راهنمای جامع ULN2003 - ویژگی ها ، اصول عملیاتی ، معادل ها و برنامه های کاربردی

سری ULN2003 ، که به دلیل ادغام ولتاژ بالا و قابلیت های جریان بالا در یک آرایه ترانزیستور دارلیستور شناخته شده است ، از ولتاژ کار سودمند ، عملکرد برتر در تقویت جریان ، سازگاری با درجه حرارت گسترده و ظرفیت بارگذاری شناخته شده است.این امر باعث می شود تا بسیاری از سیستم هایی که به درایوهای با قدرت بالا نیاز دارند ، یک گزینه ایده آل باشد.این مقاله با هدف بررسی ویژگی های اصلی ULN2003 ، پوشش پیکربندی PIN ، توضیحات عملکردی ، مکانیسم های عملیاتی و کاربردهای عملی در سناریوهای مختلف است.بیایید برای درک دقیق شیرجه بزنیم.

در ULN2003 یک درایور با ولتاژ بالا و جریان بالا است که جایگاه خود را در طیف گسترده ای از برنامه ها ، از جمله کنترل قفل های الکترونیکی ، موتورهای برق و موتورهای پله ای ، نمایشگرهای LED رانندگی و مدیریت دستگاه در خانه های هوشمند پیدا کرده است.این تطبیق پذیری از توانایی دقیق آن برای کنترل ولتاژ بالا و نیازهای فعلی ناشی می شود.در هسته اصلی آن ، ULN2003 از هفت جفت سیلیکون NPN Darlington تشکیل شده است.هر ترانزیستور به صورت سری با مقاومت 2.7kΩ متصل می شود و به طور قابل توجهی توانایی رانندگی آن را افزایش می دهد.یکی از ویژگی های برجسته ULN2003 ، سازگاری آن با ولتاژ عملیاتی 5 ولت است و امکان اتصالات مستقیم با مدارهای TTL و CMOS را فراهم می کند.این اتصال مستقیم پردازش داده ها را ساده می کند که در غیر این صورت به بافرهای منطق استاندارد نیاز دارد ، بنابراین کنترل بر روی دستگاه های فردی را تسهیل می کند و عملکرد همزمان را در چندین دستگاه فعال می کند.

به طور مبتکرانه طراحی شده ، ULN2003 یک ولتاژ خروجی مستقل از ولتاژ ورودی تولید می کند ، که یکپارچه در هر طراحی مدار قرار دارد ، خواه شامل میکروکنترلرها یا سیستم های ریزپردازنده باشد.این ولتاژ بار 50 ولت و حداکثر جریان 500 میلی آمپر را پشتیبانی می کند.ظرفیت آن را می توان با موازی با پین های خروجی چندگانه فراتر از این محدودیت ها گسترش داد.علاوه بر این ، ULN2003 دارای ویژگی های داخلی برای میرایی فرکانس و محافظت از EMF است و یک لایه ایمنی اضافی برای دستگاه های متصل اضافه می کند.این طرح متفکر تضمین می کند که ULN2003 نه تنها نیازهای متنوع ولتاژ بالا فعلی ، برنامه های جریان بالا را برآورده می کند بلکه قابلیت اطمینان و ایمنی را نیز تضمین می کند.

ULN2003 دارای ویژگی های زیر است:

- می تواند تحت ولتاژ تا 50 ولت کار کند (برخی از نسخه ها می توانند تا 100 ولت بروند).

- این اجازه می دهد تا جریان حداکثر 500 میلی آمپر در هر ورودی باشد.

- شامل یک دیود گیره داخلی برای محافظت از دستگاه است.

- از ویژگی های محافظت داخلی برای سیستم بازگشت ، با یک پین برای سنجش بار در دسترس است.

- ادغام کامل با میکروکنترلرها و تابلوهای آردوینو.

- سازگاری با منطق TTL و CMO های 5V.

- تراشه ULN2003 در بسته های 16 پین ، TSSOP و SOIC در دسترس است.

