Interfaz de 3,3 V <-> 24 V

Dado que está hablando de usar 'Bone en una aplicación industrial, probablemente sugeriría usar optoacopladores en sus entradas. Probablemente usaría un banco de ocho 4N35. También puede encontrar un chip optoacoplador con múltiples puertas, pero el 4N35 es barato y omnipresente.

Un optoacoplador con salida de colector abierto (el tipo más común) probablemente requiera una resistencia pull-up en la salida. El 'Bone puede activar algún pull-up en el chip, pero las resistencias son baratas como el aire, por lo que también podría tener la certeza de un pull-up externo (digamos, 4.7 kΩ).

La entrada del optoacoplador debe tratarse como un LED. A 24 V, desea conducir en algún lugar entre 10 y 20 mA, por lo que querrá una resistencia de 1,5 kΩ en serie con la entrada. Tenga en cuenta que la disipación de energía de esta resistencia será P=V^2/R≈400 mW, así que use una resistencia de 1 W.

Para proteger la entrada de transitorios de voltaje inverso, a menudo verá un diodo colocado en antiparalelo con la entrada del optoacoplador.

Para su salida, es difícil pasar el clásico controlador de relé ULN2803. Una vez más, es barato y omnipresente. Conducirá sus relés y solenoides. Sin embargo, es posible que deba observar la disipación de energía si está cambiando los solenoides por PWM o tiene muchos de ellos.

Eche un vistazo a los esquemas de este clon de Arduino (descargo de responsabilidad: hice la última revisión de este diseño) para ver un circuito de ejemplo que usa entradas optoaisladas y el ULN2803: http://oceancontrols.com.au/KTA-223.html

Ok, mirando las entradas y salidas que desea usar, creo que el IC del controlador 4x4 que sugirió es excesivo para la aplicación.

Para las entradas, hay una variante de ese sensor de posición magnético con una salida TTL con la que debería poder interactuar directamente. Si he entendido lo que quiere decir acerca de los interruptores de entrada de 24 V, una red de resistencia simple debería reducirlo a 3,3 V, preferiblemente con algo como un diodo Zener en paralelo para absorber cualquier transitorio de aproximadamente 3,3 V de los sensores.

Para las salidas, el BTS4880-R o el VNQ500 probablemente funcionarán o podría hacer lo mismo con transistores discretos, lo que podría ser más barato/más fácil según su aplicación/volumen.

Los controles industriales TTL a menudo usaban el ULN o un búfer de colector abierto TTL para bajar la base de un transistor PNP que proporciona el control de 24V. La protección contra sobrecorriente se puede cubrir con un suministro común utilizando el límite de corriente en un regulador 78xx inverso que se realiza con un diodo.