如何消除带有信号隔离的地面环

介绍

这个项目专注于电源和信号隔离在低压DC电路中。如果您不熟悉隔离原则，点击此处阅读有关变压器隔离的优秀文章在技术文章中be paly外围所有关于电路。你也可以参考电气隔离在Vol的第9章中。II在所有关于电路的教科书部分。

隔离电路有很多原因，最尤其是避免接地环或消除敏感电子电路中的导电噪声。工程师还可能需要将两个电路连接在一起，该电路在不同的电压电位下操作。无论哪种情况，应用电流隔离对良好的工程实践至关重要，可以在众多商业和工业产品和设备中找到。无论应用如何，辐射和传导噪声都可以基本上降低电路的能力，鲁棒地产生或携带信号，尤其是在可以存在机器，电机，高电压和大电流的商业应用中。有时，纯粹隔离的电源是消除地面环和底盘噪音所必需的。该项目侧重于提供清洁的孤立功率和控制系统的隔离信号路径。请注意，可以使用多个信号隔离器来构建闭环控制系统，这是当今先进自动化的必要性。隔离的力量和孤立的信号是两件不同的东西，所以让我们探索两者。beplay体育下载不了

1.孤立的力量:几乎每个隔离电源(交流或直流)都是围绕变压器隔离建立的，但在本项目中，我们将重点关注隔离的概念，而不是电源设计。DC到DC的转换是复杂的，加上隔离使得从头设计变得更加困难。好消息是，许多集成电路制造商已经承担了复杂性，并为我们提供了许多易于使用的芯片的伟大选择!我们用德州仪器的DCH01，一个微型的离上的5伏直流转换器，内置电镀隔离，可提供隔离电源。我们将申请5VDC并接地到输入引脚，并收到一个隔离5VDC和地在输出引脚上。多么酷啊！

2.隔离信号：有几种不同的方法来隔离信号，但在这个项目中，我们将使用一个光隔离器（也称为光耦合器）。几十年来，光隔离器一直是工程世界的主食。它们将输入的电信号转换为光，然后在间隙上传递并由光电晶体管接收，这将光返回到电信号。间隙提供了去除接地环所需的隔离屏障。

在以下实验中，让我们了解如何使用少数组件，一个电源和面包板构建孤立的电路。一旦我们建立了所有内容并测试了电路，我们将为Mix添加Arduino UNO并创建隔离信号输出。

零件清单

原理图

下面是一个电路的原理图，你可以建立和测试开始。我们将对其进行修改，以合并Arduino Uno，但现在它解释了基本知识。顶部的黄色方框是DCH01 DC-DC变换器的框图。当你应用5VDC引脚1和接地引脚2，你实现一个隔离的5VDC引脚7当引用引脚5。(*注意，如果7引脚没有负载，输出应该读取约8VDC -这是ok的。)灰色的盒子是HCPL2631光耦的示意图。光耦合器的每个输入LED都有相应的“集电极开路”输出。当电流流过内部光学器件时，它将光穿过隔离间隙，并打开输出晶体管。在我们的例子中，输出上的隔离信号(引脚7)被一个1.5k欧姆电阻拉高，所以信号默认是高的。当开关在输入(引脚2)闭合时，电流流过输入LED并允许输出晶体管打开(或达到饱和)。 Once the output transistor reaches saturation, it sinks current from the pull-up resistor and brings the Isolated Signal as close to Isolated Ground as possible. So, in digital terms, LOW input = LOW output, and HIGH input = HIGH output.

试验板组装

好了，现在我们已经在隔离原理和功能原型电路中摸透了自己的脚，让我们加入智能(嗯，某种程度上!)Arduino Uno。首先，让Arduino Uno运行起来。启动Arduino IDE编程环境(您可以下载它这里)。打开'Blink'草图，在Arduino示例中找到。然后，在工具->板-> Arduino Uno下选择你的目标Arduino，并上传代码。

从您的Arduino UNO到HCPL2631和DCH010505进行以下连接。我们将在Arduino上使用PIN 13，因为它与LED相关联。然后，当Arduino LED闪烁时，我们的孤立的LED将闪烁！

当Arduino Uno设置引脚13高时，没有电流流过光隔离器的输入端，隔离信号保持高拉。当Arduino将Pin 13设置为低时，电流通过光隔离器输入并偏差输出晶体管，允许电流通过隔离的LED并提供低隔离信号。下面是我的面包板设置和一个演示设置的短视频。干杯!

/* Blink点亮LED灯1秒，然后熄灭1秒，反复闪烁。大多数Arduinos都有一个可以控制的车载LED。在Uno和Leonardo上，它连接到数字pin 13。如果您不确定板载LED连接到Arduino模型上的哪个引脚，请查看http://arduino.cc上的文档。*/ // setup函数运行一次，当你按下reset或电源板void setup(){//初始化数字引脚13作为输出。输出pinMode(13日);} //循环函数永远循环运行void loop() {digitalWrite(13, HIGH);//打开LED (HIGH为电压等级)delay(1000);//等待第二个digitalWrite(13, LOW);//通过使电压低延迟(1000)来关闭LED; // wait for a second }

signal_code.zip.zip.

为自己提供这个项目！BOM。