एक लंबी केबल पर 5v सिग्नल ट्रांसमिट करना


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मैं यहाँ मदद की माँग कर रहा हूँ क्योंकि मुझे इस पर एक विश्वसनीय उत्तर की आवश्यकता है। मुझे 5v digital pulseकंट्रोल बोर्ड से कुछ दूरी पर स्थित (निकटता) सेंसर से एक माइक्रो-कंट्रोलर के लिए एक इनपुट सिग्नल (कम आवृत्ति ) प्राप्त करने की आवश्यकता है ।

मैं महत्वपूर्ण बिंदुओं का आयतन करूँगा।

  • अधिकतम टीएक्स दूरी: 50 मीटर
  • अधिकतम डिजिटल पल्स आवृत्ति: 10 हर्ट्ज
  • सेंसर की वोल्टेज सीमा: 5 से 30 v (यह आपूर्ति के समान वोल्टेज का उत्पादन करता है)
  • माइक्रो-नियंत्रक के लिए अधिकतम इनपुट: 5 वी

एक साधारण, समान अनुप्रयोग के लिए, यह वही है जो मैंने पहले किया है; सेंसर को 12 वी के साथ आपूर्ति की जाती है। दूसरे छोर पर, पल्स (जो अब 0-12v है) को माइक्रो-नियंत्रक को 7805 नियामक के माध्यम से खिलाया जाता है। यह ठीक काम किया, लेकिन किसी ने मुझे बताया कि विधि अच्छी नहीं है और विश्वसनीय अनुप्रयोगों के लिए अनुकूल नहीं है। मुझे यह भी लगता है कि यह बदसूरत है, लेकिन मैं हार्डवेयर के साथ बहुत गड़बड़ करने की उम्मीद नहीं करता हूं, अलग सर्किटरी आदि का निर्माण कर रहा हूं ... क्या कोई किसी भी बेहतर समाधान का प्रस्ताव कर सकता है (या मेरे साथ सहमत: डी)।

मुझे बहुत पसंद है अगर मुझे किसी भी सर्किटरी का निर्माण नहीं करना है। यदि संभव नहीं है, तो कम से कम बहुत सरल एक! (हार्डवेयर जटिलता के अर्थ में सरल। एक सर्किट जिसे पीसीबी की आवश्यकता नहीं है, यहां और वहां सिर्फ दो तारों। यही कारण है कि मुझे 7805 समाधान पसंद है)। हालाँकि (दुर्भाग्य से) सर्वोच्च प्राथमिकता विश्वसनीयता के लिए दी जानी है।


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मैं नहीं देखता कि आप अपने 7805 समाधान के साथ क्यों नहीं रह पाए। मुझे संदेह है कि जो लोग इस एप्लिकेशन में इसके उपयोग के बारे में आपको धोखा देते हैं, वे ऐसा इसलिए कर रहे हैं क्योंकि उनके पास वोल्टेज नियामक के कुछ गैर पारंपरिक उपयोग को स्वीकार करने में कठिन समय है। मुझे विश्वसनीयता के साथ कोई समस्या नहीं दिखती है, लेकिन आउटपुट और जीएनडी के बीच एकल छोटे 0.1uF संधारित्र के अलावा स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए प्रोत्साहित करेगा। 10Hz प्रतिक्रिया दर पर मुझे नहीं लगता कि जोड़ा संधारित्र सेंसर पल्स को प्रतिक्रिया देने में कोई समस्या देगा जब तक कि 100msec पल्स दर की तुलना में पल्स बहुत संकीर्ण नहीं है।
माइकल करस

@MichaelKaras महान !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
कोडनेम SC SC

जवाबों:


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एक अनुशंसित दृष्टिकोण optocoupler एक तुलनित्र (जैसे। के बाद उपयोग करने के लिए किया जाएगा LM339 ऐसे फेयरचाइल्ड अर्ध के रूप में), या बेहतर, एक एकीकृत हिस्सा FODM8071 लॉजिक गेट उत्पादन optocoupler

ऑप्टोकॉपलर के कारण की सिफारिश की जाती है :

