Как работает оптоизолированный модуль аналогового ввода для Arduino. Какие компоненты входят в его состав. Для чего применяется такой модуль в электронных схемах. Какие преимущества дает оптическая изоляция аналогового сигнала.
Принцип работы оптоизолированного модуля аналогового ввода
Оптоизолированный модуль аналогового ввода для Arduino представляет собой устройство, позволяющее безопасно подключать аналоговые датчики и сигналы к микроконтроллеру. Основные компоненты модуля:
- Операционный усилитель LM358 на входе
- Линейный оптрон для гальванической развязки
- Операционный усилитель LM358 на выходе
- Резисторы для настройки диапазонов входного и выходного сигнала
Как работает данная схема.
- Входной аналоговый сигнал 0-5В подается на первый операционный усилитель
- ОУ преобразует напряжение в ток, управляющий светодиодом оптрона
- Фототранзистор оптрона преобразует световой сигнал обратно в электрический
- Второй ОУ формирует выходной сигнал 0-3.3В для Arduino
Таким образом, входная и выходная цепи оказываются гальванически развязанными, что обеспечивает защиту Arduino от высокого напряжения и помех со стороны датчиков.
Преимущества использования оптоизоляции в аналоговых схемах
Применение оптической изоляции в модуле аналогового ввода дает ряд важных преимуществ:
- Защита Arduino от повреждения высоким напряжением
- Устранение паразитных контуров заземления
- Подавление синфазных помех
- Возможность работы с сигналами разных уровней
- Повышение помехозащищенности системы в целом
За счет этого повышается надежность и стабильность работы устройств на базе Arduino при подключении различных датчиков и источников аналоговых сигналов.
Области применения оптоизолированных модулей аналогового ввода
Оптоизолированные модули аналогового ввода находят широкое применение в следующих областях:
- Промышленная автоматизация
- Управление технологическими процессами
- Измерительное оборудование
- Системы сбора данных
- Робототехника
- Автомобильная электроника
Везде, где требуется обеспечить надежное и безопасное подключение аналоговых датчиков к микроконтроллерным системам, такие модули оказываются очень полезны.
Как выбрать оптоизолированный модуль для Arduino
При выборе оптоизолированного модуля аналогового ввода для Arduino следует обратить внимание на следующие характеристики:
- Диапазон входного напряжения (обычно 0-5В или 0-10В)
- Диапазон выходного напряжения (как правило 0-3.3В или 0-5В)
- Напряжение изоляции между входом и выходом
- Количество каналов
- Точность преобразования сигнала
- Частота дискретизации
Важно подобрать модуль с характеристиками, соответствующими параметрам используемых датчиков и требованиям конкретного проекта.
Подключение и настройка модуля
Для подключения оптоизолированного модуля аналогового ввода к Arduino необходимо выполнить следующие шаги:
- Подключить входы модуля к аналоговым датчикам или источникам сигнала
- Соединить выход модуля с аналоговым входом Arduino
- Подать питание на входную и выходную части модуля
- При необходимости откалибровать модуль с помощью подстроечных резисторов
- Считывать данные с аналогового входа Arduino с помощью функции analogRead()
В программе Arduino нужно учесть, что выходной сигнал модуля обычно имеет диапазон 0-3.3В, а не стандартные для Arduino 0-5В. Это требует соответствующего пересчета значений АЦП.
Альтернативные способы гальванической развязки аналоговых сигналов
Помимо оптической изоляции, для гальванической развязки аналоговых сигналов могут использоваться и другие методы:
- Трансформаторная развязка
- Емкостная развязка
- Магнитная развязка на основе датчиков Холла
- Беспроводная передача данных
Однако оптическая изоляция часто оказывается оптимальным выбором благодаря сочетанию высокой скорости работы, хорошей линейности и приемлемой стоимости.
Изготовление оптоизолированного модуля своими руками
Для самостоятельного изготовления простого оптоизолированного модуля аналогового ввода потребуются следующие компоненты:
- Линейный оптрон (например, IL300)
- Два операционных усилителя LM358
- Резисторы и конденсаторы по схеме
- Печатная плата
Порядок сборки:
- Разработать печатную плату на основе принципиальной схемы
- Изготовить плату методом травления или заказать готовую
- Припаять компоненты согласно схеме
- Настроить модуль с помощью подстроечных резисторов
Самостоятельное изготовление позволяет получить модуль с нужными характеристиками при меньших затратах.
Заключение
Оптоизолированные модули аналогового ввода являются важным компонентом для построения надежных измерительных и управляющих систем на базе Arduino. Они обеспечивают безопасное подключение различных датчиков, защищают электронику от помех и повреждений. Понимание принципов работы и правильное применение таких модулей позволяет создавать более совершенные устройства для широкого спектра задач.
Как подключить оптоизолятор к Arduino
Разберёмся на примере микросхемы TLP281 с принципом работы оптопары, рассмотрим, в каких случаях и каким образом их применяют.
Для проекта нам понадобятся:
1
Что такое оптопараи в каких случаях её применяютОптопара (или оптрон) – это электронный компонент, который позволяет исключить влияние электромагнитных и электрических наводок одной части электрической цепи на другую. Также с помощью оптопары можно отделить высоковольтную часть цепи от низковольтной. Ещё одно преимущество оптопары – возможность применения в цепи переменного тока. Кроме того, оптопара может служить заменой электромеханическому реле, т.к. способно коммутировать части электроцепи. По сути, оптопара действует как электромеханическое реле, только без механической части. Переключение осуществляется с помощью оптического сигнала, который передаётся от управляющего элемента к управляемому. Именно поэтому оптопара и называется «опто-пара». Обычно она состоит из излучающего светодиода и фиксирующего фотодиода.
Оптопару иногда ещё называют «оптоизолятор» из-за того, что с помощью оптопары можно изолировать части электрической схемы друг от друга.
Причём оптический сигнал излучателя может быть в видимом или инфракрасном диапазоне. На работу оптопары это никак не влияет, т.к. и передатчик излучения, и приёмник обычно расположены в одном корпусе в непосредственной близости друг от друга. Обычно оптопара действует как триггер и имеет 2 состояния: «включено» и «выключено», но в некоторых случаях применяются оптопары с несколькими уровнями.
