3v3 माइक्रोकंट्रोलर के साथ 20V सिग्नल को इंटरप्रिट करने के लिए यह सर्किट कैसा है

Question

मैंने 3.3 वोल्ट पर चलने वाले एक माइक्रोकंट्रोलर को 12-20V सिग्नल इंटरफ़ेस करने के लिए निम्नलिखित सर्किट डिज़ाइन किया है। सिग्नल 20V ​​या ओपन सर्किट है।

मैं चाहता हूं कि सर्किट यथासंभव लचीला हो। यह ईएमआई और ईएसडी को संभालने में सक्षम होना चाहिए।

• R1 वर्तमान को सीमित करने और ट्रांजिस्टर को बायस करने के लिए है।
• C1 एक कम पास फिल्टर को लागू करना है।
• R2 का उपयोग ट्रांजिस्टर बेस को खींचने और कैपेसिटर C1 को डिस्चार्ज करने के लिए किया जाता है, 20V इनपुट या तो 20V या ओपन सर्किट होता है।
• बेस पर नकारात्मक वोल्टेज से ट्रांजिस्टर की रक्षा के लिए डी 1 का उपयोग किया जाता है।
• R3 को माइक्रोकंट्रोलर पिन ऊपर खींचना है।

इस सर्किट पर किसी भी टिप्पणी और सुधार का स्वागत किया जाता है।

साइड सवाल: अधिकतम पॉजिटिव वोल्टेज व्हाट्सएप इस ट्रांजिस्टर को सहन कर सकता है। डेटाशीट में 100mA होने के लिए चोटी का आधार वर्तमान है। यदि आधार 0.7 वोल्ट पर बनाए रखा जाता है, तो इनपुट 1000 वोल्ट (10k ओम * 100mA) जितना हो सकता है। लेकिन अगर इनपुट 1000 वोल्ट है तो संभावित विभक्त 500 वोल्ट पर बेस बनाता है। और डेटाशीट के अनुसार अधिकतम Vcb 60volts है।

Comments

एमिटर डायोड का आधार प्रतिरोधक डिवाइडर को लोड करेगा, यह आउटपुट वोल्टेज को लगभग 0.7 वी तक सीमित करेगा। तो उच्च इनपुट वोल्टेज मामले में आप इनपुट वोल्टेज की गणना के लिए R2 की उपेक्षा कर सकते हैं। आर 2 के माध्यम से वर्तमान लगभग होगा। 0.7 / 10k = 70uA, इसलिए इनपुट वोल्टेज केवल 100mA × 10k पर निर्भर करेगा। लेकिन कुल शक्ति अपव्यय से सावधान रहें।

— जिप्पी

डायोड रिवर्स बायस्ड है, यह नकारात्मक वोल्टेज के मामले में आचरण करने के लिए है। मुझे वैसे भी कैपेसिटर को डिस्चार्ज करने के लिए R2 की आवश्यकता है।

— हसन नदीम

मैं आंतरिक बेस के बारे में टाइप कर रहा हूं डायोड को। क्या आप परिचित हैं कि BJT कैसे काम करता है?

— जिप्पी

@ जिप्पी मेरा बुरा मुझे लगा कि आप डी 1 के बारे में बात कर रहे थे।

— हसन नदीम

मुझे कार बैटरी / अल्टरनेटर सिग्नल इंटरफेसिंग में भी बहुत दिलचस्पी है, क्या आपने ऑप्टोकॉपर्स का उपयोग करने पर विचार किया है? वे मूल रूप से वही हैं जो आपके यहाँ हैं, एक BJT- शैली इंटरफ़ेस। मैं जेनर डायोड ओवर-वोल्टेज क्लैंपिंग (डिवाइडर के बाद!) और उच्च पर्याप्त प्रतिरोधक मानों के साथ एक साधारण वोल्टेज डिवाइडर का उपयोग करने का इरादा कर रहा हूं ताकि जेनर डायोड लंबे समय तक "चालू" स्थितियों में जीवित रहेगा यदि ऐसा होता है। मैं वोल्टेज spikes से निपटने के लिए प्रत्येक इनपुट पर एक कम ESR फ़िल्टर संधारित्र भी

