¿El optoaislador 4N35 para entrada MIDI no funciona?

Tengo el siguiente circuito que me gustaría usar para conectar un dispositivo habilitado para MIDI. No recibo ninguna señal en el pin 5, ¿podría ser porque la resistencia de la base a tierra es demasiado pequeña? No estoy seguro de cómo calcularlo a partir de la hoja de datos.

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Actualización #1

Reemplacé el optoaislador, probé la entrada usando un LED y pude ver que el LED se encendía indicando los flujos de corriente en el bucle MIDI. He colocado una sonda de alcance en la salida del pin 5 del dispositivo. el pin 6 ahora no está conectado a nada. Normalmente (inactivo), la señal se eleva, cuando entra una señal, la señal baja pero solo baja a ~ 2.8V, lo que no es suficiente para registrarse como un nivel lógico bajo.

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Actualización #2

He reemplazado R17 con 360 Ohm. Ahora la señal baja hasta 1,6 V.

Actualización #3 - Última

He cambiado la resistencia de 360 ​​Ohm por 1K. Ahora la señal se ve mucho mejor y llega casi a 0V cuando está baja. Vale la pena mencionar que el alcance afirma un tiempo de subida de 7 us y un tiempo de caída de 3 us (probablemente en el lado bajo). Teniendo en cuenta la frecuencia MIDI. con alrededor de 32us por bit, esto es lo suficientemente corto como para no tener lecturas falsas. La señal MIDI va a un Atmel AVR y, según las pruebas que hice ahora, parece que los mensajes se transmiten claramente. Sin embargo, estoy de acuerdo en que este no es el dispositivo óptimo para esta tarea, y el circuito que uno haría (si lo desea) se ve muy similar al que contiene el optoacoplador PC900 de Sharp.

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Mmmm 31,25 kBd es todo un desafío con ese opto, puede resultar difícil llegar a un diseño reproducible confiable. Entonces, sí, la resistencia base es demasiado baja, su valor es mejor averiguarlo experimentalmente: ajuste hasta que los pulsos no estén distorsionados (compare los tiempos alto / bajo de entrada y salida). También puede ayudar a aumentar R17: el tiempo de subida se rige básicamente por R17 y el límite de salida, pero el tiempo de retardo (que es mucho más importante para la distorsión del pulso) está fuertemente relacionado con el tiempo necesario para sacar el transistor de la saturación, por lo tanto, en lo que respecta a esto. cuanto menor sea el Ic, mejor.
¿De dónde sacaste los valores de R? y R17 de?
@CL: para empezar, quería usar 100 ohmios, pero solo encontré 200 ohmios y, en el gráfico, puede ver que no están tan lejos el uno del otro.

Respuestas (4)

El 4N35 es demasiado lento para MIDI.

Con una relación de transferencia de corriente del 100 % (que se especifica para 10 mA, por lo que obtiene incluso menos para los 5 mA de MIDI), no puede confiar en obtener más de 5 mA a través de la salida. Esto significa que para poder bajar los 5 V completos, necesita una resistencia pull-up de al menos 1 kΩ. Y esto significa que no podrá cambiar a la velocidad de transmisión MIDI de 31250 Hz (y una señal UART digital requiere mucho más ancho de banda que una onda sinusoidal):

Respuesta de frecuencia 4N35

Y con una resistencia en el pin 6, el CTR empeoraría aún más:

4N35 RBE

Si realmente desea utilizar el 4N35, es posible acelerarlo agregando un transistor como amplificador con una impedancia de entrada más baja:

PC817MIDI

Pero el método más simple para hacer funcionar la entrada MIDI sería usar un optoacoplador de alta velocidad como el H11L1 o el 6N137.

He usado OC 4N35 para MIDI. La transición lo suficientemente rápida de ENCENDIDO a APAGADO necesitaba una resistencia en serie ridículamente baja para el transistor de salida. La oscilación del voltaje de salida fue de aproximadamente 0,5V. Agregué un comparador para hacer la salida lógica adecuada.

¿Por qué 4N35 y no algún tipo recomendado? Porque tenía un puñado de 4N35.