2
Описание оптопары на микросхеме TLP281-4Рассмотрим работу оптопары на примере микросхемы TLP281, а точнее её разновидности TLP281-4. Микросхема TLP281-4 имеет 4 канала. То есть у неё есть 4 управляющих ножки и 4 выходных ножки, к которым подключается полезная нагрузка.
Будем использовать для работы модуль HW-399. Выглядит он так, как показано на иллюстрации ниже. Рядом приведена его схема.
Внешний вид модуля HW-399 с микросхемой TLP281-4 и её схемаЗдесь выводы IN1…IN4 – это управляющие входные сигналы от микроконтроллера, например, Arduino, или другого управляющего элемента. На них можно подавать напряжение от 3,3 до 5 вольт. Выводы OUT1…OUT4 – выходы. Ножки HVCC и HGND – питание и земля управляемой части электрической схемы. На ножку питания HVCC можно подавать напряжение до 24 вольт.
Выводы IN1…IN4 соответствуют анодам светодиодов модуля, которые и являются источниками светового сигнала для фотокатодов модуля, которые являются электронными ключами OUT1…OUT4.
Для демонстрации работы оптопары давайте соберём схему, показанную на следующем рисунке. Здесь управлять будем одним каналом IN1 модуля HW-399 с помощью Arduino. К выходу OUT1 модуля подключим светодиод, питание на который будем подавать с отдельного источника питания (хотя можно и с самого Arduino, в данном случае это не принципиально). Подключать светодиод необходимо через токоограничивающий резистор, разумеется.
Схема подключения модуля HW-399 с микросхемой TLP284-1 к ArduinoКак только мы соберём схему и подадим питание на внешнюю цепь (ножка HVCC), светодиод загорится. Это из-за того, что на управляющий пин IN1 ещё не подан управляющий сигнал. При отсутствии напряжения логической единицы на входе IN1 (допустим, он просто «висит» в воздухе или подключён к земле) на выходе OUT1 находится низкий уровень. Поэтому ток может идти от питания
Давайте загрузим в Arduino стандартный скетч из примеров – Blink. Этот скетч каждую секунду меняет логический уровень на 13-ой ножке Arduino. Таким образом, мы наглядно увидим, как работает управление оптопарой.
Подключение оптопары TLP284-1 к ArduinoКогда на 13-ом выводе Arduino высокий логический уровень – загорается встроенный светодиод платы Arduino, и отправляется управляющий сигнал на вход IN1 модуля. На выходе OUT1 появляется высокий уровень, и светодиод, подключённый к модулю, гаснет, т.к. нулевая разность потенциалов, и ток не может протекать через светодиод. Когда на 13-ой ножке Arduino низкий уровень, то встроенный светодиод гаснет, и управляющий сигнал переключается также в низкий уровень. Из-за этого между выходом OUT1 и питанием HVCC модуля возникает разность потенциалов, и подключённый к микросхеме TLP281 светодиод загорается. Таким образом эти два светодиода будут загораться как бы в противофазе.
Осциллограмма при работе оптопары в скетче BlinkНа приведённой осциллограмме голубой график – управляющий сигнал с пина 13 платы Arduino. А фиолетовый график – напряжение на светодиоде на 1-ом выходе модуля HW-399.
Что в вашем стартовом наборе Arduino? [Начинающие Arduino]
Вы только что купили стартовый набор или не решаетесь его купить, потому что не совсем уверены, что в нем? Ты не одинок. Столкнувшись с коробкой, заполненной электронными компонентами, легко разбиться. Вот руководство к тому, что вы найдете в своем наборе.
Мы используем стартовый комплект SunFounder UNO, доступный за 49,99 долл. США, который мы рекомендуем из-за его фантастического соотношения цены и качества. Если у вас есть другой стартовый комплект, скорее всего, вы найдете некоторые (но не все) одинаковые компоненты, поэтому его все равно полезно прочитать. Вы также можете проверить наши навыки электроники для начинающих
статья.
Что входит в стартовый комплект Arduino?
Arduino Uno
Наиболее важной частью комплекта является Arduino
сам. Uno — одна из самых базовых моделей, но для новичка она полностью исправна и практически ничего с этим не поделаешь. Если вы ищете большие или более мощные модели, Arduino Mega отвечает всем требованиям; в то время как для проектов, которые требуют использования очень небольших помещений, Mini или Pro Micro должны быть более чем достаточными.
Модель в наборе Sunfounder на самом деле является неофициальным клоном Uno. Поскольку дизайн Arduino является открытым исходным кодом, для других компаний совершенно законно воспроизводить или изменять их, если они не маркируют его как официальное правление «Arduino».
макетировать
Макет представляет собой инструмент, используемый для экспериментов с цепями без необходимости пайки проводов. По сути, это инструмент для временного тестирования, с помощью которого вы можете быстро создавать и разрывать электрические соединения. Макет состоит из листа пластика с отверстиями в верхней части и металлическими направляющими, соединенными снизу: компоненты и соединительные провода вставлены в эти отверстия. Каждый из этих рядов по 5 отверстий посередине соединен. Снаружи подключен весь столбец: они обычно используются в качестве общих линий электропередач.
светодиоды
Комплект Sunfounder поставляется с несколькими светодиодами различных цветов (красный, желтый, зеленый и белый), а также одним светодиодом RGB. RGB LED имеет 4 контакта (по одному на каждый цвет и один общий катод — или заземление), поэтому вы можете экспериментировать со смешиванием цветов или создавать дисплеи случайного цвета. Это довольно круто играть, как только вы погрузитесь в код
, На самом деле, для новичка было очень приятно видеть мгновенные результаты, когда я редактировал свои первые биты кода Arduino.
Одна важная вещь, которую стоит отметить, это контакты на светодиоде. Как правило, положительный длиннее, чем отрицательный, но если у вас тот же размер, то ищите плоскую сторону на основании фактического светодиода. Нога на плоской стороне является землей или отрицательной.
