การแปลงสัญญาณไฟฟ้าแรงดันสูง (High Voltage) ให้เป็นสัญญาณอินพุทระดับ TTL

การแปลงสัญญาณไฟฟ้าแรงดันสูง (High Voltage)

ให้เป็นสัญญาณอินพุทระดับ TTL

เครื่องจักรในโรงงานอุตสาหกรรม โดยมากจะส่งสัญญาณออกไปยังอุปกรณ์ภายนอก เพื่อแจ้งเตือนหรือบอกเหตุให้ผู้ควบคุมได้รับรู้ ผ่านทางไซเรน ออด หลอดไฟ พัดลม และอุปกรณ์อื่นๆ สัญญาณเหล่านี้จะเป็นแรงดันไฟสูงทั้งสิ้น หากเราต้องการที่จะนำเอาสัญญาณเหล่านี้มาส่งให้กับไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCU) ที่เราพัฒนาอยู่จะทำอย่างไร?

เราไม่สามารถที่จะนำเอาสัญญาณซึ่งเป็นไฟแรงดันสูงมาต่อเข้ากับระบบของเราโดยตรงเนื่องจากจะเป็นอันตรายทั้งต่อตัวผู้พัฒนาและงานที่เรากำลังพัฒนาอยู่ ดังนั้นวิธีการที่ดีที่สุดก็คือการแยกตัดขาดไฟแรงดันสูงกับแผงวงจรของเรา ซึ่งจากประสบการณ์ของผู้เขียนจะพอสรุปได้เป็น 2 วิธี ได้แก่

การต่อคอยล์ Relay 220V AC เข้าสัญญาณ แล้วรับสัญญาณจากหน้า Contact ของ Relay ไปใช้เป็นสัญญาณอินพุท ดังรูป

หลักการทำงาน

สัญญาณไฟฟ้า AC 220V จะทำให้ Coil ของ Relay ทำงาน ซึ่งเป็นผลให้หน้า Contact ของ Relay ซึ่งต่อไปยัง Input Port ของ MCU ทำงาน (หน้าสัมผัส Com ต่อกับ NO)

ข้อดี สะดวกในการต่อติดตั้ง ตัว Relay หาง่าย สามารถต่อหน้า Contact ได้ทั้งแบบ NO (ปรกติเปิด) และ NC (ปรกติปิด)

ข้อเสีย ขณะที่ไฟจ่ายเข้า Coil ของ Relay หรือเมื่อหยุดจ่ายไฟเข้า จะเกิดแรงดัน Transient ที่สูงมากกว่าปรกติหลายเท่าตัว รบกวนไปยังแหล่งจ่ายไฟที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งรวมถึงบอร์ดพัฒนาของเราด้วย อาจทำให้การทำงานของ MCU ผิดพลาดได้

การต่อผ่านวงจร Opto Isolator วิธีการนี้ใช้หลักการลดแรงดัน AC 220 โวลท์ ให้ต่ำลงโดยผ่าน R และ C แล้วแปลงแรงดันให้เป็นไฟ DC แล้วต่อเข้ากับ LED ของ IC Opto Isolator

หลักการทำงาน

สัญญาณไฟฟ้า AC 220V จะผ่าน C1 และ R1 ซึ่งเป็นตัวจำกัดกระแส โดยมี D2 ซึ่งเป็น Zener Diode 5.6V เป็นตัวรักษาระดับแรงดันไฟตรงให้ได้ 5.6 V จากนั้น D1 จะลดแรงดัน 5.6V ให้เหลือประมาณ 4.8V และ C2 ทำหน้า Filter ให้ได้แรงดันไฟตรงที่เรียบขึ้น แรงดันไฟตรง 4.8V จะไหลผ่าน D3 และ LED ใน U1 ทำให้ D3 และ LED ใน U1 ติดสว่าง ส่วน R2 ทำหน้าที่จำกัดกระแสที่ไหลผ่าน D3 และ LED ใน U1

เมื่อ LED ใน U1 ติดสว่าง จะส่งผลให้ Transistor ขา C และ E ใน U1 นำกระแส ซึ่งขา C จะต่อเข้ากับ Input Port ของ MCU ส่วนขา E จะต่อเข้ากับ Ground ของระบบ นั่นคือจำทำให้สัญญาณที่ Input Port ของ MCU เปลี่ยนจะ High เป็น Low

ข้อดี สามารถตัดข้อเสียจากการใช้ Relay ได้อย่างสิ้นเชิง สัญญาณที่ได้จะเป็นแบบ Open Collector ซึ่งสามารถต่อเข้ากับ MCU ได้โดยตรง อาจต่อ Resistor pull up ที่ขาอินพุทของ MCU เพื่อให้สัญญาณแข็งขึ้น

ข้อเสีย วงจรมีความยุ่งยากซับซ้อนกว่า Relay

หากสนใจ High Volt Opto ซึ่งขณะนี้ Thaimcu มีจำหน่ายเป็นทั้งชุดประกอบเสร็จและ PCB เปล่า และไม่ต้องเสียเวลาในการทำ PCB อีกด้วย

ชุดสำเร็จรูป ทาง THAIMCU ขายในราคา 145 บาท

เฉพาะ PCB ราคา 45 บาท

มาเอาเองไม่คิดค่าส่งครับ ถ้าให้ส่งให้คิดค่าส่ง 50 บาท

[main] [products] [Howto orders]