50 मीटर केबल पर एक जमीन संभावित अंतर होने की संभावना है, लंबी केबल पर ईएमआई लेने की संभावना भी। ऑप्टोकॉप्लर किसी भी ग्राउंड लूप / संभावित बेमेल चिंताओं को समाप्त कर देता है, साथ ही सेंसर की आपूर्ति वोल्टेज को माइक्रोकंट्रोलर से मिलान करने की आवश्यकता होती है।

ऑप्टो का उपयोग सेंसर सर्किट के लिए ईएमआई शोर संवेदनशीलता को कम करने के लिए एक उच्च वोल्टेज का उपयोग करने की अनुमति देगा।

ऊपर सुझाए गए विशिष्ट फेयरचाइल्ड भाग का अतिरिक्त लाभ इसकी उच्च शोर उन्मुक्ति है। यह एक और अधिक स्थिर संकेत अधिग्रहण में परिणाम होगा, महत्वपूर्ण दूरियों को शामिल किया गया।

FODM8071 एक 5-पिन लीड वाला SMT हिस्सा है, इसलिए इसका उपयोग करना अनिवार्य रूप से किसी भी अतिरिक्त सर्किट का निर्माण नहीं करने जैसा है - आप इस भाग को और इसके कुछ समर्थन घटकों को डेडबग स्टाइल तक डिस्क्राइब कर सकते हैं , यदि आपको पसंद है, या उन्हें एक प्रोटो पर एक साथ रख सकते हैं। -बोर्ड पीसीबी।


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यह शायद सबसे अच्छा समाधान है, लेकिन अगर केबल में एक ग्राउंड कंडक्टर है, तो मुझे नहीं लगता कि संभावित बेमेल महत्वपूर्ण होगा। मैं एक प्रतिरोधक विभक्त की कोशिश करूँगा, यह सबसे सरल समाधान है, या नीचे का ज़ेनर समाधान और भी अधिक सटीक है।
व्लादिमीर क्रैवेरो

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सूक्ष्म अंत पर ऑप्टो निश्चित रूप से अधिक सुंदर विचार है, मैं पागल हो सकता हूं (टेलीकॉम / लाइटनिंग / ईएमसी के साथ अनुभव) और ऑप्टो को आवारा / रिवर्स / वोल्टेज से बचाने के लिए कुछ सुरक्षा डायोड / ट्रैन्ज़ोरब जोड़ें। सामान्य तौर पर लाइन के नीचे एक बड़ा सिग्नल भेजना बेहतर होता है (12v भेजें और माइक्रो एंड पर इससे निपटें) बल्कि छोटे सिग्नल के साथ शुरू करें और इसे मज़बूती से प्राप्त करने के लिए संघर्ष करें। यह आपके कारण (शोर उन्मुक्ति) में भी मदद कर सकता है यदि आपका सेंसर 100Ohm टर्मिनेशन रोकनेवाला के माध्यम से लाइन, ईजी के नीचे कुछ करंट चला सकता है। उदाहरण के लिए RS485 / RS422 मानक देखें।
जॉन यू १

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@CodenamedSC: "मिडी माइक्रोकंट्रोलर" या "मिडी योजनाबद्ध" खोजें। हजारों चीजें वहां से निकलती हैं। आगे के शोध के लिए एक और दिशा वर्तमान लूप है , मिडी इस तरह का सरल उदाहरण है।
फिल फ्रॉस्ट

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आपके लिए कुछ Google / विकिपीडिया खोज शब्द: MIDI, DMX, RS-232, RS-485, RS-422, 20mA वर्तमान लूप, अंतर सिग्नलिंग।
जॉन यू १

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यह संभवतः प्रश्न में आवेदन के लिए ओवरकिल है, हालांकि जैसा कि उल्लेख किया गया है कि ऐसे आवेदन हैं जहां अतिरिक्त लागत और जटिलता का वारंट है।
क्रिस स्ट्रैटन

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50 मीटर से अधिक 10 हर्ट्ज को स्थानांतरित करना एक कठिन समस्या नहीं है, इसलिए आपको यह करने के कई तरीके मिलेंगे। एक समाधान के लिए लगभग उतना ही जितना आप पहले थे, मैं एक साधारण जेनर सर्किट का सुझाव दूंगा।

