Проблема с микросхемой-драйвером нагрузок (8 каналов)

[AndrejP]

Проблема с микросхемой-драйвером нагрузок (8 каналов)

Добрый день, коллеги!
Столкнулся с проблемой. Есть 8-ми позиционный переключатель, к которому подведено 5В. Он коммутирует эти 5В и 8 управляющих входов микросхемы (8-ми канальный драйвер нагрузок, коммутирует 24В к земле общей) типа UDN2981 (у меня конкретно UTC 62783 G). К микросхемеподведено питание 24В. Если 5В с переключателя не подаются, то на выходах микросхемы 0В. Если, переключив переключатель, подать на вход микросхемы 5В, то она пропускает 24В на свои выходы. Далее это напряжение через массив резисторов идет на нагрузку.

Так вот проблема: если на все ноги подать/снять 5В то на всех 8-ми выходах микросхемы всечетко: либо 0В либо 23В (она, видимо 1В срезает). Но если, допустим, на 7 ног подал 5В, а на 1 нет, то на выходах 23В (там где на входе 5В), а там где по логике должен быть 0В - может быть 12В, или 9В. Причем если рядом стоящую ногу также перевести в выкл. положение (снять 5В) - то на первой ноге, уже не 12В, а слегка меньше, допустим, 6В. И так далее.

Такое ощущение, что часть напряжения с рядом стоящей ноги "просачивается" на ту, где должен быть 0В.

Вытащил микросхему, все прозвонил, все ОК- там где 0 должен быть - ноль и есть. Причем на ноги входов, где появляется это "паразитное напряжение", не приходит сигнал 5В - т.е. все как положено... Вопрос именно в "микрухе"... Я ее заменил, думал что-то с ней - нет, все то же самое.

Помогите, пожалуйста, кто чем может... Может есть опыт у кого... И что делать. Ны выходах должно быть либо 0(1)В либо 24(23)В как сигнальное напряжение. Если такая белиберда останется, будет ли выходом поставить стабилитроны вольт на 15 или около того на линии выходов?

В приложении прикрепляю схемку для удобства понимания и даташит на микросхемку...

Заранее благодарен!!! Хороших выходных и с Пасхой вас, друзья! )))

 

[gluxon]

Видимо есть наводки или утечки с соседних входов. Вообще, в цифровой технике, да и не только, принято подтягивать открытые входы к какому либо полюсу питания через высокоомные резисторы, в зависимости от логического уровня включения, как раз чтобы исключить подобную ситуацию

 

[v1ct0r]

1. Если 5В с переключателя не подаются, то на выходах микросхемы 0В.
2. Если, переключив переключатель, подать на вход микросхемы 5В, то она пропускает 24В на свои выходы.
3. Далее это напряжение через массив резисторов идет на нагрузку.

1. на выходе этой микросхемы не может быть 0 вольт, без привязки выхода к 0 у нее не 0 вольт на выходе , а должен быть закрыт транзистор выходного ключа.
2. тут все правильно
3. каждый канал микросхемы рассчитан на выходной ток до 500 ма, а вы его подключаете на что то через 10 ком, т.е. практически у вас выход "болтается в воздухе"
4. самое главное по вашей схеме когда вы не подаете на вход канала 5 вольт, то он у вас тоже "болтается в воздухе", т.е. на входе у него неопределенность, такого не должно быть.
я думаю, если вы каждый вход привяжете к 0, то у вас все нормализуется(если ваша нагрузка адекватная, т.е. на ней нет никакого потенциала при закрытом ключе канала)

 

[gluxon]

Это не я писал

 

[v1ct0r]

не знаю как это получилось, я не хотел вас обидеть

 

[AndrejP]

Спасибо за анализ и идеи! Но я только первые шаги делаю хотел бы уточнить пару моментов перед тем как продолжить:
1. Входы микросхемы (каждый из 8) соединить через резистор с нулем. Вопрос, как рассчитать номинал резистора? Где можно почитать, если это сложно объяснить?
2. Выходы с микросхемы тоже привязать к нулю через резисторы. Это должно снять проблему с наличием какого-то напряжения отличного от 0 когда закрыт транзистор. Тот же вопрос: какова логика подбора номинала резистора?
3. 10 кОм резисторы- для начала поставил. Фактически это идет на контроллер далее, который должен получить либо 0 (или около того), как низкий сигнал, и 24 (или около того) как высокий сигнал. Т. е., фактически, эти 500 мА не нужны (надо уточнить сколько мА должно быть на входе в контроллер). Т.е. как я понимаю, 10 кОм превратятся в реальности во что-то меньшее...

Буду очень признателен за помощь!

Хороших выходных!

 

[gluxon]

не знаю как это получилось, я не хотел вас обидеть

Я и не думал обижаться. Всё в порядке, не беспокойтесь!

