オープンコレクタ接続

質問

キーエンス、オプテックスなどの光学式センサの出力をカメラのGPIO入力に接続しようとしていますが、GPIOが破壊されないか心配しています。
センサの電源はDC24Vで出力はNPNオープンコレクタです。カメラのGPIOの入力仕様はTTL（DC5Vにプルアップ）です。
センサがON（出力トランジスタON）のときはGPIOへの入力は0Vですから心配ないです。しかしセンサOFFのときは出力トランジスタのコレクタはDC24Vにならないでしょうか。静電的破壊を心配しています。
カメラメーカは大丈夫だろうと言い、事実壊れていないようなのですが、長期的にも問題無いでしょうか。

回答No.1

electron11 · ベストアンサー

センサの電源はDC24Vで出力はNPNオープンコレクターなのですね？

電源はDC24Vでも内部でプルアップされていなければ問題ありません
プルアップされている場合は対策しなければなりませんね
多分プルアップされていないと思います　コレクターが出ているだけでしょう
そのトランジスターをON/OFFさせて見ればテスターで確かめられます
叉は光学式センサー仕様を調べたら良いでしょう

プルアップされている場合の対策はツェナーでリミットするか
SWダイオードをGPIO側の電源に繋ぐ事で電圧よりダイオードのＶf分（0,7Ｖ）高くなるのみでリミット出来ますが
この場合はHi時はセンサー24VからGPIO5Vに流れ込みます
そのようにダイオードの接続をしますが内部はどうなっているか解りませんのでＶf分高くても問題ありの場合はツェナーにしましょう
GPIOの入力仕様を調べましょう　多分内部でプルアップされていないと思います

補足

2008/11/13
ご回答どうもありがとうございます。
センサの電源はDC24Vで、出力はNPNオープンコレクターでプルアップされていません。
センサOFF時にベース側が静電的に24Vになり、これがコレクタを通してカメラ側のGPIOに出て行くような気がして、心配したのですが、こんなことは起きないですね。

カメラのGPIOは内部で5Vあるいは3.3Vにプルアップされています。問題ありますでしょうか。

回答No.3

electron11

#1です　やはりコレクターが出ているだけですね　普通はそのようになってます
この方が受け側にとって融通が利きますから　3.3V機器でも5V機器でも繋げられるのです
受け側の入力はプルアップされているのが普通ですから　そのまま繋げます

ベースのインピーダンスは低いですから誘導を起こす事はありません　精々数KΩですし
そのトランジスターをドライブするものが繋がっておりますから更に下がります

誘導を起こすにはインピーダンスが高くないと起こりません　数MΩ以上です
余程環境が悪くない限り100ｋΩ以下であれば問題無しです

どんな環境でお使いか解りませんがフォトカプラは問題が起こったらでよろしいと思います

お礼

どうもありがとうございます。
誘導に関するご説明は少し分からないこともありますが、とりあえず心配することはないことと、対処の仕方は良く分かりました。

長いあいだ疑問に思っていたことが明確になってすっきりしました。ありがとうございました。

回答No.2

sugi-air

OC出力なのでコレクタへリミット回路を入れれば通常問題ありませんが、静電サージの危惧のあるような環境でしたら、フォトカプラでアイソレーションし、発光側は２４V電源から受光側はGPIOの５V電源側で分離駆動ししたらよいと思います。

補足

ご回答ありがとうございます。
静電サージとは、センサによるものですか。それとも外部からのノイズによるものでしょうか。
フォトカプラを付けるには基板を作らなくてはいけないと思いますが、すると基板を収納する箱も必要になりますよね。費用と場所を考えると躊躇してしまいます。