Согласование логического уровня

amalgama2002
Offline
Зарегистрирован: 27.08.2019

Доброго времени суток!

Я новичок в платформе ардуино и вообще радиотехники.

Для своего проекта использую ESP32 (по ряду причин).

Столкнулся с проблемой при управлении шаговым двигателем (частный случай).

На просторах интернета нашел несколько схем, позволяющих конвертировать логику из 3.3 в 5 Вольт и наоборот.

Поизучав статьи дорисовал схему.

Но все равно не уверен, насколько она верна. Помогите в ликбезе пожалуйста!

svm
Offline
Зарегистрирован: 06.11.2016

Земли контроллера и драйвера, объединить. Уровни конвертировать не обязательно. И так работать будет. 

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

В нормальных драйверах моторов просто оптопары ставят.

JI_John
Offline
Зарегистрирован: 22.12.2017

У вас общий блок питания, так что земля и так общая (у всех STEP-UP, STEP-DOWN преобразуев  IN- и OUT- это одно и тоже)

Логические уровни... драйверу, в основном, пофиг 3,3 или 5 вольт. 

nevkon
Offline
Зарегистрирован: 20.01.2015

JI_John пишет:

У вас общий блок питания, так что земля и так общая (у всех STEP-UP, STEP-DOWN преобразуев  IN- и OUT- это одно и тоже)

Логические уровни... драйверу, в основном, пофиг 3,3 или 5 вольт. 

Не у всех. Бывают изолированные преобразователи. Более того я даже крайне советую использовать такой для питания низковольтной части во избежание проблем. Иначе следующая тема будет "Помогите у меня контроллер все время перезагружается".

По теме - какие проблемы запитать логику драйвера от тех же 3.3В? В 99% случаев будет работать. В 1% случаев надо будет подправить сопротивления оптопар драйвера (это если вы будете использовать боле-менее профессиональные драйвера уровня DM542 и лучше). Но у меня например китайский 542 заработал от апельсины с 3.3В уровнем.

amalgama2002
Offline
Зарегистрирован: 27.08.2019

В качестве драйвера попробую TB67S109 а там логика напряжения от 4.75В до 5.25В (т.к. у меня три важных критерия: компактность, мощность и напряжение). Мотор 57 24-48V 3A 2.8 ньютонметра предполагается многократная кратковременная работах.

Нашел свой косяк на второй схеме: граунд преобразователя повесил на STEP-UP мотора, а надо было на STEP-DOWN драйвера.

Но кажется я нашел интересное решение: Диодный преобразователь на четыре каналя с обвязками https://voltiq.ru/shop/5v-3v-i2c-uart-spi-level-converter/ . 

Все дело в том, что мотор, это не единственный элемент в моем проекте, еще много всего нужно подцепить, а у ESP32 ограничение на пин 20-40 миливольт, а суммарное 220 вроде. Так-что мне в любом случае не хватит для управления логикой. Поэтому и заморачивался.

А у найденого диодного преобразователя на каждую линию до 150 миливольт!!! 

Сейчас нарисую цепь и выложу, проверьте пожалуйста если не сложно!

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

amalgama2002 пишет:

Все дело в том, что мотор, это не единственный элемент в моем проекте, еще много всего нужно подцепить, а у ESP32 ограничение на пин 20-40 миливольт, а суммарное 220 вроде.

вы явно путаете токи и напряжения - и если это не случайная описка - никаких шансов у вас собрать работающую схему НЕТ

amalgama2002
Offline
Зарегистрирован: 27.08.2019

JI_John пишет:

У вас общий блок питания, так что земля и так общая (у всех STEP-UP, STEP-DOWN преобразуев  IN- и OUT- это одно и тоже)

Логические уровни... драйверу, в основном, пофиг 3,3 или 5 вольт. 

Даже если  StepUP и StepDOWN преобразователи оборудованы различными защитами от перегрузки, перегрева и прочего. Я не знал, что они получается уже подключены с микрухой к GND.

amalgama2002
Offline
Зарегистрирован: 27.08.2019

b707 пишет:

amalgama2002 пишет:

Все дело в том, что мотор, это не единственный элемент в моем проекте, еще много всего нужно подцепить, а у ESP32 ограничение на пин 20-40 миливольт, а суммарное 220 вроде.

вы явно путаете токи и напряжения - и если это не случайная описка - никаких шансов у вас собрать работающую схему НЕТ

опечатался :-) Сила тока

DC Current on I/O Pins

40 mA

Напряжение толкает силу тока через сопротивление

amalgama2002
Offline
Зарегистрирован: 27.08.2019

Исправил

nevkon
Offline
Зарегистрирован: 20.01.2015

Уверены что БП потянет? Лучше было наверное на 36В взять. Скорости логического преобразователя хватит для проекта? А то может надо максимальную скорость ШД развить при делителе 32.