¡Esa es mi motivación!
  1. Verifique su entrada:

    • Reemplace U5 con un LED estándar que conecta el ánodo a 1 y el cátodo a 2. Debería parpadear cuando se envían datos MIDI.
    • Prueba de nuevo con el LED en serie con R18 y U5. Si brilla (probablemente mucho más tenuemente) prueba que la corriente está fluyendo. Si no es así, puede ser que no haya suficiente tensión de accionamiento.
    • Verifique la polaridad de su señal de entrada MIDI.
  2. Verifique su salida:

    • Desconectar R? de la base del fototransistor. Está ahí para asegurarse de que el fototransistor se apague por completo, pero debería funcionar para fines de prueba sin él.
    • Ponga un LED en serie con R17. Esto debería brillar cuando se envían datos.

La falla con estas pruebas puede indicar que el optoaislador está dañado.

Tener la base del optotransistor conectado a tierra a través de una resistencia es un arma de doble filo. Por un lado, puede ayudar a que el transistor se apague un poco más rápido. Pero al mismo tiempo hace que sea más difícil de encender, lo que es casi equivalente a bajar la relación de transferencia actual.

La resistencia de colector de tamaño pequeño es un gran desafío para una bestia vieja y torpe de un optoacoplador como un 4N35. Particularmente con la pobre relación de transferencia de corriente de piezas como estas.

Entonces, como ya ha comenzado a experimentar y se ha comentado en otras respuestas aquí, la resistencia base debe hacerse mucho más grande o eliminarse. Además, la resistencia del colector también debe hacerse mucho más grande.

La gente siempre selecciona el 4N35 porque es barato. Pero, como dicen, obtienes lo que pagas. Hay mejores optoacopladores que ofrecen una relación de transferencia de corriente mucho más alta y tienen etapas de salida de lógica completa en lugar de solo un transistor no comprometido.

Hay algunos tipos de optoacopladores que funcionarán mejor en un esquema de aislamiento digital como el 6N136/6N137. Estos ofrecen una mejora con respecto a la basura barata, pero aún pueden presentar un desafío. En las aplicaciones seriales asíncronas, he experimentado problemas con los 6N137 debido al problema de la distorsión de la forma del pulso debido a los retrasos de propagación no uniformes de encendido y apagado a través de la pieza. Una solución robusta es buscar piezas que tengan controladores de salida completos integrados específicamente para aplicaciones digitales. Un ejemplo es el número de pieza ACNT-H61L de Avago (ahora parte de Broadcom). Estos ofrecen un rendimiento de hasta 10 MBd y fuente y sumidero de 3,2 mA y mantienen buenas salidas de oscilación lógica.

MIDI funciona a 0,03 MBd y puede tolerar distorsiones de ancho de pulso de varios microsegundos; usar el H11L1 con un pull-up de 10 kΩ no sería un problema.
@CL Supongo que MBd de alguna manera se refiere a la velocidad en baudios. De acuerdo con la hoja de datos, me parece que con R17 acercándose a 1K, podría obtener una etapa aceptable sin una segunda etapa de transistor (lo intentaré pronto). Puedo tolerar una caída en la ganancia hasta cierto punto: esta es una señal digital, con mi 5V la necesito por debajo de 0.4V para registrarla baja (si no recuerdo mal).
@user34920 La respuesta de frecuencia mide señales analógicas (ondas sinusoidales); para señales digitales, necesita frecuencias más altas que la tasa de baudios nominal (de cinco a diez veces más alta). Eche un vistazo al tiempo de respuesta; 20 µs es demasiado.
@CL El tiempo de conmutación (típico) es 10us según la hoja de datos. También dice que está de acuerdo con los valores registrados de JEDEC, lo que significa que el aumento y la caída son de 0,1 a 0,9 (o al revés) en la respuesta del pulso. Necesito que sea un poco mejor que 0.32us con respuesta de pulso y una resistencia de colector más grande.
@ user34920 Ese valor de 10 µs es para una carga de 100 Ω. Si está consultando la hoja de datos de Vishay, consulte la figura 13.
@user34920 - MBd == megabaudios