USB-кабель
USB-кабель подключается к вашему Arduino, а также к вашему ПК или отдельному источнику питания. Помимо подачи питания на устройство, кабель передает данные — в виде программ или эскизов — с ПК на Arduino. После загрузки Arduino сохраняет информацию, даже если она отключена от питания. Чтобы стереть программу, вы просто загружаете новую.
Хотя Arduino будет хранить вашу программу в течение неопределенного времени, даже без питания, важно отметить, что у самой платы нет источника питания, поэтому она не будет работать, если она не подключена к источнику питания какого-либо типа. Помимо питания от USB-порта или настенного зарядного устройства, можно использовать вход постоянного тока 9 или 12В.
40-контактный разъем
Это серия из 40 штифтов, которые можно сломать или обрезать под любой размер. Компоненты часто поставляются со штифтами, но если вы купили что-то, в котором есть только отверстия, то можно припаять колпачок штыря, чтобы с ним было легче работать на макете.
Керамический конденсатор (10 нФ 100nF)
Конденсаторы накапливают и разряжают энергию: они обычно используются для регулирования напряжения или сглаживания сигнала. Конкретным примером этого является «отмена» нажатия кнопки. Хотя нажатие кнопки может показаться вам простым быстрым действием, но на электрическом уровне оно может генерировать серию очень быстрых высоких и низких электрических помех. Debouncing — это процесс сглаживания, так что нажатие одной кнопки — это просто.
H мост (L239D)
H-мост представляет собой интегральную схему, которая позволяет подавать напряжение в любом направлении. Они обычно используются вместе с двигателем постоянного тока, чтобы позволить ему вращаться как вперед, так и назад. L239D на самом деле двойной мост H, так что вы можете управлять двумя моторами, что полезно при создании простых роботов.
акселерометр
Акселерометры предназначены для измерения ускорения и наклона по одной-трем линейным осям (x, y, z). Хотя он делает много вещей, он обычно используется для измерения расстояния, поперечного перемещения и внезапных остановок и пусков всех типов устройств. Например, если у вас есть устройство, которое движется только в одном направлении, например робот, следующий за линией, то акселерометр позволяет получить показания пройденного расстояния, учитывая ускорение и время, чтобы измерить расстояние, пройденное элементом.
Двигатель постоянного тока
Двигатель постоянного тока представляет собой компонент, содержащий металлический стержень, который вращается при подключении к источнику питания. Вращающийся стержень может затем выполнять простые действия, такие как вращение вентилятора или запуск системы шкивов, которая создает движение (например, в автомобиле RC).
оптрон
Оптопара позволяет передавать сигнал между двумя частями цепи, сохраняя их электрически изолированными. Внутренне это просто светодиод с фоторезистором. Концептуально они очень похожи на реле, но отличаются по ряду причин:
- Они меньше и легче, чем реле.
- Это твердое состояние, что означает отсутствие движущихся частей и, следовательно, предлагает меньше возможностей для отказа.
- Для активации требуется меньше тока, чем для реле; но, наоборот, может переключать только небольшие величины тока.
Резисторы (220, 1к, 10к, 1М, 5.1м Ом)
Резисторы являются компонентами, которые ограничивают протекание тока к другим компонентам. Когда вы подключаете провод к разъему питания 5 В на Arduino, но компонент может работать только с напряжением 3,5 В, вам нужно найти способ ограничить количество энергии (тока), которое он получает, чтобы избежать повреждения.
Джеймс написал кусок, который охватывает основные компоненты в стартовом наборе
и его аналогия с трубкой прямо на высоте.
«
,
ЖК дисплей
ЖК-дисплей оснащен 16-символьным дисплеем, который может отображать статические сообщения или сообщения с прокруткой. Обычно вы используете это для вывода показаний датчика. Имейте в виду, что на дисплеях используется много выходных контактов, поэтому у вас не останется много игр.
Матричный дисплей
Матричный дисплей с точечной матрицей 8х8 светодиодов в пластиковом корпусе. Каждый из этих светодиодов может быть запрограммирован для отображения вместе или независимо для создания простых сообщений или изображений. Также доступны большие и меньшие матричные дисплеи.
Транзисторы (PNP и NPN)
Транзисторы являются основой современной электроники. Как PNP (положительный, отрицательный, положительный), так и NPN (отрицательный, положительный, отрицательный) транзисторы управляются электрическим током и действуют как цифровые переключатели — используются в цепях цифровой логики и усиления сигнала. Каждый тип транзистора имеет базу, коллектор и эмиттер.
Хотя они почти идентичны, различие заключается в том, что они имеют совершенно противоположные полярности. PNP вытекает из эмиттера в разъем. NPN поступает от коллектора к эмиттеру. Если вам нужна простая мнемоника, запомните это:
NPN: NВетхий Завет пя подписалN
Нажать кнопку
Кнопка представляет собой простую кнопку, которая создает или разрывает электрический контакт при нажатии. Вы можете запрограммировать такой тип прерывания в цепи на любое количество различных эффектов в зависимости от проекта, но может включать в себя такие вещи, как: бросание игральных костей (для отображения на ЖК-дисплее или точечной матрице), звучание пьезо-зуммера или запуск / остановка Светодиодное световое шоу.
Вы также можете столкнуться с терминами «NO» или «NC» при работе с переключателями и реле: они означают «нормально разомкнутый» (соединение обычно не выполняется, и его нужно активировать для установления соединения) и «нормально замкнутый» (соединение обычно делается так, чтобы протекал ток — переключатель должен быть нажат перерыв связь).
диод
Диод пропускает электрический ток только в одном направлении. Обычно это используется для защиты компонентов или цепей от обратного всплеска тока, например, от двигателя, который продолжает вращаться после отключения питания.
Мужские джемперы
Перемычки предназначены для соединения на макетной плате, а также от макетной платы к самой Arduino. Стартовый комплект включает в себя несколько цветов, и хотя цвет не имеет значения, это отличный способ организовать ваши проекты.
