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通用MCU开关量双向光耦隔离套件(准PLC)

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简介

适用于形如双列直插MCU核心板,5V供电的外围套件。共10个数字量输入(DI),8个继电器输出(RO),4个MOS管输出(DO)。

简介:适用于形如双列直插MCU核心板,5V供电的外围套件。共10个数字量输入(DI),8个继电器输出(RO),4个MOS管输出(DO)。

开源协议

CC BY-NC-SA 4.0

(未经作者授权,禁止转载)
创建时间:2024-08-18 01:30:36更新时间:2025-01-27 12:46:19

描述

敬告

1,本套件虽参考现有工业可编程逻辑控制器的成熟设计,但尚未经任何工业标准认证,强烈不建议直接应用于任何可能涉及人身安全的控制领域(包括但不限于工业控制、医疗器械)!如因违反上述内容造成的一切后果自负。

2,本套件设计之初即未曾考虑批量生产的可能性,设计中存在大量双面SMT、双面TH件插装、非标排针位数共存等情况,批量可制造性极低、成本极高,还请知悉。

3,本套件开源遵循CC BY-SA 4.0(署名非商业性使用相同方式共享 4.0)原则,细则请参照:Deed - 署名—非商业性使用—相同方式共享 4.0 协议国际版 - Creative Commons ,引用本设计即视为同意上述说明,转载还请说明出处,感谢配合

设计介绍

本设计旨在为符合形如BluePill封装的MCU模块(例如:STM32核心板),设计通用的全光耦外围套件。其中:

I/O参数

  • MCU 输入侧电压3V/5V双轨可选(通过电源板上U57跳线帽修改)
  • DI侧使用双向光耦配合公共点,可选择源型或漏型接法,设计耐压24V,额定20mA
  • RO侧使用继电器配合公共点,同样可选源型或漏型接法,设计耐压24V,额定1A
  • DO侧MOS控制接地,仅支持漏型接法(这里采用施耐德叫法),最大电流3A

其他I/O性能参数见下表:

参数名称

导通延迟(单位:μs)

关断延迟(单位:μs)

DI输入延迟(端子到MCU)

0.3

42.8

RO输出延迟(MCU到端子)

4000

4000

DO输出延迟(MCU到端子)

13.4

39.0

MCU PIN-MAP

       I/O脚距:600mil/15.24mm,特别注意5V供电位置为左下自下向上第3脚

       高度:无法兼容垂直排针,请使用弯针

 

供电能力

       本套件采用叠层板设计,电源板在符合各插针、避让继电器的位置尺寸范围的条件下可自由设计,原版设计为12V供电,各电源轨供电能力如下:

电压

设计电流

12V(主供电)

5A

3.3V(MCU 输入供电可选轨)

3A

5V(MCU 输入供电可选轨&继电器驱动轨)

3A

9V(DO输出可选供电柜)

3A

24V(DO输出可选供电柜&MOS驱动轨)

2.5A

接线

        DI部分:

DI10

DI9

DI8

DI7

DI6

DI5

DI4

DI3

DI2

DI1

GND

COM

3.3/5V

输入

输入

输入

输入

输入

输入

输入

输入

输入

输入

公共点

VCC

        DO部分:

GND

GND

DO1

DO2

24/9V

DO3

DO4

24/9V

输出

输出

VCC

输出

输出

VCC

        RO部分:

5.5/3V

COM

GND

RO1

RO2

RO3

RO4

RO5

RO6

RO7

RO8

VCC

公共点

输出

输出

输出

输出

输出

输出

输出

输出

 

制造注意事项

1,外壳请采用PLC工控盒,淘宝搜索关键词“PLC工控盒95*90*50透明外壳 带串口USB口开孔”,淘宝链接在这里

2,四角尼龙六角柱规格为M3*16,固定尼龙螺丝规格为M3*4

  • 双塑加高排针规格为“双胶双塑0mm/L14mm”
  • 继电器使用宏发HF46F-5-HS1
  • 光耦使用CYTLP184
  • 其他贴片阻容均使用0603封装
  • 电源板部分排针为加高排针,部分为普高排针,请参照下图进行焊接,图中蓝色框选出的位置需焊接加高排针

 

额外需要说明的内容:

本设计尚存在若干缺陷,例如电源板的12V供电口的叠层结构与IO板冲突:

等等,不一一列举,还请各位多多指点

设计图

原理图(1 / 3)
PCB

BOM

IDNameDesignatorFootprintQuantity
1PH-003423V3,5V,9V,24V,I2C(2)HDR-TH_2P-P2.54-V-M5
2KF301-5.0-2P+12V_INCONN-TH_P5.00_KF301-5.0-2P1
30.1uFC1,C4C06032
41000uFC2,C3CAP-SMD_BD10.0-L10.3-W10.3-LS11.3-FD2
5910pFCFB1C06031

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