Cómo elegir resistencias (RD y RL) para circuito optoacoplador

Estoy trabajando en un proyecto en el que estoy manejando 6 sensores ultrasónicos, 4 de ellos son NPN (NC) y 2 de ellos son NPN (NO), por seguridad de la MCU, estoy usando el optoacoplador EL817 para el aislamiento entre sensores y MCU pero yo estoy pasando por un comportamiento muy poco confiable del circuito, todos mis sensores funcionan inicialmente, pero después de un tiempo, 2 de ellos no dan el voltaje de salida adecuado. Estoy usando un circuito pull-up como se menciona en elcifra , técnicamente, cuando hay entrada del sensor, el pin de salida del optoacoplador da una lectura de voltaje BAJA y cuando no hay entrada del sensor, el voltaje de salida en el pin de salida del optoacoplador será de 3,3 V (Vcc), pero el circuito del optoacoplador para 2 sensores muestra inicialmente el voltaje correcto, pero después de un tiempo, incluso hay una entrada del voltaje de salida del sensor en el pin de salida del optoacoplador que muestra (2.9) V, pero debería mostrar (0.70 V) y si pongo sensores en voltaje BAJO de 2.9 V cambio a 3.3 V Entonces creo que este cambio de voltaje es debido a cálculos incorrectos de las resistencias en el circuito del optoacoplador. Sugiérame si hay algún otro factor. Sugiérame cómo puedo calcular Ic, If, RL y RD para el circuito del optoacoplador

  1. Voltaje de operación del sensor NPN (NO) 10-30 VI am operando a 24V
  2. Voltaje de funcionamiento del sensor NPN (NC) 10-30 VI am funcionando a 24 V 3. Corriente de salida de ambos sensores <200 mA 4. Corriente de pin MCU GPIO 8 mA
  3. VCC es 3.3 V
  4. En mi caso, la entrada del sensor es de 24 V y Rd = 2,6 K y RL = 4,7 K
En el peor de los casos, CTR = 50 o hFE = 0,5, por lo que la saturación lo reduce a 0,05 y la relación RcVdd/RbVcc es demasiado baja

Respuestas (1)

Con Vcc = 3,3 V y RL = 4,7 kΩ, la corriente de salida del optoacoplador necesaria es ~3,3 / 4700 = 0,7 mA. Un EL817 sin letra de sufijo tiene un CTR mínimo (relación de transferencia de corriente) del 50 % con una corriente de LED de 5 mA. Por lo tanto, la corriente del LED del optoacoplador debe ser de al menos 0,7 / 0,5 = 1,4 mA.

Sin embargo, al observar la figura 2 en la hoja de datos, vemos que a 1,4 mA el CTR se reduce a ~60 % de su valor a 5 mA, por lo que en realidad necesitamos más cerca de 2 mA. Y el CTR también disminuye a medida que aumenta la temperatura, por lo que para garantizar un funcionamiento fiable en un entorno caluroso, necesitamos aún más corriente de LED. Finalmente, el CTR especificado tiene un voltaje de colector de 5 V. Para saturar completamente el transistor, necesitamos aún más corriente de LED nuevamente.

¿Cuánto más? Ese es un cálculo complicado. Así que evitemos todo eso y simplemente elijamos una corriente de LED de 5 mA (que debería ser más que suficiente) y luego podemos usar los números de la hoja de datos directamente. A 5 mA, el LED cae ~1,15 V. Reste esto de un voltaje de entrada de 24 V y obtenemos ~22,9 V en Rd. 22,9 / 0,005 = 4570 Ω, por lo que elegimos el valor estándar más cercano a 4,7 kΩ.

Pero está utilizando 2,6 kΩ que debería proporcionar ~8,8 mA, mucho más de lo que necesita. Así que algo más debe estar mal. O la entrada es inferior a 24 V, o uno de los valores de la resistencia es incorrecto, o la MCU se eleva internamente, o el optoacoplador no cumple con sus especificaciones. Necesita hacer más mediciones para averiguar dónde está el problema.

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