Обычный вопрос для начинающих — как выполнить проект, если у вас есть перемычки, которые не соответствуют цветам диаграммы, которую вы используете для его построения. Цвета только для целей организации, и они действительно не имеют значения. Однако вы можете принять правило использования красного для + ve power и черного для заземления, поскольку это универсальный стандарт (но, опять же, он не влияет на функциональность).
Пьезо зуммер
Пьезо-зуммер — это просто простой динамик, который может подавать разные тона. Сам динамик издает сплошной тон, когда он подключен к источнику питания, но вы можете запрограммировать их в коде, чтобы изменить длину и частоту испускаемых звуков. Джеймс использовал его для создания простой системы сигнализации Arduino
,
Итак, если вы новичок в замешательстве, как я, это должно дать вам представление о том, какие компоненты в вашем наборе и как мы будем их использовать. В ближайшие недели мы будем углубляться в каждую неделю, пока у нас не появится возможность заняться некоторыми проектами с использованием этих компонентов.
Что я упустил? Есть ли в вашем комплекте предмет, который вы не можете идентифицировать? Снимите нам описание или ссылку ниже в комментариях. Кроме того, есть ли у вас какие-либо проблемы с начинающими, связанными с Arduino? Дайте нам знать, и мы могли бы написать в следующем выпуске.
Как сделать простой диммер для управления светом со смартфона на Ардуино
На модуле Ардуино Нано можно построить простой диммер, при помощи которого можно на расстоянии управлять не только включением и выключением света, но и его яркостью. Все управление производится с вашего смартфона без каких-либо пультов управления. Схема несложная и вполне повторима даже начинающим радиолюбителем.
Понадобятся следующие детали
- Ардуино Нано — http://ali.pub/5idze0
- Модуль Bluetooth HC-05 — http://ali.pub/5idzbv
- Симистор BTA16 или BT139 — http://ali.pub/5idzai
- Оптрон EL817 или PC817 — http://ali.pub/5idzo4
- Оптопара с симисторным выходом MOC3020 или MOC3021 — http://ali.pub/5idzgx
- Диодный мост — http://ali.pub/5idzr8
- Резисторы 47 кОм, 1 кОм, 100 Ом, 200 R — http://ali.pub/5h6ouv
Схема и прошивки
По левую часть Ардуино собран детектор нуля. Он дает сигнал модулю когда синусоидальная волна проходит нулевую отметку, переходя из положительной в отрицательную.
По правую сторону собран симисторный ключ с гальванической развязкой на оптопаре. Также подключен блютуз модуль к Ардуино.
Прошивка для Ардуино и приложение для телефона в архиве:
downloads.zip [3,6 Mb] (cкачиваний: 5)
Приложение нужно предварительно скопировать в память телефона любым удобным для вас способом.
Делаем простой диммер на Arduino Nano
Первым делом запрограммируем Ардуино Нано. Зальем прошивку так сказать.
Ардуино устанавливаем на плату при помощи колодок. Это дает возможность в любой момент его снять с платы.
В плате сверлим отверстия и устанавливаем диодный мост.
Устанавливаем оптрон и резисторы в цепи детектора нуля.
Устанавливаем и припаиваем колодку блютуз модуля.
Вид пайки снизу. Длинные проводники выполнены монтажным проводом.
Запаиваем оптопару с симистором.
Берем блютуз модуль.
Устанавливаем его в колодку на плате.
Подключаем вилку с проводом и нагрузку в виде лампы накаливания.
Ардуино будем питать от отдельного блока 5 В. Подключим его через микро USB.
На этом все, диммер готов к работе.
Проверка диммера
Устанавливаем приложение на смартфон.
Подключаемся по блютуз к диммеру.
Теперь можно управлять яркостью света.
Двигаем ползунок в приложении и яркость лампы увеличивается от нуля.
И до полной яркости.
Смотрите видео
Оптоизолятор— Оптопара с оптоизолятором Arduino
— Оптопара с Arduino — Обмен электротехническими стекамиСеть обмена стеков
Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.
Посетить Stack Exchange- 0
- +0
- Авторизоваться Подписаться
Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.
Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществуКто угодно может задать вопрос
Кто угодно может ответить
Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх
Спросил
Просмотрено 897 раз
\ $ \ begingroup \ $Я пытаюсь ввести 12 В на входы Ardunio Digital.Но поскольку максимальное напряжение цифрового входа Arduino составляет 5 В, я хотел бы использовать оптопару в качестве переключателя для входа 12 В на 5 В от самой Arduino.
Итак, у меня есть P621 Opto, но меня мало беспокоит оптическая ручка 12V ??
Также для оптосов как вход, так и выход могут выдерживать одинаковое напряжение ??
Я только новичок, так как не очень понимаю технический жаргон из таблиц данных.
Создан 10 фев.
\ $ \ endgroup \ $ 5 \ $ \ begingroup \ $Думайте в терминах тока.Вы хотите, чтобы входное напряжение вызывало прохождение через светодиод около 10 мА. Светодиод упадет на 1-2 вольта, поэтому (12-2) /0.01 = 1k.
Выходной транзистор будет вырабатывать ток, который нужно преобразовать в напряжение с помощью резистора. Для низкоскоростных сигналов хорошим выбором будет 10k.
Обратите внимание, что эта схема инвертирует сигнал, 12 В вызовет логический ноль. Это легко сделать с помощью программного обеспечения. Или вы можете поменять местами R2 и Q1, чтобы получить неинвертированный сигнал.
смоделировать эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab
Создан 10 фев.
Маттман9448,82311 золотых знаков1111 серебряных знаков3131 бронзовый знак
\ $ \ endgroup \ $ 4 \ $ \ begingroup \ $Но меня мало беспокоит оптическая ручка 12В ??
.
В электрических характеристиках указано, что он может принимать до 24 В. Таким образом, 12 В находится в допустимом рабочем диапазоне.
Также для оптосов как вход, так и выход могут выдерживать одинаковое напряжение ??
Светодиод может работать и от 12 В. Важно правильно подобрать размер последовательного резистора, чтобы не нарушался рекомендуемый прямой ток светодиода.
Также вы можете подумать о размещении диода в обратном направлении поперек оптического светодиода для защиты от обратного напряжения
Создан 10 фев.