Спасибо за анализ и идеи! Но я только первые шаги делаю хотел бы уточнить пару моментов перед тем как продолжить:
1. Входы микросхемы (каждый из 8) соединить через резистор с нулем. Вопрос, как рассчитать номинал резистора? Где можно почитать, если это сложно объяснить?
2. Выходы с микросхемы тоже привязать к нулю через резисторы. Это должно снять проблему с наличием какого-то напряжения отличного от 0 когда закрыт транзистор. Тот же вопрос: какова логика подбора номинала резистора?
3. 10 кОм резисторы- для начала поставил. Фактически это идет на контроллер далее, который должен получить либо 0 (или около того), как низкий сигнал, и 24 (или около того) как высокий сигнал. Т. е., фактически, эти 500 мА не нужны (надо уточнить сколько мА должно быть на входе в контроллер). Т.е. как я понимаю, 10 кОм превратятся в реальности во что-то меньшее...

Буду очень признателен за помощь!

Хороших выходных!

Выходы не нужно подтягивать ничем, роль подтяжки берёт на себя нагрузка. Десять килоом хоть и много, но не критично. А вот входы к земле обязательно притянуть - десять килоом вполне достаточно. Для микротоковой логики в редких случаях ставят подтяжку 100 кОм, но в основном везде по 10 кОм и ставят

 

[AndrejP]

Спасибо за разъяснения! И последний момент. Т. е., если я правильно понял, не стоит париться тем что на выходах есть 12 вольт, когда их там не должно бы быть - роль притяжки сыграет нагрузка. Я вас правильно понял? Спасибо еще раз! Если все верно - завтра попробую сделать все!

 

[gluxon]

Если подтянете входы, на выключенных выходах никаких 12 вольт не должно появляться

 

[v1ct0r]

Если подтянете входы, на выключенных выходах никаких 12 вольт не должно появляться

в данном случае не факт

Фактически это идет на контроллер далее, который должен получить либо 0 (или около того), как низкий сигнал, и 24 (или около того) как высокий сигнал. Т. е., фактически, эти 500 мА не нужны (надо уточнить сколько мА должно быть на входе в контроллер).

с этого момента все разговоры бесполезны, пока не будет ясности, что за контроллер и какие у него входные характеристики.
скорее всего входа контроллера тоже придется привязывать к 0.

и вообще интересно, что за контроллер которому на вход нужно подавать 24 вольта.

боюсь, что ваш выбор микросхемы UTC 62783 для управления входами контроллера ошибочен.
она предназначена именно для управления нагрузками типа лампа, светодиод, реле и т.п., а не для подачи логического уровня на вход.
конечно можно путем различных ухищрений заставить это работать как вам нужно, но скорее всего это можно было бы сделать намного проще, применив более подходящие для этого детали.
вы бы лучше описали вашу задачу внятно, чтобы можно было делать какие то выводы и давать вам вразумительные советы

 

[gluxon]

Насчёт контроллера как-то упустил из виду, прошу прощения. Тогда возможно что и выходы подтянуть к нулю придётся. Но Виктор правильно заметил, контроллер такое напряжение вряд ли переварит, нужно будет либо резисторный делитель, либо резистор и стабилитрон на землю

 

[AndrejP]

Добрый вечер!

Если у вас есть время и желание поеовыряться и помочь сложить все в ясную картину, буду очень признателен.

Итак. Это устройство используется для контроля включения/выключения внешних технологических УФ-ламп. Всего имеется 8 ламп. Каждая из них питается от 220В, и до 6А ток (внешний источник питания). В случае включения одной из ламп на выходных пинах имеется 0В а соотв. светодиод загорается. В случае если УФ лампа отключена на пинах появдяется 24В, светодиоды, соотв., гаснут.

В устройстве имеется 16 входных/выходных отв. (8 для входа кабелей, идущих на УФ лампы, 8 - выходы этих же кабелей). Эти кабеля без разрывов проходят сквозь устройство, внутри которого смонтированы неинвазивные датчики тока (TALEMA AP-1000), типа трансформаторы тока 1:1000.

Далее, если УФ лампа включена, т. е. через кабель проходит ток, с соотв. датчика тока, ток идет на резистор, напряжение на которых считывается и подается на 8 аналоговых входов контроллера Arduino Nano v3.0 (в перспективе чисто контроллер Atmega).

Arduino подает сигналы на 2 сдвиговых регистра SN74HC595 (оба восьмиканальные, или битные). Регистры нужны т. к. не хватает свободных цифровых портов на Arduino, т.е., фактически, они множат порты.

Один из регистров в свою очередь включает/выключают светодиоды, отображающие какие УФ лампы работают, а какие выключены.

Второй регистр подает сигналы 5В на входы драйвера нагрузок UTC62783, о котором я вчера и спрашивал. Он в свою очередь подает 24В или 0В на выходной терминал (винтовые клеммы).

Далее эти пины будут соединены со входами ПЛК Siemens (точно не помню модель - не в офисе сейчас, к сожалению). Контроллер этот, Siemens, я проверял, высокий сигнал - 24В (около того) и низкий 0В до 6В или около того.