— रखूंगा

Answer 1

मुझे ठीक लगता है। व्युत्क्रम डायोड D1 एक अच्छा विचार है। यदि आपके पास न्यूनतम 12 वी उपलब्ध है तो आप कुछ हद तक आर 2 को कम करना चाह सकते हैं। इस सर्किट में शायद 2 वी की सीमा है, आप आसानी से आर 2 या डबल आर 1 को आधा कर सकते हैं।

क्षणिक अति-वोल्टेज के मामले में, बेस-एमिटर वोल्टेज (फॉरवर्ड बायस्ड) एक वोल्ट से ऊपर नहीं बढ़ेगा या तो, 100 एमएएच के साथ भी। यह डी 1 के समानांतर एक और डायोड जैसा दिखता है। इस आवेदन में एक BJT के लाभों में से एक। सीमा आर 1 की वोल्टेज रेटिंग होने की अधिक संभावना है।

यदि आप निरंतर ओवरवॉल्टेज पर विचार करना चाहते हैं , तो आपको आर 1 की शक्ति रेटिंग पर विचार करना पड़ सकता है। यदि कुछ बेवकूफ इसे मुख्यों से जोड़ते हैं (हम आमतौर पर मान सकते हैं कि लगभग 240VAC सबसे अधिक वोल्टेज है बेवकूफों की पहुंच बहुत अधिक होगी- उच्च वोल्टेज तक पहुंच वाले बेवकूफ एक स्व-विलोपन समस्या के प्रकार हैं) तो R1 लगभग 6W को भंग कर देगा, इसलिए यह शारीरिक रूप से एक बड़ा हिस्सा होना चाहिए। आप R1 के मान को बढ़ाकर उस मुद्दे को हल कर सकते हैं ताकि एक छोटे हिस्से का उपयोग किया जा सके।

Comments

केवल ओवरवॉल्टेज का स्रोत ईएमआई है। इसलिए मुझे लगता है कि मानक प्रतिरोधक ठीक काम करेंगे। मैंने आपकी टिप्पणी के पहले पैराग्राफ का पालन नहीं किया। मेरे पास न्यूनतम 12 वी उपलब्ध है (यह एक कार बैटरी से आता है) लेकिन मुझे यह नहीं मिला कि आर 2 को कम करने से क्या होगा। विस्तृत करने के लिए परवाह?

— हसन नदीम

यह लगभग 2V पर स्विच करता है, जो थोड़ा कम है (कार बैटरी के लिए 6V काफी कम होना चाहिए), इसलिए हो सकता है कि आप दहलीज को 4V या तो स्थानांतरित करना चाहते हैं। यह थोड़ा शोर उन्मुक्ति जोड़ता है। अक्सर आप इस कारण से औद्योगिक सर्किट में एक श्रृंखला जेनर देखेंगे, लेकिन मुझे लगता है कि इस मामले में सिर्फ एक प्रतिरोधक 2: 1 को बदलना ठीक है।

— 18ro पर Spehro Pefhany

@ सेफ़रोप्रिफैनी एलओएल पर सेल्फ-एलिगेटिंग इडियट्स। केवल अतिरिक्त टिप्पणी प्रतिक्रिया समय है। अपेक्षाकृत बड़ी टोपी और अवरोधक मानों के साथ ओपी यह सुनिश्चित करना चाह सकता है कि सर्किट आवेदन के लिए जल्दी से पर्याप्त प्रतिक्रिया करता है। वह विशेष रूप से लोपास फ़िल्टरिंग का उल्लेख करता है इसलिए वह शायद पहले से ही इस पर विचार कर रहा है, लेकिन डबल-चेक को चोट नहीं पहुंचा सकता है।