Пользователь3236938,94144 золотых знака1818 серебряных знаков4848 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ 2язык-с
Электротехнический стек Exchange лучше всего работает с включенным JavaScriptВаша конфиденциальность
Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.
Принимать все файлы cookie Настроить параметры
Оптически изолированный модуль аналогового ввода для Arduino
Это изолированный модуль аналогового ввода, который полезен для сопряжения аналоговых сигналов различных типов, исходящих от аналоговых датчиков и полевых устройств.Модуль очень полезен для управления процессом, автоматизации производства, промышленных приложений и т. Д. С помощью этого модуля очень легко подключить аналоговое напряжение, аналоговый датчик к Arduino или другим микроконтроллерам с оптической изоляцией. Для схемы требуется два источника питания для входной и выходной сторон. Модуль принимает аналоговый вход 0–5 В и обеспечивает оптически изолированный выход 0–3,3 В . Схема также может быть сопряжена с датчиком 10 В, для входа от 0 до 10 В измените резистор R3 на 1.8К и на выходе будет тот же 0 до 3,3В . Входная и выходная стороны рабочего источника питания составляют 5 В постоянного тока. Подключите датчик или аналоговое напряжение ко входу этого модуля и подключите выход к аналоговому выводу Arduino или АЦП любого микроконтроллера. Схема основана на оптически изолированном линейном оптроне. Напряжение развязки между входом и выходом составляет 3750В . IC1 LM358 используется в качестве сервомеханизма с обратной связью для измерения тока фотодиода и управления светодиодами оптопары.IC2 — это линейный оптопара, а IC3 LM358 — формирователь сигнала для фототранзистора. D1 — индикатор питания для источника питания со стороны входа.
Однолинейный оптрон LOC110 оснащен инфракрасным светодиодом, оптически соединенным с двумя фотодиодами. Один фотодиод обратной связи (входной) используется для генерации управляющего сигнала, который обеспечивает сервомеханизм для тока возбуждения светодиода, таким образом компенсируя нелинейные временные и температурные характеристики светодиода. Другой (выходной) фотодиод выдает выходной сигнал, линейный по отношению к току серво светодиода.ИС отличается широкой полосой пропускания, высокой изоляцией входа и выхода и отличной линейностью сервоприводов.
Элемент
- Рабочий источник питания для входной и выходной стороны составляет 5 В постоянного тока
- Потребление тока 10 мА
- Диапазон входного аналогового сигнала от 0 до 5 В
- Для аналогового датчика от 0 до 10 В, измените R3 на 1,8 кОм
- Выход от 0 до 3,3 В / 10 мА
- Размеры печатной платы: 45,56 x 13,97 мм
Схема
Список деталей
Подключения
Гербер Вью
Фото
Видео
LOC110 Лист данных
LOC1107.Оптоизолятор: простой способ электрически разделить части схемы
В тех случаях, когда вам нужна полная изоляция между двумя цепями, при обеспечении базового взаимодействия типа включения / выключения, вы можете использовать оптоизолятор (также известный как «оптопара»). «).
Недостатки реле
В качестве примера рассмотрим реле. С помощью реле вы можете управлять цепью высокого напряжения / тока, используя маломощный сигнал, генерируемый маломощной цепью.
Реле работает хорошо, но это шумный электромеханический компонент. Помимо щелкающего звука, который является результатом механического движения соленоида, который соединяет две токопроводящие площадки реле, вы также должны учитывать короткий конечный срок службы компонента.
Все это означает, что любое устройство, содержащее электромеханическое реле, подвержено износу механических частей, относительно низкой скорости включения / выключения и электрическому шуму, создаваемому катушкой при каждом изменении тока.
Реле также громоздки по сравнению с большинством других частей электронного устройства.
Преимущества оптоизолятора
Оптоизолятор решает все эти проблемы.
Обычно оптоизолятор представляет собой небольшую интегральную схему, которая выглядит как любая другая ИС на вашей печатной плате.
Ниже приведен пример: ILD205T от Vishay.
Оптрон ILD205T от Vishay
Интегральные схемы оптоизоляторов часто содержат несколько каналов.Это означает, что вы можете управлять несколькими цепями высокой мощности от одного и того же оптоизолятора. Они обеспечивают полную электрическую изоляцию между двумя цепями, поскольку принцип работы легкий, а не электромагнетизм через катушку.
Анатомия оптоизолятора
Внутри микросхемы оптоизолятора вы найдете светодиод, излучающий свет в ближнем инфракрасном диапазоне, и фотосенсор, чувствительный к этому свету. Между этими двумя компонентами находится закрытый оптический канал, который направляет свет от светодиода к датчику.Есть также электроника, которая используется для электрического сопряжения светодиода и датчика с соответствующими сторонами внешних цепей.
На схеме ниже (из Википедии) вы можете увидеть входные контакты 1 и 2, которые управляют встроенным светодиодом, и выходные контакты 3 и 4, которые управляются фотодиодом или подобным фоточувствительным компонентом.
Что касается допусков, оптоизоляторы могут быть впечатляющими. Небольшой дешевый (~ 4 доллара) обычный оптоизолятор, такой как ILD205T, поставляется в корпусе SMD SOIC-8, содержит два канала, требует всего 10 мА (и может выдерживать до 100 мА) для включения встроенного светодиода при 6 В.На выходе он может управлять нагрузкой до 70 В. Оптоизолятор может работать с дифференциальным напряжением до 4000 В.
Вот техническое описание широко используемого оптоизолятора ILD205T.
Приложения для оптоизоляторов
Что вы можете сделать с оптоизолятором, чего вы не можете эффективно (или вообще) сделать с реле? Управление двигателем постоянного тока без привода двигателя, PWD мощных светодиодов — несколько примеров. Еще одно хорошее применение этого устройства — защита вашего Arduino.Все, что связано с двигателями, сетевым питанием и часто с радиоприемниками, может выиграть от оптоизоляторов.
2-канальный релейный модуль постоянного тока 5 В с триггером низкого уровня оптопары Расширяет
1. Сроки обработки заказа
Все заказы обрабатываются в течение 24 часов после их размещения. Обычно мы отправляем заказы на следующий день. Заказы выходного дня отправляются в следующий понедельник. Вы получите электронное письмо с подтверждением доставки от нашей системы, когда информация о доставке будет загружена.
