Κατανόηση των βασικών χαρακτηριστικών και εφαρμογών του ULN2003
Uln2003 είναι ένα προϊόν υψηλής τάσης, υψηλής τάσης, υψηλού ρεύματος προϊόντος σύνθετων τρανζίστορ.Διαθέτει υψηλή τάση λειτουργίας, κέρδος υψηλού ρεύματος, ευρεία κλίμακα θερμοκρασίας και ισχυρή χωρητικότητα φορτίου, επομένως είναι πολύ κατάλληλο για διάφορα συστήματα που απαιτούν κίνηση υψηλής ισχύος.Αυτό το άρθρο θα εισαγάγει σχετικές πληροφορίες του ULN2003, συμπεριλαμβανομένων των χαρακτηριστικών, των καρφίτσων και των λειτουργιών, της αρχής λειτουργίας, της λειτουργίας και της εφαρμογής.Ας ξεκινήσουμε.Κατάλογος
Επισκόπηση ULN2003
Το ULN2003 είναι ένας οδηγός υψηλής τάσης και υψηλού ρεύματος που χρησιμοποιείται συνήθως σε διάφορα κυκλώματα για ηλεκτρονικό έλεγχο κλειδώματος, κινητήρα κινητήρα, μονάδα βηματικού κινητήρα, μετατροπή οθόνης LED, έξυπνος οικιακός εξοπλισμός και άλλες περιπτώσεις όπου οι συσκευές υψηλής τάσης και υψηλού ρεύματοςπρέπει να ελεγχθούν.Αποτελείται από επτά σύνθετα τρανζίστορ Silicon NPN, με κάθε ζευγάρι τρανζίστορ Darlington συνδεδεμένα σε σειρά με αντίσταση βάσης 2,7K.Σε τάση λειτουργίας 5V, μπορεί να συνδεθεί άμεσα με τα κυκλώματα TTL και CMOS, έτσι ώστε να μπορεί να επεξεργαστεί άμεσα δεδομένα που αρχικά απαιτούσαν τυποποιημένα buffer λογικής.Επομένως, το ULN2003 μπορεί να ελέγχει ταυτόχρονα πολλαπλές συσκευές.Έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής αξιοπιστίας, της βολικής διεπαφής κ.λπ. και είναι εύκολο να ενσωματωθεί σε διάφορα κυκλώματα.
Εναλλακτικές λύσεις και ισοδύναμα
• LR2003L
• ULN2001
• Uln2001a
• Uln2003a
Ποια είναι τα χαρακτηριστικά του ULN2003;
Το ULN2003 έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
• ρηχό ρεύμα ύπνου: Όταν η έξοδος είναι χαμηλή, το ρεύμα ύπνου του ULN2003 είναι πολύ χαμηλό, γεγονός που συμβάλλει στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και της παραγωγής θερμότητας.
• Πακέτο DIP: Το ULN2003 υιοθετεί διπλό πακέτο in-line για εύκολη εισαγωγή στην πλακέτα κυκλώματος και εύκολη συγκόλληση.
• Επτά προγραμματιζόμενες εξόδους: Το ULN2003 διαθέτει επτά ακίδες εξόδου, καθένα από τα οποία μπορεί να ελεγχθεί ανεξάρτητα, καθιστώντας το ιδανικό για την οδήγηση πολλαπλών κινητήρων ή ρελέ.
• Συμβατότητα επιπέδου εισόδου και ελέγχου: Οι ακροδέκτες εισόδου του ULN2003 υιοθετούν τον έλεγχο επιπέδου TTL και CMOS, οι οποίοι είναι πλήρως συμβατοί με τα κοινά επίπεδα λογικής, επομένως είναι πολύ βολικό να ενσωματωθούν με άλλα ψηφιακά κυκλώματα.
• Ενσωματωμένη δωρεάν δίοδο DuPont: Κάθε ζεύγος Darlington έχει ενσωματωμένη δωρεάν δίοδο DuPont για να προστατεύσει τα εξαρτήματα μεταγωγής από ζημιά αντίστροφης τάσης, βελτιώνοντας έτσι την αξιοπιστία του τσιπ.
• Υψηλό ρεύμα και υψηλή τάση: Η έξοδος του ULN2003 μπορεί να αντέξει υψηλό ρεύμα και τάση.Το μέγιστο ρεύμα αντοχής του είναι 500mA και η μέγιστη τάση αντοχής είναι 50V, γεγονός που το καθιστά πολύ κατάλληλο για τον έλεγχο των κινητήρων και των ρελέ υψηλής ισχύος.
