Dobór rezystorów dla CNY17 i LTV817 w celu uzyskania maksymalnej przepustowości

Chciał bym wykorzystać posiadane transoptory do separacji optycznej impulsów pochodzących z enkodera/generatora lub innego źródła impulsów zasilanego napięciem 5V. Na wyjściu muszę uzyskać 3.3V, a prąd musi być bezpieczny dla portów mikrokontrolera XMega/STM32 lub PIC/dsPIC pracujących z napięciem 3,3V.


Używam CNY17-4 którego CTR zawiera się w przedziale 160-320%.
Natomiast LTV817 (odpowiednik popularnego PC817) posiadam w wersji B, która to wersja posiada CTR w przedziale 130-260%.

Instrukcja do LTV817 pokazuje taki wykres: zależności czasu odpowiedzi od dobranego rezystora RL.

Częstotliwości odcięcia dla poszczególnych układów są następujące:
- CNY17: 110kHz
- LTV817: 80kHz

Ciekawe czy w ogóle da się dojść w okolice 80kHz? Zapewne przy takiej częstotliwości sygnał będzie mocno zniekształcony, ale może jednak procek poradzi sobie ze zliczeniem takich impulsów. W każdym razie ewentualnie mogę zostać przy niższych częstotliwościach, a później poszukać jakiegoś transoptora z bramką na wyjściu który poradzi sobie z dużą częstotliwością sygnału (np. TLP281-4 lub 6N137).

Wolał bym nie stosować dzielnika napięcia do obniżenia wartości sygnału. Źródłem sygnału ma być enkoder lub impulsy drogi pochodzące z kostki ISO samochodu (oba zastosowania dotyczą innych urządzeń).

al777 napisał:

transoptory z dużym (>100%) współczynnikiem CTR z reguły mają niewielką szybkość działania

hmmm... w sumie CNY17 nawet w wersji 1 średnio sprawdzi się w moim zastosowaniu. Narazie styknie, ale docelowo chcę założyć coś szybszego. Myślałem nad 6N137 (ceny niesamowite w Farnellu tymczasem Sharp'owa wersja z AVT kosztuje 1,4zł) tyle, że chyba tylko wersja z Avago pracuje z 3,3V.

Czy ewentualnie mogę wstawić jakiś inny transoptor który będzie dość szybki, niedrogi i będzie pracować z tym nieszczęsnym 3,3V... Nie lubię tego napięcia. Niby można bezproblemowo zasilać układ z baterii, ale jak się chce coś rozbudować to trzeba kombinować z przejściem z 5V na 3,3V.

W moim przypadku na wejściu mam napięcia TTL lub trochę wyższe. Aktualnie męczę enkoder z napięciem ok. 7V. CNY się sprawdza, ale jak będę kręcić zbyt szybko to pojawi się problem. Próbowałem podłączać enkoder do komputera przez przejściówkę z RS422 na USB niestety jeśli kręci się zbyt szybko to impulsy giną. Muszę zliczać impulsy by w odpowiednim momencie wysłać komendę na RS232 do urządzenia zewnętrznego.

Policzę jeszcze ile impulsów będzie mi spływać w ciągu sekundy, może okaże się, że np. CNY-1 wystarczy. Z tą diodą to ciekawy pomysł.

hmm... a gdyby zamiast kombinowania z transoptorem zastosować zasilacz impulsowy dający dokładnie 5V i dalej dzielnik napięcia lub diodę zenera? Ewentualnie jakąś rozsądną formę obniżenia napięcia zamiast separacji optycznej? Może za dużo kombinuję z tym zabezpieczaniem linii portów mikrokontrolera. Z drugiej strony do innych zastosowań niż bieżące itak nie obejdę stosowania transoptora.

Jakieś inne pomysły układowe?
Nie chcę zbytnio przesadzać z ceną jednostkową układu (szczególnie jeśli będzie jednokanałowy) bo jak się kiedyś okaże, że będę chciał wprowadzić cały port na transoptorach to nagle okaże się, że większą część kosztów zjadło mi zabezpieczenie...

Może jakiś mały i niedrogi mosfet SMD na wejściu? Tak by w razie czego on się spalił, ale by procek pozostał przy życiu.

Sprawdziłem przebiegi na wyjściu z CNY17-4 i teoretycznie do 25kHz powinno się udać pracować. Nie wiem tylko ile wynosi poziom zera logicznego lub jedynki logicznej w Xmega, a mając tę wiedzę mógł bym dość dokładnie określić z jaką częstotliwością mogę pracować.

Czyli te 110kHz może wystąpić tylko dla CNY17-1.

Po wykonaniu pomiarów oscyloskopem, przeliczyłem sobie wszystko raz jeszcze i wychodzi na to, że jeśli doszedł bym w okolice 80kHz to być może mi to wystarczy. Jeszcze muszę dowiedzieć się z jaką prędkością ma obracać się enkoder. Obecnie z tego co liczyłem ~9 km/h to maksimum. Jak bym mógł dojść do 80 kHz to już miał bym <30km/h. W tym zastosowaniu to raczej wystarczy, ale jeszcze to wybadam.

Czy aDuM zniekształca przebiegi tak jak transoptor? Jeśli nie to pewnie takie rozwiązanie będzie idealne. Cenowo wychodzi na poziomie dobrych transoptorów z bramką lub nawet trochę taniej, więc w sumie mógł by być.

--edit--
Czy jeśli zastosuję 74LVC541 zamiast enkodera to czy da się w ten sposób bezpiecznie przejść z 5V na 3.3V? W ten sposób mógł bym stosować dowolne transoptory z wyjściem w postaci bramki pracujące z napięciem 5V.

Niby Texas Instruments pisze, że na 74LVC można podać 5V z innych układów logicznych. Tyle, że ja kupiłem 74LVC541 z NXP i nie wiem czy on też poradzi sobie z tym napięciem. Jeśli nie, to czy dołożenie dzielnika napięcia 2/3 (R = 1k, R1 = 2k) na każdym z wejść nie zawęzi zbytnio częstotliwości pracy?

hmm... znalazłem dwa PDFy z NXP i jeden nazywa się 74LVC541 a drugi 74LVC541A. Pierwszy układ pracuje tylko z 2.4 lub 3.3V ale już drugi jest "5V tolerant". Czyli chyba dobrze kupiłem.

Skoro jest "5V tolerant" to czy muszę dokładać jakieś rezystory? Spodziewam się, że raczej nie.

Gdyby ktoś chciał wzór płytki to załączam go w załączniku.

Na płytce przewidziałem miejsce na kondensator 100nF (805) filtrujący ewentualne zakłócenia. Zgodnie ze sztuką został on umieszczony blisko scalaka.

Wyjście G2 a właściwie OE2 (na płytce oznaczone jako !EN czyli enabled) służy do blokowania wszystkich inwerterów. Opcja przydatna jeśli chcemy używać tych samych linii do innego zastosowania.