单片机IO怎么检测外部输入的（9~30V）高电压？

只看该作者 · 2019-6-3 21:38

本帖最后由 lyzjhzdz 于 2019-6-3 21:43 编辑

单片机工作电压是3.3V。现在要通过单片机IO口对外部PLC输入的电压范围9~30V 电压判断出是高电平（1）做出相应动作，对低于9V以下电压判断出低电平（0）做出另一动作。9~30V 电压跟单片机电路不同电源供电。要知道9~30V输入电压是否还要外部地也要输入跟单片机系统地相连？因为不同供电电源是否要对输入电压隔离？因为输入电压超出了单片机工作3.3V电压是否要电阻分压，可电阻分压不一定很准，由于电阻受温度变化分压值会漂移，这样不能和准的做出判断？下图是IO 结构图。感觉有点乱，没有很清晰思维。大家帮我出出主意。谢谢！

只看该作者 · 2019-6-3 21:50

也想用比较器，可是电源不是同一电源能比较吗？

1万 · 2019-6-3 22:02

lyzjhzdz 发表于 2019-6-3 21:50
也想用比较器，可是电源不是同一电源能比较吗？

两个电源是否是共地的？如果共地就用比较器比较即可，将9~30V电压用电阻分压下，比如分压到0.9V~3V，比较器就设定0.9V的参考基准做比较，比较器用与MCU相同的工作电压

只看该作者 · 2019-6-3 22:29

yanwen217 发表于 2019-6-3 22:02
两个电源是否是共地的？如果共地就用比较器比较即可，将9~30V电压用电阻分压下，比如分压到0.9V~3V，比较 ...

不共地，这样是不是用光耦隔离比较好？

1万 · 2019-6-3 22:43

lyzjhzdz 发表于 2019-6-3 22:29
不共地，这样是不是用光耦隔离比较好？

那就光耦隔离下在检测

只看该作者 · 2019-6-4 00:08

本帖最后由 lyzjhzdz 于 2019-6-4 00:12 编辑

现在初步隔离电路如图不能确定 R1 和R2 的阻值，使R1 和R2分压的电压值在9V 以上使光耦导通，以下截至？

只看该作者 · 2019-6-4 10:31

上图分压是R1跟R2分压还是 R1跟R2并R3和发光管后分压？

3万 · 2019-6-4 10:40

本帖最后由 maychang 于 2019-6-4 10:43 编辑

lyzjhzdz 发表于 2019-6-4 10:31
上图分压是R1跟R2分压还是 R1跟R2并R3和发光管后分压？

是 R1跟R2并R3和发光管后分压。
但需要注意：发光管的电压-电流关系是非线性的，绝对不能当成一个电阻看待。
通常，这样的非线性元件，只能用作曲线图的方法来解。当然也可以通过计算解决，但非常麻烦，需要迭代多次。另外一个办法就是仿真，但仿真模型若建立不当，也会出错。

只看该作者 · 2019-6-4 10:51

本帖最后由 lyzjhzdz 于 2019-6-4 10:53 编辑

maychang 发表于 2019-6-4 10:40
是 R1跟R2并R3和发光管后分压。
但需要注意：发光管的电压-电流关系是非线性的，绝对不能当成一个电阻看待 ...

谢谢老师，这电路可行吗？按你说的好像比较麻烦，这样好像给自己找坑

3万 · 2019-6-4 11:03

lyzjhzdz 发表于 2019-6-4 10:51
谢谢老师，这电路可行吗？按你说的好像比较麻烦，这样好像给自己找坑

电阻分压才是给自己找坑。
你本来是要一个非常强的非线性电路：高于9V动作。现在用电阻分压，那就接近线性而不是强非线性了。

你的要求是：“对外部PLC输入的电压范围9~30V 电压判断出是高电平（1）做出相应动作，对低于9V以下电压判断出低电平（0）做出另一动作”

光耦一次压降大约1.1V，和光耦串联一支7.5V或者8.2V的稳压管，再串联限流电阻，即可实现大约9V光耦动作。

只看该作者 · 2019-6-4 11:17

本帖最后由 lyzjhzdz 于 2019-6-4 11:21 编辑

maychang 发表于 2019-6-4 10:40
是 R1跟R2并R3和发光管后分压。
但需要注意：发光管的电压-电流关系是非线性的，绝对不能当成一个电阻看待 ...

