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オープンコレクタ出力の測定器との接続方法(cRIO)

cRIOのモジュールで,NPNオープンコレクタ出力(DC5〜24V)の測定器からの信号を取り込みたいと考えています.

 

電源供給はNI-9269から+5Voutし, NI-9401のDIチャンネルで取り込むことが可能でしょうか.

(+5VoutとDIの間にプルアップ抵抗を挿入予定)

可能な場合,NI-9269の-端子とNI-9401のDIのCOM,測定器のGNDを共通にするように接線しても良いのでしょうか.

 

各モジュールのマニュアルを読んでもよくわかりませんでしたので,お尋ねいたします.

宜しくお願いいたします.

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Hidepさん、こんにちは。

 

NI-9401の仕様書を読んだところ、デバイス2のような配線を作ろうと思っていますが。。

http://www.ni.com/pdf/manuals/374068f_0112.pdf#page=12

 

 

screenshot.74.png

 

。。スイッチの代わりに、オープンコレクタとNI-9269を使用されたいので、結局下記のような回路になると思いますが、いかがでしょうか。

 

screenshot.75.png

 

こちらは可能と思いますが、気になるところとしてはAOの出力可能な電流です(チャンネルで最大±10 mA、合計で最大±20 mA)、なので5Vならキロオーム以上の抵抗を使用する必要があります。

http://www.ni.com/pdf/manuals/375099b_0112.pdf#page=12

 

Hidepさんがすでにこちらのような回路を考えたと思いますが、このような回路でやってみたが、うまく行かなかったでしょうか。

よろしくお願いします。

 

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foxhound73様

 

回路のアドバイス,ありがとうございました.

下側の回路図の通り接続し,Rは1kΩから10kΩまで試してみました.

(DIO-DIO COMの内部抵抗が不明のため).

 

NI 9269で5Vの負荷電圧をかけたところ,DIO-DIO COM間の電圧値は

1.08V(100Ω),1.31V(1kΩ)でした.

スイッチングができないので,デバイスそのものをドライブできていないように思います.

 

電子回路に詳しくないので,原因がよくわかりませんでした.

 

USB-6009の+5Vを負荷電圧に使用すると,NI-9401でスイッチングを計測できています.

やはり,NI 9269を負荷電源として使用するのは不可能なのでしょうか?

 

よろしくお願いいたします.

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Hidepさん、

 

USB-6009の出力可能な電流は200mAですので、9269の出力電流はオープンコレクタに足りないと聞こえます。オープンコレクタの仕様などに何か記載していますか?

http://www.ni.com/pdf/manuals/371303n_0112.pdf#page=12

 

後は、テストしたところ、オープンコレクタが接続されましたか?

それとも下記のような回路でも1.08Vと1.31Vになりましたか?

Circuit.png

 

100Ohmなら電流は足りなくて、電圧は下がると思いますが、1kOhmの場合は意外ですね。

 

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 foxhound73様,

 

オープンコレクタのセンサの仕様は,添付ファイルの通りです.

出力電流が足りないかどうか,わかりません.

 

ご指摘された回路では,DIO-DIOCOM間は0Vになりました.

 

100mA〜の出力電源が必要というのことなのでしょうか?

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フォトマイクロセンサの仕様書を間違えてアップしてしまいました.

こちらが,正しいです.

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idep様

 

途中から失礼します。


センサーの電力供給を確認された方が良いように思います。


foxhound73 さんの文章より、NI-9269 は、1チャンネル最大 10 mA で、合計で最大 20 mA とのことです。

投稿されたフォトマイクロセンサの仕様書には投光器と受光器それぞれで消費電流が 20 mA 以下と書かれています。

投光器は電源 Vcc に、受光器は電源 Vcc とオープンコレクター出力 OUTPUT に、合計3線に電力を供給しなければなりません。

投光器は 赤外 LED を発光させなければならないので、電源 Vcc は電流を消費するでしょう。

また、受光器は表示灯を光らせるため、電源 Vcc が電流を消費しても不思議ではありません。

受光器のオープンコレクタ―出力 OUTPUT が消費する電流はセンサではなく、信号を認識する NI-9401 に供給する電力次第となりますが、消費電流は小さくできるでしょう。

投光器と受光器の電源 Vcc を考えると、NI-9296 が1チャンネル当たり供給できる 10 mA では不足する可能性が高いと言えます。

また、3線の合計を考えると NI-9296 が供給できる合計で最大 20 mA の供給能力では不足でしょう。


少なくてもフォトマイクロセンサの投光器と受光器それぞれの電源 Vcc には NI-9269 とは別の供給電源から電力を供給した方が良いように思います。

消費電流が 20 mA 以下ということは 20 mA になることは有り得えます。

5 V で供給されるのであれば、5 / 0.02 = 250 ですので、250 Ω より大きい抵抗を挟むと電流が 20 mA 未満に制限され、電流が不足するかもしれません。

あまり抵抗値が小さいと過電流が流れてセンサーを破損させるかもしれないので、抵抗を挟んだ方が機械のためには安全ですが、過電流を流す恐れのない電源であれば抵抗を挟まなくても問題なく動作するでしょう。


オープンコレクタ―出力の方は、フォトマイクロセンサの仕様を見ると制御出力の負荷電流は 100 mA 以下です。

従って、5 / 0.1 = 50 と、50 Ω 以上の抵抗器で電流を 100 mA 以下に制限しなければなりません。

また、信号を認識する NI-9401 に流せる最大電流は分かりません。

NI-9401 に流す電流を制限するのであれば、foxhound73 さんの書かれた2番目のプルアップ抵抗の回路を使うことになります。

NI-9401 のマニュアル http://www.ni.com/pdf/manuals/374068f_0112.pdf の「入力電流(0V≦Vin≦4.5V)」が対応する項目なのか自信がありませんが、そうだとすると、入力電流は±250 μA(標準)と書かれていますので、5 V / 250 uA = 20 kΩ となります。

従って、プルアップ抵抗として 20 kΩを接続することになるのでしょうか。


foxhound73 さんの書かれた3番目の図ですとプルダウン抵抗になりますので、フォトマイクロセンサのために電流を制限することができます。

NI-9401 に流す電流は制限できません。


気になるのは、DIO にかかる電圧を測定した結果です。

プルダウン抵抗であれば、センサーのスイッチングがオフの時はオープンコレクター出力は接地されます。

抵抗値が何であろうと、電圧が 0 V になりますので、測定値は正しい結果だと思います。


2番目の図、プルアップ抵抗の回路では、センサーのスイッチングがオフの時、オープンコレクター出力は電源(NI-9296)に接続されますので、やはり抵抗値が何であろうと、5 V の測定値になると思います。しかし、実際の測定値は約 1 V という結果でしたので、もしかして 1 V 設定で NI-9269 から電力を出力されているということはないでしょうか。

さもなければ、センサーが Vcc に供給する電力が不足して動作していないためオフになりきれていないか、破損しているか、何らかの原因でセンサーのスイッチングに短絡し、電圧が分割されているかもしれません。

DIO だけではなく、AO の電圧も測定された方が良いように思います。

 

以上ご参考までに。

 

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すみません。

自分の文章を訂正します。

 

NI-9401 の前に 20 kΩも抵抗を入れては電流が少なくなりすぎると思います。

おそらく NI-9401 の中が高い抵抗値で、電流を 250 μA にしているのでしょう。

そのため、オープンコレクタ―出力のプルアップ抵抗は 50 Ω 以上の 100 Ω や 1 kΩ 程度が良いかと思います。

 

失礼しました。

 

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