- معمولاً با اجزای اضافی نصب شده بر روی یک ماژول در بازار برای اتصال آسان تر.

ورودی 1: این پین خروجی مربوطه را کنترل می کند (خروجی 1).اگر زیاد باشد (5 ولت) ، خروجی وجود خواهد داشت.در غیر این صورت ، هیچکدام وجود نخواهد داشت.

ورودی 2: همانند بالا ، اما بر خروجی 2 تأثیر می گذارد.

3. ورودی 3: همانند بالا ، برای خروجی 3.

4. ورودی 4: همان برای خروجی 4.

5. ورودی 5: همانند بالا ، برای خروجی 5.

6. ورودی 6: همانند بالا ، اما برای خروجی 6.

7. ورودی 7: همان ، اما برای خروجی 7.

8. GND: این پین 8 برای زمینی است که به منبع تغذیه وصل شود.

9. com: این پین می تواند عملکردهای مختلفی را انجام دهد.به طور معمول به عنوان یک پین آزمایش برای باز کردن تمام خروجی ها استفاده می شود.همچنین می تواند برای بارهای القایی مورد استفاده قرار گیرد.

10. خروجی 7: کنترل شده توسط ورودی 7 ، هر بار 50 ولت و 500mA را می توان به آن وصل کرد.

11. خروجی 6: همانند بالا ، اما به ورودی 6 بستگی دارد.

12. خروجی 5: مشابه اما با ورودی 5 مطابقت دارد.

13. خروجی 4: همانند بالا ، اما توسط ورودی 4 کنترل می شود.

14. خروجی 3: همان ، اما با ورودی 3 مطابقت دارد.

15. خروجی 2: همانند بالا ، اما مطابق با ورودی 2 است.

16. خروجی 1: توسط ورودی 1 کنترل می شود ، اما دارای ویژگی های مشابه سایر موارد است.

تراشه ULN2003 هوشمندانه عملکرد خود را به دو قسمت اصلی تقسیم می کند: ورودی و خروجی.از یک طرف ، از هفت پین ورودی (IN1 تا IN7) برای ضبط سیگنال های منطقی ورودی استفاده می کند.از طرف دیگر ، هفت ترانزیستور خروجی (Out1 تا Out7) حالت های روشن و خاموش بارهای آنها را که به آنها وصل شده اند ، مدیریت می کنند.مزیت این تنظیم پاسخگویی آن به تغییرات سیگنال است: یک سیگنال بالا ترانزیستورهای داخلی را در حالت بسته نگه می دارد و از جریان جریان به بار جلوگیری می کند ، در حالی که یک سیگنال کم آنها را باز می کند و به جریان اجازه می دهد تا جریان آزادانه جریان یابد.این پیوند مستقیم بین سیگنال های پین های ورودی و اقدامات پین های خروجی کنترل دقیق بر روی دستگاه های متصل را امکان پذیر می کند.

از نظر عملکردی ، ULN2003 به گونه ای طراحی شده است که بارهایی را که از نظر ولتاژ ، جریان یا القاء بسیار زیاد هستند برای میکروکنترلرهای استاندارد برای کنترل مستقیم استفاده می کنند.علاوه بر این ، هر یک از خروجی های آن به دیودهای گیره مجهز شده است و از معکوس محافظت می کند و ثبات و قابلیت اطمینان سیستم را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.این طرح نه تنها با تقاضای زیاد کنترل بارهای پرقدرت بلکه ایمنی تنظیمات مدار پیچیده را تضمین می کند ، و این یک انتخاب قابل اعتماد برای به چالش کشیدن محیط های برقی است.