Διάγραμμα καρφίτσας και λειτουργίες του ULN2003
PIN 1: Αυτός ο ακροδέκτης είναι ο ακροδέκτης εισόδου παλμού της CPU και η θύρα αντιστοιχεί σε ακροδέκτη εξόδου σήματος.
PIN 2 έως 7: Αυτός ο ακροδέκτης είναι ο ακροδέκτης εισόδου παλμού CPU.
PIN 8: Αυτός ο ακροδέκτης είναι γειωμένος.
PIN 9: Αυτός ο ακροδέκτης είναι η κοινή κάθοδο των επτά εσωτερικών δίοδοι ελεύθερων τροχών.Η άνοδος κάθε διόδου συνδέεται με τον συλλέκτη κάθε σωλήνα Darlington.Όταν χρησιμοποιείται για τα επαγωγικά φορτία, αυτός ο ακροδέκτης πρέπει να συνδεθεί με τον θετικό πόλο της τροφοδοσίας φορτίου για να επιτευχθεί ελεύθερη τροχιά.Εάν αυτός ο πείρος είναι συνδεδεμένος με το έδαφος, είναι στην πραγματικότητα ισοδύναμο με τον συλλέκτη του σωλήνα Darlington που συνδέεται απευθείας με το έδαφος.
Οι ακροδέκτες 10 έως 16: Αυτές οι ακίδες είναι οι ακροδέκτες εξόδου σήματος παλμού, που αντιστοιχούν στον ακροδέκτη 7, τον ακροδέκτη 6, τον ακροδέκτη 5, τον ακροδέκτη 4, τον ακροδέκτη 3, τον ακροδέκτη 2 και τους ακροδέκτες εισόδου σήματος 1 αντίστοιχα.
Αρχή λειτουργίας και λειτουργία του ULN2003
Το ULN2003 αποτελείται από δύο κύρια μέρη, την πλευρά εισόδου και την πλευρά εξόδου.Οι εισόδους περιλαμβάνουν επτά ακροδέκτες εισόδου (IN1 έως IN7), οι οποίες χρησιμοποιούνται για τη λήψη λογικών σημάτων από εξωτερικές πηγές, ενώ οι έξοδοι περιέχουν επτά θύρες εξόδου σωλήνα μεταγωγής (Out1 έως Out7), οι οποίες είναι υπεύθυνες για τον έλεγχο της κατάστασης μεταγωγής των κυκλωμάτων φορτίου.
Η αρχή λειτουργίας του ULN2003 έχει ως εξής: Όταν το σήμα εισόδου είναι υψηλό επίπεδο, ο αντίστοιχος σωλήνας διακόπτη μέσα στο τσιπ θα βρίσκεται σε κλειστή κατάσταση και το κύκλωμα φορτίου δεν μπορεί να οδηγηθεί από το ρεύμα αυτή τη στιγμή.Όταν το σήμα εισόδου είναι χαμηλό επίπεδο, ο σωλήνας διακόπτη θα είναι ενεργοποιημένος, επιτρέποντας έτσι στο ρεύμα να οδηγεί το κύκλωμα φορτίου.Επομένως, αλλάζοντας την κατάσταση στάθμης του ακροδέκτη εισόδου, μπορούμε να επιτύχουμε τον έλεγχο μεταγωγής του αντίστοιχου ακροδέκτη του ακροδέκτη εξόδου.
Η κύρια λειτουργία του ULN2003 είναι η οδήγηση υψηλής τάσης, υψηλού ρεύματος και υψηλής επίθεσης.Δεδομένου ότι οι συνηθισμένοι μικροελεγκτές δεν μπορούν να ελέγξουν άμεσα αυτά τα φορτία, απαιτείται ULN2003 για την οδήγηση και τον έλεγχο.Επιπλέον, το τσιπ είναι εξοπλισμένο με δίοδο εσωτερικής καταστολής για να παρέχει αντίστροφη προστασία στη θύρα εξόδου, καθιστώντας ολόκληρο το σύστημα πιο σταθερό και αξιόπιστο.
Διάγραμμα κυκλώματος μονάδας ULN2003
Το ULN2003 είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα με 16 ακίδες.Ενσωματώνει επτά ζευγάρια τρανζίστορ Darlington, το καθένα από τα οποία μπορεί να οδηγήσει φορτία μέχρι 50V και 500mA.Για αυτά τα επτά ζεύγη Darlington, εξοπλίζουμε τις αντίστοιχες επτά ακίδες εισόδου και εξόδου.Επιπλέον, περιέχει καρφίτσες εδάφους και καρφίτσες γενικής χρήσης.Συνήθως, ο πείρος εδάφους συνδέεται απευθείας στο έδαφος, ενώ η χρήση ενός κοινού πείρου είναι προαιρετική.Παραδόξως, αυτό το IC δεν έχει ειδικό PIN VCC.Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ισχύς που απαιτείται για τη λειτουργία του τρανζίστορ θα αντληθεί απευθείας από τον πείρο εισόδου.Παρακάτω είναι ένα απλό παράδειγμα κυκλώματος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δοκιμή της λειτουργίας του ολοκληρωμένου κυκλώματος ULN2003.
