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数字 I/O 逻辑：NPN 与 PNP

本页介绍 OV80i 的数字 I/O 配置，以及如何正确连接 NPN 和 PNP 设备至相机的 M12 A-Coded 12 针连接器。

OV80i 数字 I/O 概述​

硬件配置​

OV80i 通过 M12 A-Coded 12 针电源 I/O 连接器提供 1 个触发输入，2 个数字输入，和 2 个数字输出：

I/O 分布：

  • 1 个触发输入 - 主要触发信号输入
  • 2 个数字输入 - 额外传感器输入
  • 2 个数字输出 - 结果输出

电气规格​

  • 工作电压： 19-24 VDC 输入
  • 输出电流： 每个输出最大 100mA
  • 输入逻辑： 拉至 GND 激活输入
  • 输出逻辑： 激活时输出接地（兼容 NPN）
  • 热保护： DIO GND 通过热熔断器接地

理解 NPN 与 PNP 逻辑​

NPN（下沉）逻辑​

NPN 设备激活时将电流下沉至地。

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（上源）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

OV80i 数字输入配置​

原生输入逻辑：兼容 NPN​

OV80i 输入设计用于 NPN（下沉）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：

NPN

工作原理：

  • 传感器不激活： 输入悬空为高电平（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）​

下拉电阻： 通常为 10kΩ，连接输入与 GND 之间

工作原理：

  • 传感器不激活： 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）

⚠️ 重要提示： PNP 传感器需额外接口电路以确保与 OV80i 输入的可靠兼容。

OV80i 数字输出配置​

原生输出逻辑：NPN（下沉）​

OV80i 输出为兼容 NPN 的下沉输出。

输出行为：

  • 激活： 输出接地 (0V)
  • 非激活： 输出悬空（高阻抗）
  • 最大电流： 每个输出 100mA
  • 外部电源： 输出需外部电源供电

PNP 负载接线（需接口）：

NPN

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 晶体管实现负载开关

接地与公共参考​

关键接地要求​

数字 I/O GND 必须连接至地线，数字输入功能方可正常工作。 DIO GND 通过热熔断器与地线连接。

多电源系统： 当 OV80i 数字 I/O 线路连接至不同电源供电的系统时，需使用此引脚将地线连接统一。

⚠️ 常见接线问题​

接地环路问题​

  • 症状： 输入行为异常，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： 输入对 PNP 传感器无响应
  • 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

测试流程​

  1. 确认电源电压（19-24 VDC）
  2. 检查接地连续性
  3. 使用万用表测试输入，确认无误后连接传感器
  4. 使用适当负载验证输出
  5. 监测电流消耗，确保每个输出 < 100mA

🔗 参见​