ULN2003 یک مدار یکپارچه 16 پین است که هفت جفت ترانزیستورهای دارلینگتون را ادغام می کند که هر یک قادر به بار رانندگی تا 50 ولت و 500ma است.ما مجهز به هفت پین ورودی و خروجی برای این هفت جفت Darlington هستیم.علاوه بر این ، شامل یک پین زمین و یک پین مشترک است.به طور معمول ، پین زمین به طور مستقیم زمین است ، در حالی که استفاده از پین مشترک اختیاری است.با کمال تعجب ، این IC دارای پین VCC اختصاصی نیست.این امر به این دلیل است که قدرت مورد نیاز برای کار ترانزیستورها مستقیماً از پین های ورودی گرفته می شود.در زیر یک نمونه مدار ساده وجود دارد که می تواند برای آزمایش عملکرد مدار یکپارچه ULN2003 استفاده شود.

در این تنظیم ، یک LED بار در نظر گرفته می شود و ترمینال مثبت آن به منبع تغذیه وصل شده و ترمینال منفی آن از طریق پین خروجی ULN2003 مستقر می شود.این طرح انتخاب می شود زیرا ، هنگامی که سطح ولتاژ در یک پین ورودی بالا می رود ، زمین پین خروجی مربوطه ، بنابراین مدار را می بندد و LED را روشن می کند.علاوه بر این ، اگرچه حداکثر حد جریان بار برای هر پین خروجی 500 میلی آمپر است ، اما با موازی با پین های خروجی چندگانه ، می توان بارهای جریان بالاتر را بدست آورد.به عنوان مثال ، موازی با سه پین ​​از نظر تئوری می تواند جریانات را تا 1.5a هدایت کند.در حالی که پایه گذاری پین COM اختیاری است ، می توان از آن به عنوان سوئیچ تست استفاده کرد و در هنگام پایه شدن پین COM ، تمام پین های خروجی را به زمین امکان پذیر می کند.

- برای رانندگی بارهای با جریان بالا با مدارهای دیجیتال.

- مناسب برای رانندگی موتورهای پله ای.

- می تواند LED های با جریان بالا را هدایت کند.

- ماژول های درایو رله (قادر به رانندگی 7 رله).

- بافر منطقی در الکترونیک دیجیتال.

- به عنوان سنسور لمسی برای آردوینو استفاده می شود.

- LR2003L

- TBD62003APG

- ULN2001

- uln2001a

- uln2003a

ماژول درایو موتور ULN2003 برای رانندگی موتورهای پله ای ، LED های با جریان بالا و ماژول های رله استفاده می شود.این IC از جفت های Darlington برای خروجی استفاده می کند و می تواند تا 5 ولت و 500mA را فراهم کند.قدرت مورد نیاز برای عملکرد ترانزیستورها از ورودی کنترل گرفته می شود ، از این رو هیچ پین VCC در IC وجود ندارد.

ULN2003A دارای یک مقاومت پایه سری 2.7 KΩ برای هر جفت Darlington است که عملکرد مستقیم با دستگاه های TTL یا 5-V CMOS را امکان پذیر می کند.ULN2004A دارای یک مقاومت پایه سری 10.5 KΩ برای تسهیل عملکرد مستقیم آن از دستگاه های CMOS با استفاده از ولتاژهای عرضه 6 تا 15 ولت است.

ULN2003A ، یک مؤلفه محبوب برای هدایت بارهای ولتاژ بالاتر از منطق ، دارای ورودی های آن تا 30 ولت و خروجی ها تا 50 ولت است.ULN2004 همچنین می تواند به عنوان یک جایگزین در نظر گرفته شود.

همه اینها را می توان نسخه های مختلفی از همان دستگاه ، یعنی ULN2003A در نظر گرفت.ULN2003A یک آرایه 7 کانال پایین دارلینگتون است.ULQ2003A با ULN2003A یکسان است اما برای درجه حرارت بالاتر (85 درجه سانتیگراد) رتبه بندی شده است.ULN2803 به جای 7 کانال دارای 8 کانال است و آن را شبیه به ULN2003A می کند.

عملکرد اصلی ULN2003 تقویت سیگنال های کنترل از Arduino است ، بنابراین می توان از آنها برای رانندگی موتور استپر 28ByJ-48 استفاده کرد.