Budowa sterownika PLC - prośba o radę, analizę schematu

Witam.
Buduję sterownik PLC na mikrokontrolerze Atmega32A. Założenia są takie, że ma on posiadać 8 wejść cyfrowych, 16 wyjść tranzystorowych (8 NPN i 8 PNP), dodatkowo 16 wyjść przekaźnikowych (8 NO i 8 NC - przekaźnik C/NC/NO, sterowane za pomocą tranzystorów NPN). Do rozdzielenia 8 wyjść cyfrowych z Atmegi na 32 użyłem dwóch demultiplexerów/decoderów 4/16 Motorola.

Problem jest taki, że osoba nadzorująca mój projekt z niewiadomych mi przyczyn przestała się do mnie odzywać, a mnie goni termin. Ponoć schemat który stworzyłem nie będzie działać poprawnie, gdyż napięcia sterujące nie będą w stanie utrzymać się na w zakresie napięć TTL 5V.

Zerknie ktoś na mój schemat i podpowie gdzie popełniłem błąd? Gdyż ja sam błędu nie widzę, a moje doświadczenie w elektronice jest małe. Proszę o pomoc. Dziękuję z góry

Wyjścia są podłączone przez demultiplexery? A jak będziesz chciał wysterować dwa wyjścia na raz?

Maksymalnie dwa wyjścia będą aktywne, po jednym z każdego demultiplexera, zdaję sobie z tego sprawę. Pomijając ten fakt, co jest zrobione niepoprawnie odnośnie wyjść układu? Dlaczego niby na wyjściach nie będzie sygnałów w zakresie TTL 5V? I co zrobić żeby był?

Witam
Na PNP nie uzyskasz 0V , a na NPN nie uzyskasz 5V, bo kolektory tranzystorów podłączone są przez rezystor i diodę.
To łatwo wyeliminować dodając równolegle do diody i rezystora następny rezystor podłączony do GND ( dla PNP ), lub +5V ( dla NPN ) z kolektora tranzystora.
Jeśli to nie ma być kosmicznie szybkie to 1K wystarczy.
Druga sprawa, oporniki z bazy tranzystorów PNP powinny być podłączone do +5V a nie jak u Ciebie do GND, przy tranzystorach NPN jest poprawnie.
Pozdrawiam

Nie za bardzo wiem dlaczego dla PNP pod rezystor podciągający należy podpiąć 5V, możesz mi to wytłumaczyć tak po krótce? Bo ja sobie to tłumaczyłem tak, że rezystor podciągający w razie wystąpienia stanu nieustalonego ma podciągnąć 0V do tranzystora. Lecz widzę teraz że źle myślałem.
Na poprzednim połączeniu elementów do tranzystorów dochodziło napięcie około 4,5V (do rezystora) i poniżej 4,3V (do samego tranzystora) z demultiplexera, lecz NPN się nie otwierał, a PNP nie zamykał.

PiotrPitucha możesz zerknąć na poprawione przeze mnie połączenie tranzystorów wg twoich wskazówek?

Witam
Teraz jest według mnie poprawnie.
Rezystory 1K w kolektorach gwarantują że na kolektorach niewysterowanych tranzystorów pojawia się odpowiednio +5V i 0V, poprzednio napięcie to było pomniejszone o spadek napięcia na LEDach, co szczególnie dla tranzystorów PNP powodowałoby trudności we współpracy z TTL.
Dla tranzystora NPN sprawa jest mniej krytyczna, bo na wejściach TTL są rezystory podciągające i miałoby to szansę poprawnej pracy, ale już dla CMOS nie byłoby takiej szansy.
Co do 10K w bazie tranzystora, to zasada jest taka by bez wysterowania tranzystora nie był on załączony, czyli ten rezystor łączymy między bazę i emiter, emiter w PNP masz na zasilaniu +5V, czyli w PNP dajemy rezystor od bazy do zasilania.
Gdyby ten rezystor był podłączony do GND to uwzględniając rezystancję wyjściową multiplexera mogłoby się zdarzyć , że napięcie Ube niezależnie od stanu multiplexera powodowałoby stałe zamknięcie tranzystora PNP.
Pozdrawiam

Świetnie to wytłumaczyłeś. Zdam relację jak na nowo poskładam układ.
Dziękuję za pomoc

Jeszcze jedno pytanko, słyszałem kiedyś o takim prawie, że co trzeci sygnał TTL powinien być podpięty kondensatorem przeciw-szumowym do masy, np. 100nF. Słyszał ktoś już o takim prawie? I jeżeli jest to prawda, to dlaczego akurat co trzeci sygnał?

Mnie uczono tylko o takim, że przy każdym układzie TTL nalezy dać kondensator odsprzęgający pomiędzy zasilaniem a masą, jak najbliżej wyprowadzeń układu.