2. Бесплатная доставка для ВСЕХ заказов
Обычно мы отправляем заказы с бесплатной доставкой, без требований к минимальной сумме заказа. Вы можете проверить, доступен ли метод бесплатной доставки в вашу страну, в разделе доставки ниже.
Если вы не найдете свою страну в зоне доставки, напишите по адресу [email protected] , и наши сотрудники отдела продаж свяжутся с вами как можно скорее.
Дистрибьюторам, пожалуйста, свяжитесь с нами по адресу [email protected] для получения более подробной информации о доставке.
3. Зона доставки
Азия
САР Гонконг, Япония, САР Макао, Малайзия, Филиппины, Россия, Сингапур, Южная Корея, Таиланд, Объединенные Арабские Эмираты, Вьетнам и т. Д.
Европа
Австрия, Бельгия, Чехия, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Греция, Венгрия, Ирландия, Италия, Литва, Люксембург, Монако, Нидерланды, Норвегия, Польша, Португалия, Румыния, Словакия, Словения, Испания, Швеция, Швейцария, Турция , Украина, Великобритания и др.
Океания
Австралия, Новая Зеландия
Северная Америка
Канада, Мексика, США
4.Как мне отследить свой заказ?
ПОЛУЧИЛ АККАУНТ SUNFOUNDER?
Easy Peasy! Войдите в свою учетную запись через интернет-магазин, проверьте статус выполнения по вашему недавнему заказу. Если заказ был выполнен, нажмите на информацию о заказе, и вы можете найти здесь информацию для отслеживания.
У МЕНЯ НЕТ АККАУНТА
Как только ваш заказ будет упакован и отправлен, вы получите электронное письмо с подтверждением доставки. После этого вы сможете отслеживать свой заказ по ссылке для отслеживания в электронном письме.Если вы еще не получили электронное письмо, свяжитесь с нами по телефону service @ sunfounder.com , и наши сотрудники отдела продаж свяжутся с вами как можно скорее.
5. Способ доставки и сроки доставки
DHL (заказы на сумму более 300 долларов США)
Срок поставки: 3-7 рабочих дней
Отследить можно на http://www.dhl.com/ или https://www.17track.net/ru
UPS (заказы на сумму более 300 долларов США)
Срок поставки: 3-7 рабочих дней
Отследить можно на https://www.ups.com/track или https: // www.17track.net/en
USPS
Срок доставки: 7-12 рабочих дней
Отследить можно на https://www.usps.com/ или https://www.17track.net/ru
ЗАРЕГИСТРИРОВАННАЯ АВИАПОЧТА
Срок доставки: 12-15 рабочих дней
Отследить можно на https://www.17track.net/ru
* Срок поставки — это примерные сроки доставки, предоставленные нашими партнерами по доставке и действующие с точки отправки, а не с точки продажи. После того, как ваша посылка покинет наш склад, мы не сможем контролировать какие-либо задержки после этого момента.
6. Таможенные и импортные сборы
Например, товары, которые вы покупаете на нашем сайте, не могут быть просто доставлены бесплатно из страны в страну. Когда товары импортируются в другую страну или на другую таможенную территорию, взимается сбор, называемый таможенными пошлинами. Это взимается местным таможенным органом, в который ввозятся товары.
Если таможенная пошлина уплачивается на вашей территории, вы должны будете уплатить ее властям, поэтому SunFounder не участвует в этом процессе.Будет ли уплачена таможенная пошлина и в какой степени это зависит от множества разных вещей. Например, во многих странах существует «порог низкой стоимости», ниже которого они не взимают никаких таможенных пошлин.
Если вам все же необходимо уплатить таможенную пошлину, сумма, подлежащая уплате, обычно рассчитывается на основе стоимости товаров и типа импортируемых товаров.
И ЕСЛИ Я НЕ ПЛАТУ ТАМОЖЕННЫЕ ПОШЛИНЫ?
Если по какой-либо причине вы отказываетесь от уплаты таможенного сбора, и посылка возвращается нам обратно.Если вы все еще не уверены, будут ли с вас взиматься таможенные сборы, мы рекомендуем связаться с вашей местной таможней для получения дополнительной информации перед размещением заказа!
Измерьте скорость двигателя (об / мин) с помощью оптопары и диска энкодера
При создании автомобиля-робота важно контролировать скорость вращения колес. Однако, прежде чем мы сможем контролировать скорость, нам нужно уметь ее измерить. Один из самых простых и популярных способов измерения скорости — это оптрон и колесо энкодера.Большинство комплектов Smart Car поставляются с включенными колесами кодировщика, и я уже сделал Учебное пособие о том, как подключить оптопару к Arduino. Теперь я покажу вам, как можно использовать оптопару для измерения скорости вращения колеса.
Шаг 1: Компоненты- Одна плата, совместимая с Arduino (я использую Arduino Nano, потому что она у меня есть, но подойдет любая другая)
- Один модуль оптопары с компаратором LM393 с цифровым выходом ( Изображение 2 )
- Одно шасси Smart Car по крайней мере с одним двигателем постоянного тока и поворотным энкодером (, рис. 3 )
- 3 перемычки «гнездо-гнездо»
- Подключите Power ( Красный провод ) и Ground ( Черный провод ) к модулю оптопары ( Изображение 1 и 2 )
- Подключите Data ( Серый провод ) к цифровому контакту модуля оптопары ( рисунки 1 и 2 )
- Подключите другой конец провода Ground ( Черный провод ) к Ground pin Arduino Плата ( Изображение 3 )
- Подключите другой конец провода Power ( Красный провод ) к контакту питания 5V платы Arduino ( Изображение 3 )
- Подключите другой конец провода Data ( Серый провод ) к Цифровому контакту 2 платы Arduino ( Рисунок 4 )
- На рисунке 5 показано, где находятся контакты Ground , 5V Power и Digital 2 контактов Arduino Nano .