यहां छवि विवरण दर्ज करें

पहले की तरह, आप अपने सेंसर को 5 वी। 6 - 12 वी से ऊपर के वोल्टेज के साथ आपूर्ति करेंगे, और इस सीमित सर्किट को वोल्टेज को अपने डाउनस्ट्रीम सर्किट के साथ संगत स्तर तक कम करने दें। आपको अपने सेंसर सर्किट के अधिकतम (या वांछित) आउटपुट वर्तमान और आपके द्वारा चुने गए सेंसर वोल्टेज के आधार पर आर 1 के मूल्य को समायोजित करने की आवश्यकता होगी। लागत 7805 समाधान के बहुत करीब हो सकती है, आप किस ज़ेनर के आधार पर चुनते हैं।

एक अन्य जवाब में सुझाए गए ऑप्टोकोप्लर की तरह, यह केबल पर प्रेरित उच्च-वोल्टेज ट्रांसजेंडर के खिलाफ सुरक्षा प्रदान करता है, क्योंकि जेनर डायोड इन ट्रांजिस्टर को जमीन पर धकेल सकते हैं। ऑप्टोकॉप्लर सर्किट भेजने और प्राप्त करने वाले सिस्टम के बीच जमीनी छोरों को तोड़ सकता है, लेकिन अगर आपका 7805 समाधान काम कर रहा है तो जेनर को भी काम करना चाहिए।

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यदि आप थोड़ा और काम करने को तैयार हैं, तो आप इस सर्किट को थोड़ा और विस्तृत बनाकर सुधार सकते हैं:

यहां छवि विवरण दर्ज करें

जोड़ा schottky डायोड आपके डाउनस्ट्रीम सर्किट को नकारात्मक ग्राहकों से बचाता है। ज़ेनर ने ऐसा किया होगा, लेकिन केवल -0.7 वी या इसके बाद के ग्राहकों को सीमित कर दिया होगा। Schottky उन्हें -0.3 या -0.2 V तक सीमित कर देगा, जो डाउनस्ट्रीम डिवाइस के लिए अधिक सुरक्षित होगा यदि यह एक विशिष्ट तर्क गेट है।

जोड़े गए 4.7 यूएफ संधारित्र इनपुट कम होने पर शोर को कम करने में मदद करेंगे।

अंत में मैंने जेनर वोल्टेज को नीचे समायोजित किया, यह सुनिश्चित करने के लिए कि आउटपुट 5 वी लॉजिक गेट के लिए सुरक्षित है, यहां तक ​​कि जेनर वोल्टेज में कुछ बहाव की अनुमति देता है, और इनपुट को चलाने के लिए आवश्यक वर्तमान को कम करने के लिए आर 1 में वृद्धि हुई है।

ये सभी चीजें आपके सेंसर और डाउनस्ट्रीम सर्किट के विवरण को फिट करने के लिए समायोजन के अधीन हैं।

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एक महत्वपूर्ण बिंदु जो मुझे देखने से पहले रात भर सोचने की ज़रूरत थी:

मान लें कि आपके 50 मीटर केबल में एक सिग्नल वायर और एक ग्राउंड (या रिटर्न) वायर होता है, एक ऑप्टोकॉप्लर सामान्य-मोड ट्रांजिस्टर के खिलाफ सुरक्षा करता है (अर्थात, जब सिग्नल और ग्राउंड वायर दोनों एक साथ वोल्टेज प्राप्त करने वाले सर्किट के जमीन के सापेक्ष बदलते हैं), जबकि जेनर सर्किट विभेदक संक्रमणों से बचाता है जहां सिग्नल वायर वोल्टेज जमीन के तार के सापेक्ष बदलता है।

यदि पास की बिजली की हड़ताल से ग्राउंड और सिग्नल वायर एक साथ मिलिसकॉन्ड के लिए 100 V तक कूदने का कारण बनता है, तो आपको अपने रिसीवर को नुकसान से बचाने के लिए ऑप्टोकॉपर सर्किट की आवश्यकता होती है।