Wspominał mi pewnego razu jeden mądrzejszy uczony dr hab. właśnie o takim prawie, lecz czy miał on na myśli sygnały wejść czy wyjść, tego już się nie dowiedziałem.
Mam jeszcze jedno pytanie odnośnie pinu RESET. Żeby wykonać restart programu domyślam się że powinienem jeszcze podłączyć równolegle za rezystor przycisk zwierający do masy. Potrafi mi ktoś narysować takie połączenie? Pewnie gdzieś po drodze jeszcze będą kondensatory do masy, a ja widziałem już parę różnych podłączeń RESETU i sam nie wiem jak ono ma wyglądać.
Proszę o podpowiedzi

Witam
Poszukaj w googlach "atmega reset circuit", jest tam dokument PDF na temat polecanych przez Atmela układów resetu ( www.kanda.com/files/isp_circuits.pdf ).
Zwróć uwagę, że pin RESET jest używany przy programowaniu i nie można bezkrytycznie zwiększać pojemności kondensatora jeśli zdecydujemy się na jego zastosowanie.
Typowy układ to:
- rezystor 4,7K z pinu RESET do +5V,
- kondensator 10nF z pinu RESET do GND,
- klawisz RESET z pinu RESET do GND,
- Atmel zaleca jeszcze diodę z pinu RESET do +5V ( katodą do +5V ).
Co do diody to myślę że przy klasycznym programatorze ISP nie będzie stanowiła problemu, natomiast przy wszystkich operacjach polegających na podaniu wyższego napięcia na pin RESET skutkowałoby to podaniem na Vcc napięcia destrukcyjnego dla procesora, więc jeśli masz procesor w SMD to przeanalizuj czy dioda w układzie nie będzie problemem.
Pozdrawiam

Witam Panów. Poskładałem układ na nowo za pomocą płytki prototypowej. Mam taki problem, że na wyjściach z demultiplexera podłączyłem diodki LED, lecz posiadam zaledwie 2.5V pomimo jego zasilania 5V. Dlaczego Jest tam taki duży spadek napięcia? I co mogę zrobić żeby go wyeliminować? Gdyż zaledwie 2,5V Raczej nie wystarczy do otwarcia tranzystora.
Proszę o pomoc. Pozdrawiam

Witam
A jak podłączyłeś te LEDy?
Dałeś rezystor szeregowy?
2,5V spokojnie starczy do wysterowania tranzystora, demultiplexer CMOS ma małą obciążalność, jeśli chcesz polepszyć poziomy uzyskiwane w Twoim układzie to zmień demultiplekser na układ z serii HC, nie wymaga to zmiany schematu a tylko wymiany scalaka na inny typ.
Piotr

Na próbę podłączyłem z rezystorem 150 Ohm (obliczyłem opór dla 5V i 0,02A) w szeregu i napięcie dochodzące do diody to 2,5V. Co dziwne, jak dla mnie przynajmniej, jeżeli podłączę LED bez rezystora to napięcie spada do 1,5V. Pomyślałem że przy 2,5V dioda się jeszcze nie spali i podłączę bez oporu, lecz jeszcze gorzej.
Stan wysoki TTL zaczyna się od 2,4V, powiem szczerze że bałbym się w takim układzie o sterowanie bazą tranzystora, bo jeżeli spadek napięcia z niewiadomych przyczyn będzie chwilowo jeszcze większy (spadnie np. do 2V) wtedy wszystko przestanie działać albo zrobi się mrugająca choinka.
Zorientuję się za innym demultiplexerem, ewentualnie jest jakiś sposób na podniesienie tego napięcia? Np. zastosowanie jeszcze jednego tranzystora o mniejszym napięciu bazy przed tym obecnym?

Poczetaj o układach TTL. Dla nich stan w którym mają pewną wydajność prądową jest stan niski. Jeśli w stanie H wyjście obciążone 15mA ma aż 2,5V, to i tak bardzo dużo, ale zupełnie wystarczy do otwarcia tranzystora. Swoją drogą ATmega w plc, to chyba tylko na próbę, bo w maszynie zakłócenia w ogóle uniemożliwią poprawną pracę.

Daj układ z serii HC/HCT, zdecydowanie lepiej sterują większe obciążenia, ewentualnie jak już chyba koledzy wcześniej pisali, bufory z wyjściem OC.
A tak przy okazji, może głupia rzecz ale warto sprawdzić - zerknąłeś oscyloskopem czy wyjścia na pewno wysterowane są statycznie, czy też masz na nich prostokąt o jakimś współczynniku wypełnienia?

15mA dla wyjść tych układów, to dość dużo. (nawet za dużo) Poczytaj: http://eff10.internetdsl.tpnet.pl/komputer/elektro/p05.htm
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/174216/ONSEMI/MC14514BCP.html