Στο κύκλωμα, σκεφτόμαστε το LED καθώς το φορτίο και οι ακροδέκτες λογικής χρησιμοποιούνται για να συνδεθούν με ψηφιακά κυκλώματα ή μικροελεγκτές όπως το Arduino.Σημειώστε ότι ο θετικός πείρος της LED θα πρέπει να συνδέεται με την θετική τάση φορτίου και ο αρνητικός πείρος πρέπει να συνδεθεί στον ακροδέκτη εξόδου του IC.Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι όταν το επίπεδο του πείρου εισόδου του IC πηγαίνει ψηλά, ο αντίστοιχος ακροδέκτης εξόδου πηγαίνει στο έδαφος.Επομένως, όταν το αρνητικό τερματικό της LED συνδέεται με το έδαφος, το κύκλωμα είναι κλειστό, επιτρέποντας στο LED να εκπέμπει φως.Το μέγιστο ρεύμα φορτίου που συνδέεται με κάθε ακροδέκτη εξόδου είναι 500mA και η τάση είναι 50V.Ωστόσο, εάν πρέπει να οδηγήσετε ένα υψηλότερο ρεύμα φορτίου, μπορείτε να το κάνετε συνδέοντας δύο ή περισσότερες ακίδες εξόδου παράλληλα.Για παράδειγμα, εάν συνδέσετε τρεις ακίδες παράλληλα, μπορείτε να οδηγήσετε περίπου 1,5Α.Ο PIN COM χρησιμοποιείται για να συνδεθεί με το έδαφος μέσω του διακόπτη, αυτή η σύνδεση είναι προαιρετική.Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως διακόπτης δοκιμής, δηλαδή όταν αυτός ο ακροδέκτης είναι συνδεδεμένος με το έδαφος, όλες οι ακροδέκτες εξόδου θα συνδεθούν με το έδαφος.
Πού χρησιμοποιείται το ULN2003;
Σε πρακτικές εφαρμογές, το ULN2003 χρησιμοποιείται συχνά για την οδήγηση των επαγωγικών φορτίων, όπως οι κινητήρες βηματικών κινητήρων, τα ρελέ και οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες.Δεδομένου ότι αυτά τα φορτία συνήθως απαιτούν μεγαλύτερα ρεύματα και υψηλότερες τάσεις για να οδηγήσουν, το ULN2003 διαθέτει επαρκείς δυνατότητες οδήγησης ενώ έχει μικρότερη κατανάλωση ενέργειας και υψηλότερη αξιοπιστία, καθιστώντας την ιδανική επιλογή για την οδήγηση αυτών των φορτίων.
Εκτός από τη βασική λειτουργία οδήγησης, το ULN2003 μπορεί επίσης να πραγματοποιήσει πιο πολύπλοκες λειτουργίες ελέγχου χρησιμοποιώντας εξωτερικές αντιστάσεις, πυκνωτές και άλλα εξαρτήματα.Για παράδειγμα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε εξωτερικούς αντιστάσεις για να ρυθμίσουμε το μέγεθος του ρεύματος εξόδου ή μέσω εξωτερικών πυκνωτών για να πραγματοποιήσουμε τον αποσπάστη και άλλες λειτουργίες.Η υλοποίηση αυτών των λειτουργιών ελέγχου όχι μόνο διευρύνει περαιτέρω το πεδίο εφαρμογής της εφαρμογής του ULN2003, αλλά και ενισχύει την ευελιξία της χρήσης του.
Στη διαδικασία σχεδιασμού και κατασκευής ηλεκτρονικού εξοπλισμού, χρησιμοποιείται ευρέως το ULN2003.Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορα κυκλώματα ελέγχου, κυκλώματα κίνησης, κυκλώματα προστασίας και άλλες περιπτώσεις, παρέχοντας μια σημαντική εγγύηση για την κανονική λειτουργία ηλεκτρονικού εξοπλισμού.Ταυτόχρονα, επειδή το ULN2003 έχει μικρότερο μέγεθος και χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας, έχει επίσης χρησιμοποιηθεί ευρέως σε ηλεκτρονικές συσκευές που επιδιώκουν μικροσκοπική και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.