लेकिन अगर पास की मोटर स्विचिंग पर सिग्नल वायर को ग्राउंड वायर के ऊपर 30 V तक कूदने का कारण बनती है, तो आपको अपने ऑप्टोकॉपलर को ओवरलोड से बचाने के लिए जेनर सर्किट की आवश्यकता होती है।

बेशक, केबल का प्रकार और इसका वातावरण यह निर्धारित करता है कि इनमें से कौन सा परिदृश्य अधिक संभावना है। यदि आप सामान्य उद्देश्य नियंत्रण तार का उपयोग कर रहे हैं, तो या तो परिदृश्य यथार्थवादी है। यदि आप समाक्षीय केबल का उपयोग कर रहे हैं, तो सामान्य मोड ट्रांज़ेक्टर अधिक होने की संभावना है, लेकिन आपको यह भी विचार करना चाहिए कि जब केबल रिसीवर से जुड़ा नहीं है, तो हैंडलिंग से ईएसडी क्षति की संभावना पर भी विचार करना चाहिए और यदि केबल शुरू में चार्ज हो तो भी प्रभाव जब इसे रिसीवर को प्लग किया जाता है।


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7805 एक बिजली की आपूर्ति है , यह एप्लिकेशन 7805 पर "आदर्श" तरीके से व्यवहार करने की स्थिति में निर्भर करता है, जिसके लिए इसे डिज़ाइन नहीं किया गया है। इसके अलावा, यह वास्तव में समस्या को हल करने के लिए एक अच्छा तरीका नहीं है। 7805 को संचालित करने के लिए कुछ करंट की आवश्यकता होती है (क्या आपका सेंसर स्रोत पर्याप्त करंट कर सकता है? क्या इसे लोड करने से सेंसर का प्रदर्शन बदल जाता है?) और ड्राइव करने के लिए लोड देखना पसंद करता है, और दोलन / तरंग को रोकने के लिए एक स्मूदिंग कैप। Anindo का सुझाव आपके बताए गए आवेदन के लिए काफी समझदार है, फोटॉन का जवाब ठीक है लेकिन एक बहुत ही "स्वच्छ" सिग्नल पथ (कोई सुरक्षा नहीं) मानता है।
जॉन यू १

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@ कॉडेनमेडएससी - मैं वास्तव में आपके विद्युत ज्ञान / समझ में इस बड़े अंतर को नहीं समझा सकता हूं, मेरे पास वास्तव में पर्याप्त समय नहीं है, लेकिन कृपया मुझ पर भरोसा करें 7805 ऐसा करने का एक बहुत ही खराब तरीका है - ऊपर दिए गए दोनों सुझाव हैं काफी बेहतर।
जॉन यू १

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@CodenamedSC, यह सर्किट कार्यात्मक रूप से 7805 विचार के बराबर है। 7805 का मुख्य दोष यह है कि 7805 में केबल पर हस्तक्षेप से उत्पन्न होने वाले संक्रमण को अवशोषित करने की कोई क्षमता नहीं है। या तो यह सर्किट या ऑप्टोकॉपलर सर्किट 100 के वोल्ट में संक्षिप्त ट्रांजिस्टर को संभालने में सक्षम होना चाहिए, जिसके लिए 7805 डिज़ाइन नहीं किया गया है।
फोटॉन

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यह बेहतर उत्तर है। यह सरल है, और प्राप्त करने वाले छोर पर अवरोधक प्रतिबिंब को अवशोषित करने में मदद करेगा, हालांकि बेहतर प्रदर्शन हो सकता है यदि अवरोधक को भेजने वाले छोर पर ले जाया गया था।
क्रिस स्ट्रैटन

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@ChrisStratton मुझे लगता है कि अगर मैं ऑप्टोकॉप्लर का उपयोग कर रहा था, तो मैं इस सर्किट के करीब कुछ जोड़ दूंगा ताकि ऑप्टोकॉप्लर को उड़ाने वाले ग्राहकों को रोका जा सके।
फोटॉन
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