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数字 I/O 逻辑：NPN 与 PNP

本页介绍 OV20i 的数字 I/O 配置，以及如何正确连接 NPN 和 PNP 设备到相机的 M12 A-Coded 17 针连接器。

OV20i 数字 I/O 概述​

硬件配置​

OV20i 通过 M12 A-Coded 17 针电源 I/O 连接器提供 5 路数字 I/O 线路：

I/O 分配：

  • 1 路触发输入 - 主要触发信号输入
  • 2 路数字输入 - 额外传感器输入
  • 2 路数字输出 - 状态和结果输出

电气规格​

  • 工作电压： 19-24 VDC 输入
  • 输出电流： 每路最大 100mA
  • 输入逻辑： 拉至 GND 激活输入
  • 输出逻辑： 激活时，输出下拉至 GND（兼容 NPN）
  • 热保护： DIO GND 通过热熔断器连接

理解 NPN 与 PNP 逻辑​

NPN（下拉）逻辑​

NPN 设备激活时将电流下拉至地。

特性：

  • 激活状态： 设备将信号连接至 GND（0V）
  • 非激活状态： 信号保持悬空或被拉高
  • 电流流向： 从正电源 → 负载 → 设备 → 地
  • 常见应用： 大多数现代工业传感器和 PLC

PNP（上拉）逻辑​

PNP 设备激活时从正电源提供电流。

特性：

  • 激活状态： 设备将信号连接至正电源（+24V）
  • 非激活状态： 信号保持悬空或被拉低
  • 电流流向： 从设备 → 负载 → 地
  • 常见应用： 部分欧洲工业设备

OV20i 数字输入配置​

原生输入逻辑：兼容 NPN​

OV20i 输入设计用于 NPN（下拉）设备。

输入激活方式： 拉至 GND 激活输入

连接 NPN 传感器（直接连接）​

NPN 传感器接线示意：

NPN

工作原理：

  • 传感器未激活： 输入悬空高电平（非激活）
  • 传感器激活： 传感器将输入拉至 GND（激活）

连接 PNP 传感器（需下拉电阻）​

PNP 传感器接线示意：

NPN

下拉电阻： 通常在输入端与 GND 之间接 10kΩ 电阻

工作原理：

  • 传感器未激活： 下拉电阻将输入保持在 GND（非激活）
  • 传感器激活： 传感器克服下拉电阻，提升输入电压（可能无法可靠激活）
重要

PNP 传感器需额外接口电路以确保与 OV20i 输入的可靠兼容。

OV20i 数字输出配置​

原生输出逻辑：NPN（下拉）​

OV20i 输出为兼容 NPN 的下拉输出。

输出行为：

  • 激活： 输出下拉至 GND（0V）
  • 非激活： 输出悬空（高阻抗）
  • 最大电流： 每路 100mA
  • 外部电源： 输出需外部电源供电

接口选项：

  • 继电器模块： 使用输出驱动继电器线圈，继电器触点切换 PNP 负载
  • 晶体管电路： 使用输出控制 PNP 晶体管进行负载切换

接地与公共参考​

关键接地要求​

DIO GND 必须连接至地线，数字输入功能才能正常工作。 DIO GND 通过热熔断器连接至地。

多电源系统： 当 OV20i 数字 I/O 线路连接到不同电源供电的系统时，使用此针脚将地线连接在一起。

⚠️ 常见接线问题​

接地回路问题​

  • 症状： 输入信号异常，误触发
  • 解决方案： 确保单点接地，正确使用 DIO GND

输出电流不足​

  • 症状： 负载无法可靠激活
  • 解决方案： 确认负载电流 < 100mA，较大电流负载使用继电器

PNP 传感器不兼容​

  • 症状： 输入无法响应 PNP 传感器
  • 解决方案： 添加下拉电阻或使用接口模块

输入悬空​

  • 症状： 无传感器连接时随机触发
  • 解决方案： 未使用输入通过 10kΩ 电阻接至 DIO GND

最佳实践​

设计指南​

  • ✅ 尽量使用 NPN 设备 以实现直接兼容
  • ✅ 上电前确认接地连接
  • ✅ 为工业环境添加保护措施（保险丝/浪涌抑制器）
  • ✅ 记录接线方案 便于维护和故障排查

测试步骤​

  1. 确认电源电压（19-24 VDC）
  2. 检查接地连续性
  3. 用万用表测试输入端，再连接传感器
  4. 使用合适负载验证输出
  5. 监测电流消耗，确保每路 < 100mA

🔗 参见​