Πώς να χρησιμοποιήσετε το ULN2003 για να οδηγήσετε το βηματικό κινητήρα;
Πρώτον, πρέπει να συνδέσουμε την τροφοδοσία του κινητήρα βηματικού με την κατάλληλη τάση τροφοδοσίας και να βεβαιωθούμε ότι το εύρος τάσης τροφοδοσίας του ULN2003 πληροί τις απαιτήσεις του βηματικού κινητήρα.Στη συνέχεια, συνδέουμε τους ακροδέκτες εξόδου του ULN2003 με τα χειριστήρια του βηματικού κινητήρα.Συνήθως, οι κινητήρες Stepper έχουν τέσσερις γραμμές ελέγχου (A, A ', B, B') που αντιστοιχούν σε δύο φάσεις.Συνδέουμε κάθε μία από τις τέσσερις εξόδους (out1 έως out4) του ULN2003 σε αυτές τις τέσσερις γραμμές ελέγχου του βηματικού κινητήρα.Στη συνέχεια, συνδέουμε ένα σήμα ελέγχου (π.χ. από έναν μικροελεγκτή) στην είσοδο του ULN2003.Όταν το σήμα εισόδου είναι υψηλό, ο αντίστοιχος ακροδέκτης εξόδου ULN2003 θα τραβηχτεί χαμηλά, γεγονός που θα προκαλέσει περιστροφή του κινητήρα βηματικού κινητήρα.Στη συνέχεια, πρέπει να γράψουμε το πρόγραμμα για τον έλεγχο του κινητήρα βηματικού χρησιμοποιώντας μια κατάλληλη γλώσσα προγραμματισμού.Ανάλογα με τον τύπο του βηματικού κινητήρα (μονής φάσης, δύο φάσεων, τεσσάρων φάσεων κ.λπ.), πρέπει να προσδιορίσουμε τη σωστή ακολουθία βημάτων και σήματα ελέγχου.Τέλος, εκτελούμε το πρόγραμμα και δοκιμάζουμε την κίνηση του βηματικού κινητήρα.Όπως απαιτείται, μπορούμε να προσαρμόσουμε την ακολουθία βημάτων και την ταχύτητα του βηματικού κινητήρα για να διασφαλίσουμε ότι λειτουργεί όπως αναμένεται.
Συχνές ερωτήσεις [FAQ]
1. Τι αντικαθιστά το ULN2003 MOSFET;
Έχουμε ένα MOSFET ισοδύναμο με το ULN2003, που ονομάζεται TPL7407LA.
2. Τι χρησιμοποιείται για το ULN2003;
Το ULN2003 IC είναι ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα προγράμματα οδήγησης κινητήρα IC.Αυτό το IC είναι χρήσιμο όταν πρέπει να οδηγήσουμε τα φορτία υψηλού ρεύματος χρησιμοποιώντας κυκλώματα ψηφιακής λογικής όπως οι op-χάρτες, οι χρονομετρητές, οι πύλες, το arduino, το pic, το χέρι κ.λπ.
3. Τι είναι το chip ULN2003;
Η μονάδα οδήγησης ULN2003 είναι ένας οδηγός βηματικού κινητήρα, μικρό μέγεθος και εύκολο στη χρήση.Χρησιμοποιεί το chip προγράμματος οδήγησης ULN2003 για να ενισχύσει το σήμα ελέγχου από το Arduino.Αυτή η εξαιρετικά ελαφριά και φτηνή επιλογή χρησιμοποιείται συνήθως για την εκτέλεση και τον έλεγχο των μικρών εφαρμογών Stepper Motors.
4. Γιατί χρησιμοποιούμε το ULN2803;
Το ολοκληρωμένο κύκλωμα ULN2803 χρησιμοποιείται ως διεπαφή ισχύος για κυκλώματα με τεχνολογία CMOS και TTL.Αυτό το ολοκληρωμένο έχει 8 τρανζίστορ NPN σε διαμόρφωση Darlington με δίοδοι προστασίας, για τον έλεγχο των κινητήρων, των επαγωγικών φορτίων, των ρελέ και άλλων.
5. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ULN2002 και ULN2003;
Το ULN2002A έχει σχεδιαστεί ειδικά για χρήση με συσκευές PMOS 14 έως 25-V.Κάθε είσοδος αυτής της συσκευής έχει δίοδο zener και αντίσταση σε σειρά για τον έλεγχο του ρεύματος εισόδου σε ένα ασφαλές όριο.Το ULN2003A διαθέτει αντίσταση βάσης σειράς 2,7 kΩ για κάθε ζευγάρι Darlington για λειτουργία απευθείας με συσκευές TTL ή 5-V CMOS.