Flexibilité d’entrée pour les capteurs alimentés et non alimentés

jars121

Flexibilité d’entrée pour les capteurs alimentés et non alimentés


Je voudrais concevoir une interface d’entrée flexible pour mon appareil embarqué, qui verra un mélange de capteurs connectés. Les capteurs eux-mêmes (par exemple les thermistances) seront à deux fils, le fil de données / signal étant tiré jusqu’à 5 V avant de s’interfacer avec un ADC. Le problème que j’essaie de résoudre est que certains capteurs s’interfaceront avec mon appareil, ce qui fournira ensuite un pullup 5V et GND, tandis que certains capteurs auront un pullup 5V externe et GND, avec une seule ligne de données / signal interfacant avec l’appareil .

Exemple de cas 1 (non alimenté):

Capteur non alimenté s'interfaçant avec l'appareil (boîte bleue)

Exemple de cas 2 (alimenté):

entrez la description de l'image ici

Existe-t-il un moyen de concevoir les circuits de l’appareil pour tenir compte des deux scénarios? Je m’assurerais que l’appareil GND est partagé avec le capteur alimenté GND, donc je me concentre sur le pullup 5V. Puis-je utiliser un circuit intégré pour activer / désactiver la résistance de rappel, de sorte que la ligne jusqu’à 5 V soit en circuit ouvert pour les capteurs alimentés?

Réponses


 DSWG

Une sorte de commutateur analogique ou FET en série avec le pull-up fera l’affaire ici.

schématique

simuler ce circuit – Schéma créé à l’aide de CircuitLab

REMARQUE: il s’agit d’un MOSFET à canal P et notez que la source est en haut. En effet, avec les MOSFET, vous devez être en mesure de contrôler / savoir ce que sont Vg et Vs (c’est-à-dire pour le contrôler avec Vgs). Nous ne savons pas quelle est / pourrait être la tension du capteur, nous devons donc la relier au drain. Nous savons que 5 V (lorsque O / C) est à la source, et nous pouvons donc l’allumer en modifiant la tension par rapport à cela à la porte.

Étant donné que les MOSFET à canal N sont désactivés lorsque Vgs est égal à 0 V (c’est-à-dire lorsque nous aurions également 5 V à la porte) et activés lorsque Vgs est positif (par exemple 5 V), nous aurions besoin de plus de 5 V pour l’activer dans ce cas ( c’est-à-dire une sorte de microcontrôleur d’E / S monstre 10V). Au contraire, avec les MOSFET à canal P, ils sont également désactivés lorsque Vgs est égal à 0 V (c’est-à-dire lorsque nous avons 5 V à la porte) et sont activés lorsque Vgs est négatif (par exemple -5 V). Lorsque nous faisons en sorte que le microcontrôleur applique une logique basse (0 V) à la porte, la Vgs est (0-5) = -5 V, et donc le MOSFET du canal P s’allumera et la ligne de données sera tirée haut.

Modifier en suivant quelques requêtes / clarifications supplémentaires dans les commentaires ci-dessous: J’envisage d’utiliser le circuit suivant pour fournir les Vgs 0 V nécessaires pour désactiver le MOSFET à canal p. Comme ce circuit inverse la logique, la sortie GPIO du microcontrôleur par défaut (faible) entraînera un niveau de 5 V à appliquer à la porte MOSFET, ce qui entraînera une tension VGS de 0 V, désactivant le MOSFET. L’application d’un signal élevé au transistor entraînera une tension de 0 V vers la porte MOSFET, provoquera une tension VGS de -5 V et activera le MOSFET.

Conversion et inversion de niveau logique de 3V3 à 5V

jars121

Génial, merci. Pour confirmer, je conduirais la broche Gate bas avec mon microcontrôleur pour un capteur non alimenté (c’est-à-dire nécessitant un pullup à 5V), et je conduirais la broche Gate haut avec mon microcontrôleur pour un capteur alimenté (c’est-à-dire en laissant le pullup à 5V en circuit ouvert) ?

jars121

Une question supplémentaire: si j’utilise un niveau logique 3V3, tirer le Gate haut entraînera toujours un Vgs négatif, donc je devrais tirer le Gate à 5V pour désactiver le MOSFET?

jars121

Ou pourrais-je trouver un MOSFET à canal P qui sera toujours désactivé avec un Vgs de -1,7 V?

jars121

Je viens de réaliser une exigence supplémentaire pour que le MOSFET soit éteint lorsque l’appareil est allumé. En tant que tel, peut-être qu’un MOSFET à canal N serait plus approprié, avec un transistor pour activer une tension de grille ~ 12V à partir du GPIO 3V3? De cette façon, le MOSFET serait désactivé par défaut, empêchant le cas de tirer un capteur déjà alimenté à 5V.

DSWG

Je ne sais pas ce que tu veux dire désolé, haha. Votre niveau logique est 3,3V mais vous avez toujours accès à un rail 5V? Ensuite, vous devriez probablement faire en sorte que la résistance de rappel soit portée à 3,3 V, pas à 5 V. Dans ce cas, vous pouvez choisir un transistor approprié – comme vous l’avez dit – qui s’éteindra avec -3,3 V Vgs. En ce qui concerne le dernier commentaire, vous pourriez simplement avoir une résistance de rappel sur la grille du FET 🙂 donc lorsque le microcontrôleur est éteint, le FET sera également éteint.

 

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