Установите оптопару на Smart Car так, чтобы колесо кодировщика было вставлено в слот оптопары ( изображения 1, 2 и 3 )
Шаг 4: Запустите Visuino и выберите тип платы ArduinoЧтобы начать программировать Arduino, вам потребуется установить Arduino IDE отсюда: http://www.arduino.cc/.
Имейте в виду, что в Arduino IDE 1 есть некоторые критические ошибки.6.6.
Убедитесь, что вы установили 1.6.7 или выше, иначе это Учебное пособие не будет работать!
Также необходимо установить Visuino : https://www.visuino.com.
- Запустите Visuino , как показано на первом рисунке
- Нажмите кнопку « Tools » на компоненте Arduino ( Рисунок 1 ) в Visuino
- Когда появится диалоговое окно выберите Arduino Nano , как показано на Изображение 2
- Введите « freq » в поле «Фильтр» на панели инструментов компонентов, затем выберите компонент « Freq Meter » (, рисунок 1, ) и поместите его в область разработки
- Подключите « Out » «выходной контакт канала Digital [2] компонента Arduino к входному контакту» In «компонента FrequencyMeter1 ( Изображение 2 )
- Подключите» Out » выходной контакт компонента FrequencyMeter1 к входному контакту « In » канала Serial [0] компонента Arduino (, изображение 3 )
- В Visuino , нажмите F9 или нажмите кнопку, показанную на Изображение 1 , чтобы сгенерировать код Arduino, и откройте Arduino IDE
- В Arduino IDE нажмите Загрузить кнопку, чтобы скомпилировать и загрузить код ( Рисунок 2 )
На Рисунок 1 вы можете увидеть завершенный и активированный проект.
- В Visuino выберите Serial Port и нажмите кнопку Connect ( Рисунок 3 )
- В Serial Terminal вы увидите расстояние, измеренное датчиком ( Рисунок 4 )
- Если вы щелкнете по вкладке Scope , вы также сможете увидеть значения, нанесенные в Scope ( Рисунок 5 )
Поздравляем! Вы научились измерять скорость вращения двигателя с помощью оптопары и колеса энкодера.
На рис. 2 вы можете увидеть полную диаграмму Visuino .
Поскольку колесо энкодера имеет несколько отверстий, оно генерирует несколько импульсов за один оборот. В моем колесе 20 отверстий, поэтому оно генерирует 20 импульсов. Чтобы правильно преобразовать результат в об / мин (оборотов в минуту), вам нужно будет разделить измеренное значение на 20. Посмотрите на на следующем шаге , чтобы узнать, как это сделать.
Шаг 8: В Visuino: добавьте и подключите компонент «Делить по значению»- Щелкните правой кнопкой мыши по соединению между выводом « Out » компонента FrequencyMeter1 и последовательным портом ( Изображение 1 )
- В меню выберите « Disconnect link », чтобы отключить » Out «вывод компонента FrequencyMeter1 ( Рисунок 1 )
- Введите» divid «в поле Filter панели Component Toolbox, затем выберите компонент» Divide By Value «( Picture 2 ) и поместите его в область дизайна.
- Подключите выходной контакт « Out » компонента FrequencyMeter1 к входному контакту « In » компонента DivideByValue1 ( Рисунок 3 )
- Подключите выходной контакт « Out » компонента DivideByValue1 к входному контакту « In » последовательного порта [0] cha nnel компонента Arduino ( Изображение 4 )
- В Инспекторе объектов установите значение свойства « Value » на « 20 » ( Изображение 5 )
- Сгенерируйте, скомпилируйте и загрузите код Arduino, как вы делали в шаге 6
- Если вы запустите проект и подключитесь к Arduino через последовательный порт, как вы это делали на шаге 7 , , вы увидите скорость отображается в об / мин
Поздравляем! Вы узнали, как измерить скорость двигателя и преобразовать ее в об / мин (число оборотов в минуту).
Picture показывает полную диаграмму Visuino .На видео вы можете увидеть работающий проект до того, как добавлено разделение по значению. Окончательный проект выглядит и работает так же, за исключением того, что отображаемые значения будут разделены на 20.
Также прилагается проект Visuino , который я создал для этого учебника. Вы можете загрузить и открыть его в Visuino : https://www.visuino.com
Как защитить выходные контакты Arduino с помощью оптопар
Иногда использование прямого соединения между arduino и некоторыми устройствами, такими как транзисторы, реле и т. Д., Может привести к повреждению ваших контактов (подумайте, если у вас короткое замыкание, и ваш контакт приводит к току, превышающему его максимальный ток, около 40 мА).Таким образом, использование оптрона может быть хорошей идеей, потому что это устройство разделяет вывод Arduino и остальную цепь с помощью света. Наиболее распространенный тип конструкции состоит из светодиода и фототранзистора. Например, используемая нами модель PC 123 содержит IRED (инфракрасный светодиод), оптически связанный с фототранзистором.
Поскольку напряжение на выводе составляет 5 В, мы должны выбрать резистор между выводом и светодиодом, чтобы получить точное значение I F (20 мА), ток, поддерживаемый выводом.
На стороне транзистора, если у нас есть устройство, которое потребляет менее 20 мА, мы можем подключить его между истоком и коллектором, потому что эмиттер должен быть подключен к земле (транзистор npn).
Но большинство устройств превышает 20 мА, поэтому мы сделаем схему, как на картинке ниже:
R F используется для ограничения тока I F до значения 20 мА (мы использовали резистор 220 Ом). Часть OUT работает как делитель напряжения, когда транзистор заблокирован, у нас есть 5 В на выводе OUT, а когда он поляризован, эквивалентно замкнутому контакту, поэтому напряжение на выводе OUT почти равно нулю.
Когда транзистор (от оптопары) поляризован, он пропускает ток Ic , который не должен превышать значение 20 мА (предел из таблицы данных) (для этого R).
Как вы можете видеть, эта схема перевернута, когда у нас есть 5 В на выводе Arduino (состояние ВЫСОКОЕ), вывод ВЫХОДА — НИЗКИЙ. В примерах 1 и 2 (рисунок выше) мы устранили это неудобство, используя биполярный транзистор pnp и полевой МОП-транзистор с p-каналом. Эти транзисторы заблокированы, когда у них 5 В на базе и затворе, и поляризованы, когда у них 0 В на базе и затворе.