Насчет драйвера советую еще раз подумать. Они есть у меня, поменял при первом удобном случае на китайские 542 ибо эти весьма нестабильны стали и очень быстро.

Залез в даташит. Входной лог.уровень. 1 = 2.0 - 5.5 В, 0 = 0 - 0.8В. Смысл париться с преобразователем если воспринимает от 2В логическую "1"?

По току тоже советую, да и вообще прочесть сначала даташит на микросхему. Входные лог. цепи потребляют целых 33 мкА максимум если я ничего не попутал.

JI_John
Offline
Зарегистрирован: 22.12.2017

amalgama2002 пишет:

В качестве драйвера попробую TB67S109 а там логика напряжения от 4.75В до 5.25В 

Вы даташит на драйвер смотрели?

Напряжение логического 0 -- 0-0,8V, логической 1 -- 2.0-5.5V

Зачем там преобразователь?

amalgama2002
Offline
Зарегистрирован: 27.08.2019

Мотор будет работать 10-20 раз в час по 6 секунд. А с размером блока напряженка. Пока планирую такой использовать, но если что, нашел помощнее, ну и в 2 раза дороже.

Мотор будет раскручиваться до 600-800 оборотов в минуту, ему предстоит толкать 50 кг груз на роликах по горизонтальли, а деление шага в проекте не нужно, так-что думаю что пока драйвера хватит. Меня только шум волнует, нужен тихий и компактный драйвер для такого мощного мотора.

amalgama2002
Offline
Зарегистрирован: 27.08.2019

Убедили :) Но тогда у меня возникает другой вопрос:

По проекту будет организовано бесперебойное питание с переключением через реле и с использованием BMS контроллера заряда - разряда 4-х аккумуляторов 18650. Мне нужно анализировать на микроконтроллере наличие сети и уровень разряда аккумуляторов для алгоритма действий (в том числе мотора) в отсутствии электричества. 

Я решил использовать два вольтметра от 0 до 25 Вольт. Одним буду замерять напряжение после общего блока питания, а вторым на выходе платы BMS. И как-только напряжение пропадет и реле переключатся я задействую специальный алгоритм действий. А когда напряжение на 4-х батарейках просядит до 2.8х4 то выполню другой алгоритм, пока MBS не вырубил аккумуляторы.

Так вот мой вопрос: нак мерить напряжение с вольтметра (которое от 0 до 5 вольт), когда у меня пин ESP32 может принять только 3.3 Вольта? 

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

через резисторный делитель, последовательное соединение резисторов в школе проходили надеюсь

IwIw58
Offline
Зарегистрирован: 19.06.2019

берём два резистора, например, 51к  +100к, и в точке соединения будет как раз 3.3в при 5 на входе

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

IwIw58 пишет:

берём два резистора, например, 51к  +100к, и в точке соединения будет как раз 3.3в при 5 на входе

берём обычный подстроечный прецизионный резистор килоом на 5-10 и устанавливаем в средней точке нужное нам напряжение )))

amalgama2002
Offline
Зарегистрирован: 27.08.2019

Нарисовал пару вариантов, но т.к. нет опыта, не знаю какой лучше. Видимо надо учитывать мощьность рассеивания и прочее, но в моем случае наверное это не актуально, если только на будущее.

Какая схема лучше?

или

И как узнать какая сила тока будет на пине ESP32? Блок питания 24V до 5А при постоянной нагрузке.

Электронный мультиметр в симуляторе говорит что будет 5 микроампер в 1-й схеме и

106 микроампер во 2-й схеме

amalgama2002
Offline
Зарегистрирован: 27.08.2019

Ссылка на программу эмулятор эл цепи https://electrohobby.ru/progr-elektr-konstruktor-bdf.html

Morroc
Offline
Зарегистрирован: 24.10.2016

Достаточно просто делителя и из средней точки желательно емкость в 0.1uF на землю повесить для избежания помех/наводок каких нибудь. Силой тока в ноге АЦП не забивайте себе голову - это уктуально для цепей с сопротивлениями в мегаомы.

amalgama2002
Offline
Зарегистрирован: 27.08.2019

А можно схематично, еси не сложно, просто хочется упорядочить знания в голове (получится RC цепочка), чтобы избежать в будущем недорозумений в виде сгоревшего микроконтроллера и прочих элементов цепи. Спасибо!

Morroc
Offline
Зарегистрирован: 24.10.2016

У вас красным обведено - этого в принципе достаточно, можно подключать к ноге мк напрямую, но с ноги на землю повесьте емкость 0.1мкФ (можно и больше, но керамику). У ноги в режиме входа сопротивление очень велико, туда большой ток не потечет пока напряжение не превысит напряжения питания (а вот если превысит.. ну можете резистор добавать как в вашем первом варианте если страшно, только поменьше - 50-100к можно, но напряжение будет выше если только верхний резистор отвалится)