Индуктивный датчик в машине 24 В?

Я получаю эндер 3 на основе 24В. С завода у него алюминиевый стол. Поэтому я также поместил этот индуктивный NPN LJ12 A3-4-Z/BX № 4 мм с рабочим током 6-36 В в коробку вместе с несколькими другими запасными частями. Теперь, когда я читаю об этих вещах, меня кое-что озаряет: нормальное входное и выходное напряжение простого переключателя составляет 5 В, так как датчики работают на 5 В на большинстве плат (и в цифровой логике). Однако датчики работают на 6 В плюс.

Я не хочу сломать свой принтер, вводя 24 В на вход датчика: что мне нужно сделать (кроме установки крепления)?

, 👍9


3 ответа


Лучший ответ:

11

Индуктивные датчики работают лучше, когда вы подаете более высокое напряжение, чем 5 В. Обычно они рассчитаны на 6-36 В, но, пожалуйста, проверьте.

Чтобы предотвратить выгорание платы при подключении датчика к (12 или) 24 вольтам, вы можете оптически изолировать цепь 5 В и (12 или) 24 В с помощью модуля оптрона:

Изображение модуля оптрона
OptoCoupler module

Этот модуль использует оптический переключатель, основанный на выходе датчика, и должен быть правильно подключен:

Изображение подключения модуля оптрона к датчику и к плате
Пожалуйста, обратите внимание, что на изображении используется емкостный датчик, а не индуктивный датчик, оба подключены аналогично wiring of an optocoupler module

Обратите внимание, что существует множество видов датчиков, некоторые из которых перечислены здесь. Вообще говоря, чем больше диаметр датчика, тем больше расстояние обнаружения до стола. Обратите внимание, что они хорошо работают с металлическими столами (железо/сталь лучше, чем алюминий), но не будут работать со стеклом (емкостные датчики работают со стеклом, но подвержены воздействию влаги в воздухе, поэтому сенсорные датчики могут быть лучшей альтернативой).


,

Технические характеристики указанного подключенного датчика показывают возможность подключения до 36 В постоянного тока. Хорошее решение., @fred_dot_u


4

Другая возможность заключается в создании схемы делителя напряжения.

В электронике делитель напряжения (также известный как делитель потенциала) представляет собой пассивную линейную схему, которая выдает выходное напряжение (Vout) это часть его входного напряжения (В). Разделение напряжения является результатом распределения входного напряжения между компонентами делителя. Простым примером делителя напряжения являются два последовательно соединенных резистора, входное напряжение которых подается на пару резисторов, а выходное напряжение возникает в результате соединения между ними.

Обратите внимание, что колебания напряжения источника питания могут иметь побочные эффекты, заключающиеся в том, что напряжение делителя либо слишком низкое, либо высокое для вывода и может привести либо к пропуску обнаружения, либо к возгоранию бортового процессора.

Ниже показан делитель напряжения на основе 12 В, основанный на этом источнике:

12 V voltage divider

Пожалуйста, обратите внимание, что для другого напряжения вам требуется другое значение, например, для 24 В вам потребуется (по расчету) резистор 2,63 Ком (которого не существует, поэтому последовательно установите два резистора; 2,2 Ком и 430 Ом, чтобы получить это значение).


ПРИМЕЧАНИЕ:
Это опубликовано в качестве отдельного ответа, поскольку на вопрос OP можно ответить различными решениями; это решение использует совершенно иной подход, чем мой другой ответ. Это зависит от ОП, чтобы решить, какой из ответов лучше всего подходит для ОП. Это не противоречит подходу SE, как можно понять из различных мета-вопросов по этой теме. Включить этот ответ в другой ответ (с несколькими способами под заголовками) по определению не лучше, чем иметь разные ответы; разные решения должны быть в разных ответах, чтобы их можно было проголосовать независимо друг от друга

,

Важно, чтобы резисторы, используемые для делителя напряжения, были существенно (по крайней мере, в 10 раз, в качестве направляющей, IIRC) меньше входного сопротивления схемы, на которую подается сигнал. Резисторы в диапазоне Ком, вероятно, подойдут; резисторы в диапазоне МОМ могут создавать ненадежную схему без учета входного сопротивления, а также могут создавать проблемы при наличии каких-либо электромагнитных помех., @Andrew Morton


2

Минималистское Решение

Самая простая возможная реализация-использовать один резистор(!) для защиты входного вывода, как описано в этом источнике. Входы AVR защищены от перенапряжения/пониженного напряжения внутренними кремниевыми диодами D1 и D2. Входной резистор должен быть такого размера, чтобы он проводил не более 1 мА, когда внутренний зажимной диод D1 проводит при Vcc+0,5 В или 5,5 В в этом случае. Резистор 22 К может работать в этом случае, если мы используем для датчика питание 24 В. Наш ток через зажимной диод рассчитывается по закону Ома как (24 В - 5,5 В)/22 К = 0,84 мА.

Однако в данном случае нет причин резать так близко к кости. Для этого приложения нам не требуется особенно высокая скорость обнаружения, поэтому резистор 100 К был бы лучшим выбором и ограничивает диод D1 до 0,19 мА. Это обеспечивает дополнительную защиту от скачков напряжения.

Это решение хорошо работает до тех пор, пока внутренний диод не сгорит от скачка или скачка напряжения, поэтому гораздо лучше добавить избыточность и использовать пару внешних зажимных диодов Шоттки, которые имеют меньшее падение прямого напряжения и будут работать до внутренних кремниевых диодов.

Итак, мое решение (которое я планирую в ближайшее время реализовать на своем собственном Ender 3 Pro*) взято из этой исходной статьи и выглядит так:

Circuit diagram showing protection diodes for AVR input

Где R1, D3 и D4-мои внешние компоненты, как описано, а C1 опущен для простоты. (Если используется C1, он образует RC-фильтр низких частот, поэтому вам нужно будет соответствующим образом его настроить. Если мы обнаружим, что шум или "отскок" являются проблемой, мы можем легко добавить C1 позже.)

На мой взгляд, один резистор 100 К и два диода Шоттки являются достаточной защитой для этой схемы, а датчик приближения 6-36 В будет очень хорошо работать при наличии 24 В питания.

*Основываясь на первом комментарии к этому предлагаемому решению, я признаю необходимость внимательно изучить свойство отказоустойчивости здесь. В зависимости от того, включена ли в цикл существующая конечная остановка Z, и от того, как Марлин справится с этим, также будет зависеть, является ли это удовлетворительным решением. Я пока оставлю там свою часть обсуждения, пока не подойду ближе к проектированию и реализации на своей собственной машине.

,

Хотя технически это вариант, предпочтительнее использовать правильно рассчитанный (MOS)FET в качестве резистора (или переключателя) с регулируемым напряжением. Использование 24 В на входе и подключение обоих выходов непосредственно к контактам переключателя превращает его в переключатель с ЧПУ, который открывается при напряжении от датчика, поэтому для обеспечения надежного срабатывания датчика требуется датчик с ЧПУ - при потере сигнала от датчика (разорванный кабель) концевой выключатель срабатывает так же, как при обнаружении., @Trish