节流计划-硬件篇-1-AIR724UG电平转换电路
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设计概述
设计难点
解决方案
节流计划旨在降低物联网产品的硬件成本,本专栏将在2021年持续更新。
节流计划不采用STM32/STC/PIC等传统MCU,而是充分挖掘AIR724UG芯片除4G通信外的其他功能,包含但不限于GPIO、TTS、LCD、OTA、FLASH、ADC,KEY,UART,I2C、SPI等。
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设计概述
如图所示,R1电阻400R,模拟的是12V驱动的继电器。继电器采用NPN三极管下拉控制,实际应用中采用SS8050,丝印Y1,最大电流500mA。
项目中需设计一种电路,满足724UG的GPIO输出控制继电器开关的要求,同时,要保证不使流过AIR724UG的GPIO的电流过大。本实验采用proteus软件进行电路仿真。其中,最左侧的滑动变阻器有着可调电源的作用,我们可以通过调整此处的电压模拟GPIO的输出状态,也可以通过参数微调观察最右侧输出电压的变化。
设计难点
1、需要采用Q1 R2 R3 R4构成一个电平转换电路,不同于以往的串口电平转换电路,此时的电平转换还要有一定的驱动能力。
2、三个电阻的阻值选择要合理。R4过大则对Q2的驱动能力有限,无法保证Q2完全饱和;R4过小则意味着GPIO口Q1工作时灌入的电流过大。
3、当AIR724UG的GPIO口电平不是1.8V而是3.3V时,AIR724UG的1.8V电源是否能正常工作,此处需要实践验证。
解决方案
具体是解决方案如电路图所示。
1、滑动变阻器输出电压是0V时,模拟GPIO是低电平,此时,流过GPIO的电流是0.78mA,如果驱动16个继电器,电流约为12.5mA,AIR724UG满足该电流输出能力。我们可以看到最右侧继电器一端电压是12V,继电器无动作。
2、滑动变阻器输出电压是1.8V时,模拟GPIO是高电平。我们可以看到最右侧继电器一端电压是0.93V,继电器在此电压差下是完全可以动作的。
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