внимательнее. Ток включения там 1,6 мА.

 

А у Вас, даже если сопротивление ключа выхода МК равно нулю:

 

(5 В – 1,5 В – URon) / 2,2 кОм = 1,59 мА.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Странно, а почему было не подключить оптопары на +5 подавая управление на катод, тогда бы инверсию делать не понадобилось...

И еще почему-то на схеме ни одного конденсатора по питанию...

А эмиттеры транзисторов точно соединены с землей MCP!?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

резюмирую вышесказанное:

 

Общие замечания:

1. Если что-то не работает, смотрите сигнал осциллографом. Это гораздо полезнее чем искать в интернете про диоды.

2. Соблюдайте даташиты, причем оперируйте худшим значением, а не типичным.

3. Каждой ноге "VCC"- свой личный 0.1мкф поблизости. И неважно кто это- оптрон или ЦАП или МК.

По схеме:

1. Переключить светодиод оптрона так, чтобы он сидел между +U и выходом МК.

2. пересчитать резистор, исходя из худших параметров питания, оптрона и выхода МК

Например, пусть

максимальное выходное напряжение низкого уровня на выходе МК: 0.4V,

минимальный ток включения диода оптрона: 1.6mA

максимальное падение на диоде оптрона: 1.5V

минимальное напряжение питания: 5V+/-5% = 4.75V

 

Получаем максимальное сопротивление резистора:

R = (4.75 - (0.4+1.5)) / 1.6e-3 = 1781 Ом.

Если берете 5% резистор, то его номинал должен быть не более чем 1781*0.95= 1690 Ом

 

Проверить максимальный выходной ток ножки МК, при этом руководствоваться уже минимальным напряжением лог.0 на выводе, максимальным напряжением питания и минимальным падением на оптроне.

 

3. Выкинуть транзистор после оптрона.

 

По рисунку:

Я бы советовал чисто визуально разделить гальванически разделенные шины. Это позволит легче ориентироваться в схеме всем кто на нее смотрит.

 

P.S. а оптроны H11L1 хорошие. У меня из нескольких тысяч еще ни один не крякнулся при эксплуатации 24/7 причем тоже именно в таком режиме как у Вас (развязка шины SPI)

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

БОЛЬШОЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЕ СПАСИБО ВСЕМ НЕБЕЗРАЗЛИЧНЫМ.

 

Ответы (и доп. вопросы) по пунктам.

 

резюмирую вышесказанное:

 

Общие замечания:

1. Если что-то не работает, смотрите сигнал осциллографом. Это гораздо полезнее чем искать в интернете про диоды.

 

Своего осциллографа, к сожалению, пока нету. Но деньги коплю...

 

3. Каждой ноге "VCC"- свой личный 0.1мкф поблизости. И неважно кто это- оптрон или ЦАП или МК.

 

А зачем? Реактивных элементов в моей схеме нет, значит никаких всплесков напряжения быть не должно. цифровая помеха из МК в потенциометр пролезать не должна по причине гальваноразвязки обоих. Или я чего -то не учёл?

 

 

1. Переключить светодиод оптрона так, чтобы он сидел между +U и выходом МК.

 

Наколько я понимаю, для этого нужны програмные изменения - нужно сконфигурировать ногу МК на которой висит катод светодиода оптрона на вход (например DDRС2 -> 0). Это так или достаточно оставить всё как есть (сечас DDRС2 =1)?

 

 

Ещё раз большое спасибо.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А зачем? Реактивных элементов в моей схеме нет, значит никаких всплесков напряжения быть не должно. цифровая помеха из МК в потенциометр пролезать не должна по причине гальваноразвязки обоих. Или я чего -то не учёл?

 

Наколько я понимаю, для этого нужны програмные изменения - нужно сконфигурировать ногу МК на которой висит катод светодиода оптрона на вход (например DDRС2 -> 0). Это так или достаточно оставить всё как есть (сечас DDRС2 =1)?

Видимо Вы хорошо в этом разбираетесь, если позволяете себе пренебрегать стандартными рекомендациями. :laughing:

Не скажу за Атмегу, но во многих других контроллерах для того чтобы вывести 0 или 1 не нужно переводить ножку на вход :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Своего осциллографа, к сожалению, пока нету. Но деньги коплю...

Хм. Я не предлагаю Вам покупать 8-канальный гигагерцовый Тектроникс. Купите любой советский долларов за 20-30. Поверьте, он очень быстро окупится.

Подозреваю, что такие деньги можно довольно быстро оторвать от бюджета семьи. И выбросить (подарить) потом не жалко будет, когда (и если) созреете на серьезный аппарат. Или найдите кого-то в Вашем регионе кто может подарить такое (у многих лежит- выкинуть жалко, а подарить некому).

 

А зачем? Реактивных элементов в моей схеме нет, значит никаких всплесков напряжения быть не должно. цифровая помеха из МК в потенциометр пролезать не должна по причине гальваноразвязки обоих. Или я чего -то не учёл?

Примите как данность, что жизнь сама по себе является "реактивным элементом" :) Может где-то там в потусторонней вселенной все иначе, но у нас и дорожки и провода и внутренние распределенные "реактивности" в любом физически существующем объекте присутствуют. Вы их не видите- а они есть. :)

 

Наколько я понимаю, для этого нужны програмные изменения - нужно сконфигурировать ногу МК на которой висит катод светодиода оптрона на вход (например DDRС2 -> 0). Это так или достаточно оставить всё как есть (сечас DDRС2 =1)?

Нет. ничего делать не нужно. нужно как и раньше выдавать нолики и единички. программу вообще ну никак трогать не нужно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...