— जॉन डी

Answer 2

जब मैंने कुछ "बीहड़" इनपुट की जरूरत पड़ी तो मैंने एक बार खुद एक समान सर्किट डिजाइन किया। हालाँकि, मैंने R1 = R2 = 100k (10k के बजाय) का उपयोग किया। यह वास्तव में R3 = 10K के साथ संतृप्त Q1 में बहुत अधिक इनपुट करंट नहीं लेता है। यदि आप एक ही कोने की आवृत्ति रखना चाहते हैं तो C1 को उसी कारक से कम करें।

यदि आप स्विचिंग विशेषताओं को बेहतर बनाने के लिए कुछ हिस्टैरिसीस चाहते हैं, तो आप Q1 के एमिटर और ग्राउंड के बीच 100or रेसिस्टर लगाने पर विचार कर सकते हैं, और फिर उस जंक्शन पर R2 के निचले सिरे को बांध सकते हैं।

Comments

हिस्टैरिसीस जोड़ने की विधि के लिए +1। यह आश्चर्यजनक है कि सकारात्मक प्रतिक्रिया की सबसे बड़ी कानाफूसी धीमी और / या शोर इनपुट को शांत करने के लिए क्या कर सकती है।

— रसेल मैकमोहन

Answer 3

सर्किट उपयोग की मांग के लिए ठीक लग रहा है।
अत्यधिक चरम पर यह हकलाना हो सकता है।

इनपुट सिग्नल की आवृत्ति प्रतिक्रिया और स्वीकार्य वृद्धि और गिरावट का समय निर्दिष्ट नहीं किया गया था और यदि आवश्यक हो तो जाना जाता है।

Q1 का Vbe ~ = 1V मैक्स पर आधार को क्लैंप करेगा।
I1 को R1-R2 जंक्शन से जमीन तक दो डायोड और इस बिंदु से Q1-base तक एक छोटे अवरोधक (100 ओम) का उपयोग करके सीमित किया जा सकता है ताकि डायोड बड़े पैमाने पर विन ट्रांजिस्टर को लगभग 1.5 - 2 V और ट्रांजिस्टर क्लैम्प बेस पर दबाए। 0.7V कहने के लिए।
उदाहरण: यदि एक क्षणिक ड्राइव 1000V पर इनपुट करता है, तो I_R1 = 100 mA।
यदि आर 1 टॉप के दो डायोड क्लैंप बॉटम 2 वी कहते हैं, बेस करंट तब
(2 वी-वबे) / 100 आर = 13 एमए है।
मानों को सूट करने के लिए समायोजित किया जा सकता है।

प्रतिरोधों में वोल्टेज रेटिंग होती है जो अपव्यय से स्वतंत्र होती है।
बहुत अधिक वोल्टेज पर आर 1 की वोल्टेज रेटिंग महत्वपूर्ण हो जाती है।
R1 में विघटन ~ 1 V = 2 / R है इसलिए R1 = 10K के साथ 100V पर 1 वाट।
1000V R1 में अपव्यय V ^ 2 / R = 1,000,000 / 10,000 = 100 वाट है।
आप लंबे समय तक उस वर्तमान को नहीं रखना चाहेंगे या एक अवरोधक प्रदान करना होगा जो उस स्थिर स्थिति को संभाल सकता है।
यह ESD के लिए आवश्यक नहीं है। यदि आपको कभी ऐसी स्थिति मिली है जहाँ मिलिसेकंड से अधिक समय के लिए बहुत अधिक वोल्टेज कभी-कभी मौजूद हो सकता है तो आप एक स्विच किए गए इनपुट का उपयोग कर सकते हैं जो बहुत उच्च वोल्टेज की स्थिति में बंद हो गया।

यदि उच्च वोल्टेज की स्थिति के अनुकूल होने पर प्रतिक्रिया समय की आवश्यकता नहीं है तो उच्च आर 1 को बढ़ाया जा सकता है।