Одно из важных отличий промышленных контроллеров от самодельных систем это гальваническая развязка всех сигналов. То есть электрическая связь между внешними сигналами и пинами микроконтроллера отсутствует, что не позволяет повредить микроконтроллер случайным помехами и статическим напряжением.
В предыдущей статье я уже разбирал один из способов гальванической развязки сигналов, а именно электромеханический способ при помощи реле. В данной же статье разберем такой прекрасный элемент как оптрон.
Оптрон, краткое описание
По своей структуре оптрон прост до безобразия, внутри оптрона есть светодиод и фототранзистор, когда загорается светодиод открывается транзистор. Примерная его схема приведена на рисунке ниже.
Оптроны хороши тем что у них большое напряжение на пробой и очень низкая цена, за счет этого они отлично подходят для гальванической развязки сигналов от микроконтроллера. Высокоскоростные же оптроны можно ставить даже на цифровые порты и к примеру сделать гальванический развязный порт RS - 232.
Схема подключения
Я выбрал оптроны семейства 817 это могут быть PC 817, EL817 или отечественные АОТ174, разницы между ними нет.
Оптроны достаточно гибкие, он способены работать в большом диапазоне входных напряжений, мне нужно было, что бы они работали от 24 до 60 вольт, по этому я взял токоограничивающий резистор на 3 кОм. Получилась схема которая работает от 5 до 150 Вольт. Перед входом контроллера можно поставить такой же токоограничивающий резистор на 3 кОм. Подтяжку к VCC можно сделать как встроенным резистором, так и отдельным резистором на 10 кОм.
Вот и все, гальванически развязанный вход готов. В коде следует использовать pinMode(pin,INPUT_PULLUP);. Для правильной обработки сигнала следует использовать инвертированные значения, например: bool_var=!digitalRead(pin);
Данная конструкция очень проста и дешева, к тому же она способна выдерживать агрессивные сигналы, и не боится статики, что позволит Вам защитить контроллер.