Bazele fundamentale ale ieșirii digitale

Toate semnalele digitale au două nivele discrete - un nivel ridicat și un nivel scăzut. Dispozitivele digitale de ieșire controlează starea semnalelor digitale și pot trece de la un impuls digital la altul. Liniile de ieșire digitale pot fi programate pe bază linie-cu-linie sau programate colectiv ca port (de obicei, patru sau opt linii). Un dispozitiv contor poate genera, de asemenea, impulsuri de ieșire digitale sau trenuri de impulsuri.

Cele patru tipuri majore de semnale digitale de ieșire corespund diferitelor familii de logică digitală: TTL, sinking (absorbire), sourcing (alimentare) și relee. Conexiunile dvs. de semnal diferă în funcție de sarcină și de dispozitivul DAQ.

Ieșiri digitale TTL
Un semnal compatibil tranzistor-tranzistor logic (TTL) are următoarele caracteristici:

• 0 V la 0,8 V = logic scăzut (low)

• 2 V la 5 V = logic ridicat (high)

Multe dispozitive NI DAQ au linii I/O digitale TTL. Numărul de linii digitale variază de la dispozitiv la dispozitiv, dar toate sunt bidirecționale și toate suportă aceleași niveluri logice. Puteți configura o linie sau un port ca o intrare sau o ieșire în software. Majoritatea dispozitivelor dispun, de asemenea, de rezistoare pull-up sau pull-down (sau ambele) pe liniile I/O digitale pentru a controla starea liniilor atunci când nu sunt conectate semnale. Aplicațiile digitale de intrare includ recepționarea semnalelor TTL și detectarea stărilor externe ale dispozitivului, cum ar fi starea comutatorului prezentat în figură. Aplicațiile digitale de ieșire includ trimiterea semnalelor TTL și comanda dispozitivelor externe, cum ar fi LED-ul prezentat în figură.

Figura 1. Conexiuni I/O digitale TTL

Ieșiri digitale sinking

O ieșire digitală sinking înseamnă că terminalul de ieșire digitală (DO) al unui canal este condus la COM (referință la masă) când canalul este pornit. O ieșire sinking nu poate furniza energie unui dispozitiv extern. Termenii obișnuiți pentru referirea la un dispozitiv sinking includ NPN, Open Collector, Normal High și IEC Negative Logic.

Puteți conecta direct un canal de ieșire digitală sinking la o varietate de dispozitive industriale, cum ar fi solenoizi, motoare, servomotoare, relee și lămpi. Asigurați-vă că dispozitivele pe care le conectați la canalul de ieșire digitală sunt compatibile cu specificațiile de ieșire ale dispozitivului DAQ. Consultați specificația dispozitivului pentru mai multe informații.

Conectați dispozitivul extern la terminalul DO și cablul pozitiv al sursei de alimentare externe și conectați cablul negativ al sursei de alimentare la cele patru borne COM, așa cum se arată în figura 2.

Figura 2. Conectarea unui dispozitiv de intrare sourcing la o ieșire digitală sinking

Dacă modulul comută un dispozitiv inductiv sau de stocare a energiei, cum ar fi un solenoid, un motor sau un releu, iar dispozitivul nu are protecție Flyback, instalați o diodă Flyback externă așa cum se arată în figura 3.

Ieșiri digitale sourcing

O ieșire digitală sourcing înseamnă că terminalul de ieșire digitală (DO) este condus la Vsup când canalul este pornit. Prin urmare, o ieșire digitală sourcing furnizează energie unui dispozitiv extern. Termenii obișnuiți pentru referirea la un dispozitiv sourcing includ PNP, Open Emitter, Normal Low și IEC Pozitive Logic.

Puteți conecta direct un canal de ieșire digitală sourcing la o varietate de dispozitive industriale, cum ar fi solenoizi, motoare, servomotoare, relee și lămpi. Asigurați-vă că dispozitivele pe care le conectați la canalul de ieșire sunt compatibile cu specificațiile de ieșire ale dispozitivului DAQ. Consultați specificațiile dispozitivului pentru mai multe informații.

Trebuie să conectați o sursă de alimentare externă la dispozitivul DAQ de ieșire digitală sourcing. Această sursă de alimentare asigură curentul pentru dispozitivele pe care le conectați la canalele de ieșire digitală. Conectați cablul pozitiv al sursei de alimentare la Vsup și cablul negativ al sursei de alimentare la COM. Pinii Vsup de pe un dispozitiv I/O digitale sunt de obicei conectați intern. În acest caz, puteți conecta numai o singură sursă externă de tensiune la dispozitiv. Pentru informații, consultați secțiunea privind specificațiile dispozitivului. Conectați dispozitivul extern sau sarcina la terminalul DO și conectați masa dispozitivul la COM (referință de masă), așa cum se arată în figura 4.

Figura 4. Conectarea unui dispozitiv de intrare sinking la o ieșire digitală sourcing

Ieșiri tip releu

Un canal de releu are două terminale interschimbabile, CHa și CHb. Atunci când conectați o sarcină la modulul de ieșire digitală sourcing NI 9481 C Series, conectați cablul pozitiv al sarcinii la borna CHa sau CHb și masa sarcinii la una din bornele sursei de alimentare. Conectați terminalul CHa sau CHb rămas la cealaltă bornă a sursei de alimentare. Figura 5 prezintă o configurație posibilă.

Figura 5. Conectarea unei sarcini la o ieșire tip releu

Când canalul este pornit, terminalul conectat la sarcină conduce curentul sau aplică tensiunea la sarcină. Când canalul este oprit, terminalul nu conduce curentul și nu aplică tensiune la sarcină.

Atunci când sarcinile inductive sunt conectate la ieșirile releului, poate apărea o forță mare contra-electromotoare la timpul de comutare, datorită energiei stocate în sarcina inductivă. Aceste tensiuni de tip flyback (auto-inducție) pot deteriora ieșirile releului și/sau sursa externă de alimentare. Figura 6 prezintă exemple de utilizare a unei diode de tip flyback extern pentru protejarea sarcinilor inductive DC și a unui MOV pentru a proteja sarcinile inductive AC.

Figura 6. Protecția contactelor pentru sarcini inductive DC și AC

Stări Power-Up (de alimentare) programabile

NI-DAQmx suportă stări programabile de alimentare pentru liniile PFI și DIO pe multe dispozitive NI DAQ. Puteți seta starea canalelor fizice pentru unele dispozitive atunci când computerul este pornit sau dispozitivul este resetat în NI-DAQmx. Software-ul poate programa orice valoare de putere pentru liniile PFI și DIO:

• O intrare cu impedanță ridicată

• O ieșire care comandă un 0

• O ieșire care comandă un 1

Dispozitivele au un număr limitat de scrieri la EEPROM, așa că schimbările stărilor de alimentare sunt rare.