老师可以把电阻分压去掉，直接R1连接到发光二极管上（把R2 和R3去掉）如下图的光耦IF和副边的饱和电压图是不是只有把R1电阻增大到是IF电流很少比如 R1为200K 二极管压降是1.2V 这样IF=(9-1.2)/200K=0.039MA ，副边饱和时IC=（3.3-0.4）/5.1K=0.56MA，IC>IF*CRT没有达到饱和状态IO检测电压低于0.7V IO 口认为是低电平。但不能保证高于9V IO端能否检测到高电压？

3万 · 2019-6-4 11:20

lyzjhzdz 发表于 2019-6-4 11:17
老师可以把电阻分压去掉，直接R1连接到发光二极管上（把R2 和R3去掉）如下图的光耦IF和副边的饱和电压图 ...

画出图并且贴出来吧。“如下图”我没有找到。

只看该作者 · 2019-6-4 11:22

如果你是要用在量产的产品上的话，我会建议你，再加一级三极管在光耦输入端，增加开关特性。

只看该作者 · 2019-6-4 11:34

本帖最后由 lyzjhzdz 于 2019-6-4 11:38 编辑

maychang 发表于 2019-6-4 11:03
电阻分压才是给自己找坑。
你本来是要一个非常强的非线性电路：高于9V动作。现在用电阻分压，那就接近线 ...

老师按你说的图改成如下

3万 · 2019-6-4 11:50

lyzjhzdz 发表于 2019-6-4 11:34
老师按你说的图改成如下

没有查到LTV－817的datasheet，不知道该光耦一次允许通过多大电流。
R1可能太小。R1必须保证VCCIN在最大值即30V时，光耦一次(发光管侧)不能损坏。

1万 · 2019-6-4 12:11

用这个试试。

只看该作者 · 2019-6-4 12:43

本帖最后由 lyzjhzdz 于 2019-6-4 12:44 编辑

maychang 发表于 2019-6-4 11:50
没有查到LTV－817的datasheet，不知道该光耦一次允许通过多大电流。
R1可能太小。R1必须保证VCCIN在最大 ...

不知道怎么上传datasheet https://www.alldatasheetcn.com/datasheet-pdf/pdf/86744/LITEON/LTV817.html 这里可以找到老师上图按照你说的改的可以吗？

3万 · 2019-6-4 12:45

lyzjhzdz 发表于 2019-6-4 12:43
不知道怎么上传datasheet https://www.alldatasheetcn.com/datasheet-pdf/pdf/86744/LITEON/LTV817.html ...

既然你有该光耦datasheet，难道你不会查该光耦一次允许多大电流？

只看该作者 · 2019-6-4 12:48

hensonman 发表于 2019-6-4 11:22
如果你是要用在量产的产品上的话，我会建议你，再加一级三极管在光耦输入端，增加开关特性。 ...

老师，你说的不是很懂，想象不出你说的相应电路？

只看该作者 · 2019-6-4 12:55

maychang 发表于 2019-6-4 11:50
没有查到LTV－817的datasheet，不知道该光耦一次允许通过多大电流。
R1可能太小。R1必须保证VCCIN在最大 ...

IF最大是50MA 如按30V 输入减去7.5V 稳压值还有22.5V 电压减去 1.2V 压降得出IF=213MA 是太大了，R1电阻值不个，可是如按照输入是9v是减去7.5V 和减去1.2V 后是剩0.3V 再除于100欧IF=3MA ，如果增大R1值对于9V输入IF会很小。这样副边会线性工作，iO 口可能检测不到高电压？

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