В качестве транзистора используются биполярный транзистор Дарлингтона TIP147 и P-канальный полевой МОП-транзистор IRF4905 . При управлении индуктивной нагрузкой всегда используйте транзисторы с обратными диодами .
Если напряжение на выходе OUT отличается от 5 В, необходимо пересчитать значение R.
Программа из видеороликов — это программа «мигания» из примеров с большей задержкой.
Пожалуйста, дайте нам в зоне комментариев любые предложения, которые, по вашему мнению, улучшат статью!
Если вам понравилась статья , нажмите кнопку подписки в социальных сетях, чтобы оставаться на связи с нами!
Ниже у вас есть два коротких видеоролика, одно с биполярным транзистором, а другое с MOSFET-транзистором:
5V 4-канальный релейный модуль с триггером высокого уровня оптопары для Arduino
1.Описание:
Это модуль реле развязки оптопары. Для включения выхода необходим триггерный сигнал высокого уровня.
2. Особенности:
1> .Модуль платы разработки микроконтроллера
2>. Контроллер устройства
3> .Совместимый управляющий сигнал TTL 3,3 В и 5 В
4> .Поддержка контактов NO и NC
5>. Индикатор выхода
6>.Изоляция оптопары
3. Параметры:
1> .Модель: YS-HK4
2> .Рабочее напряжение: 5 В постоянного тока
3>. Контрольный сигнал: сигнал высокого уровня (3,3 В ~ 7 В)
4>. Сигнал запуска: 3 мА ~ 5 мА
5> .Тип выхода: реле (не может выходное напряжение)
6>. Напряжение нагрузки: 0-30 В постоянного тока, 0-250 В переменного тока
7>. Ток нагрузки: 3А (макс.)
8>.Рабочая температура: -20 ℃ ~ 85 ℃
9> .Рабочая влажность: 5% ~ 95% относительной влажности
10> .Размер: 46 * 32 * 15 мм
4. посылка:
1шт 5В 4-канальный релейный модуль
Во-первых, мы должны сказать, что ICStation не принимает никаких форм оплаты при доставке. Раньше товары отправлялись после получения информации о заказе и оплаты.
1) Платеж Paypal
PayPal — это безопасная и надежная служба обработки платежей, позволяющая делать покупки в Интернете.PayPal можно использовать на icstation.com для покупки товаров с помощью кредитной карты (Visa, MasterCard, Discover и American Express), дебетовой карты или электронного чека (т. Е. С использованием вашего обычного банковского счета).
Мы проверены PayPal
2) Вест Юнион
Мы знаем, что у некоторых из вас нет учетной записи Paypal.
Но, пожалуйста, расслабься. Вы можете использовать способ оплаты West Union.
Для получения информации о получателе свяжитесь с нами по адресу [email protected].
3) Банковский перевод / банковский перевод / T / T
Банковский перевод / банковский перевод / способы оплаты T / T принимаются для заказов, общая стоимость которых составляет до долларов США, 500 долларов США, долларов США. Банк взимает около 60 долларов США за комиссию за перевод, если мы производим оплату указанными способами.
Чтобы узнать о других способах оплаты, свяжитесь с нами по адресу orders @ icstation.(с бесплатным номером отслеживания и платой за страховку доставки)
(2) Время доставки
Время доставки составляет 7-20 рабочих дней в большинство стран; Пожалуйста, просмотрите приведенную ниже таблицу, чтобы точно узнать время доставки к вам.
7-15 рабочих дней в: большинство стран Азии
10-16 рабочих дней в: США, Канаду, Австралию, Великобританию, большинство стран Европы
13-20 рабочих дней в: Германию, Россию
18-25 рабочих дней Кому: Франция, Италия, Испания, Южная Африка
20-45 рабочих дней Кому: Бразилия, большинство стран Южной Америки
2.EMS / DHL / UPS Express
(1) Стоимость доставки: Бесплатно для заказа, который соответствует следующим требованиям
Общая стоимость заказа> = 200 долларов США или Общий вес заказа> = 2.2 кг
Когда заказ соответствует одному из вышеуказанных требований, он будет отправлен БЕСПЛАТНО через EMS / DHL / UPS Express в указанную ниже страну.
Азия: Япония, Южная Корея, Монголия. Малайзия, Сингапур, Таиланд, Вьетнам, Камбоджа, Индонезия, Филиппины
Океания: Австралия, Новая Зеландия, Папуа-Новая Гвинея
Европа и Америка: Бельгия, Великобритания, Дания, Финляндия, Греция, Ирландия, Италия, Люксембург, Мальта, Норвегия, Португалия, Швейцария, Германия, Швеция, Франция, Испания, США, Австрия, Канада
Примечание. Стоимость доставки в другие страны, пожалуйста, свяжитесь с orders @ ICStation.com
(2) Время доставки
Время доставки составляет 3-5 рабочих дней (около 1 недели) в большинство стран.
Поскольку посылка будет возвращена отправителю, если она не была подписана получателем в течение 2-3 дней (DHL), 1 недели (EMS) или 2 недель (заказное письмо), обратите внимание на время прибытия. пакета.
Примечание:
1) Адреса АПО и абонентского ящика
Мы настоятельно рекомендуем вам указать физический адрес для доставки заказа.
Потому что DHL и FedEx не могут доставлять товары по адресам APO или PO BOX.
2) Контактный телефон
Контактный телефон получателя требуется агентством экспресс-доставки для доставки посылки. Сообщите нам свой последний номер телефона.
3. Примечание
1) Время доставки смешанных заказов с товарами с разным статусом доставки следует рассчитывать с использованием самого длительного из перечисленных ориентировочных сроков.
2) Напоминание о китайских праздниках: во время ежегодных китайских праздников могут быть затронуты услуги определенных поставщиков и перевозчиков, а доставка заказов, размещенных примерно в следующее время, может быть отложена на 3–7 дней: китайский Новый год; Национальный день Китая и т.