Также на устройстве есть DIP- переклчатель на 8 позиций, который имитирует дейтсвия, как-будто соотв. УФ лампа включена, при этом она может быть выключена. Это используют для проверки работы контроллера Siemens и ПО.

В этом вся задача. Хочу пояснить, что понимаю что глупо, скорее всего, использовать это устройство, потом сигналить на котроллер и проч. Но так было с делано в нашем оборудовании и уже делается много лет. Причем для выполнения описанной выше задачи мы применяем оригинальные устройства (закупаем, установить что внутри - не вариант). Оно выполняет ровно те же функции, и дает ровно те же сигналы (24В и 0В).

Мне стало интересно построить такое аналогичное устройство с аналогичными функциями. Опыта нет - но есть интерес и небольшой опыт программирования.

Устройство скидал на макетке - все норм, работало. Изучил Proteus слегка, состряпал платку, заказал, спаял - получил проблему о которой в начале темы написал. А так в целом все работает, датчики датчат, диодики мигают, 23В и 0Вподаются,только что вот проблема с каким-то наводящимся плавающим напряжением на выходах с устройсвтва.

Сегодня пробовал то что мне советовали- даже если без резистора, рукой дотронуться до соотв. входа в микрохему UTC- вольтаж этот наведенный меняется. (например, было 8В и плавало 8-6-9, а становится 1-2). Т.е. с резистором вроде получше, но все равно в пределах 1- полутора вольтов чето плавает...

БУду признателен за идеи и уже признателен, если вы дочитали ))) В приложении фотки у-ва (полусобрано для тестов), схема устройства и даташиты если что-то поможет.

Хорошего вечера!!!

 

[v1ct0r]

Оно выполняет ровно те же функции, и дает ровно те же сигналы (24В и 0В).

примем это как данность - что имеем, то имеем и от этого пляшем
меня конечно смущает уровень 24 вольта

Далее эти пины будут соединены со входами ПЛК Siemens (точно не помню модель - не в офисе сейчас, к сожалению). Контроллер этот, Siemens, я проверял, высокий сигнал - 24В (около того) и низкий 0В до 6В или около того.

тут я вижу 2 варианта
1. входами этого контроллера являются обмотки реле, которые непосредственно этими входными 24 вольтами включаются и тогда выхода микросхемы привязывать к 0 не нужно, но в этом случае ваши 10 ком, через которые идут эти 24 вольта все "сожрут" и реле не сработают.
2. такой высокий уровень необходим для повышенной помехозащищенности.
в этом случае я бы выходы микросхемы UTC 62783 нагрузил резисторами от 300 ом до 1ком.(меньше лучше, но больше нагрузка на выход)
вы должны попробовать выяснить что за входы у вашего ПЛК Siemens
хотя бы измерить тестером их входное сопротивление

 

[AndrejP]

Данные по контроллеру...

Доброе утро!

Для полученя сигналов 24В используется контроллер CPU S7-1214C. Вот данные по его 24В входам из мануала на него (см. прилоржение). Больше ничего по входам там не обнаружил. Вряд ли там реле на входе стоят. Кстати, в том устройстве, которое использовалось раньше, на выходах, прямо перед винтовой клеммой, стояли резисторы 3,3 кОм, если это о чем-то скажет.

Спасибо и удачного дня!

 

[v1ct0r]

Вот данные по его 24В входам из мануала на него

вот с этого и надо было начинать
принимаем 2 вариант

такой высокий уровень необходим для повышенной помехозащищенности.
в этом случае я бы выходы микросхемы UTC 62783 нагрузил резисторами от 300 ом до 1ком.

 

[AndrejP]

Спасибо! К сожалению, дело дилетантов начинать с конца )))
Еще небольшое уточнение. В варианте 2, Виктор, вы рекомендовали "нагрузить выходы с UTC...". Имеется в виду:
1. Их дополнительно "притянуть" к нулю через резисторы и оставить на выходе на Siemens также резисторы 10кОм;
2. То же, только заменить резисторы 10кОм на меньшее;
3. Просто уменьшить номиналы выходных резисторов (притяжка к 0 не нужна), идующих на контроллер Siemens с 10кОм (как сейчас на схеме) до 300 Ом - 1кОм.

Меня волнует вопрос того "плавающего напряжения", что у меня было в первом посте, и могу ли я в итоге на выходе на контроллер Siemens получить строго 0 на низком сигнале. Или фиг с ним что там "плавают" 1-1,5 В?

Спасибо вам огромное за внимание и дельные советы! Отличного вам дня!

 

[v1ct0r]

имеется в виду к выходам каналов микросхемы UTC 62783 подключить резисторы, которые вторым своим выводом сидят на 0.
резисторы на выходе применить близкие к

прямо перед винтовой клеммой, стояли резисторы 3,3 кОм

если последних уже нет на месте