数字 I/O 逻辑：NPN 与 PNP
本页说明 OV20i 的数字 I/O 配置，以及如何将 NPN 与 PNP 设备正确接线至摄像头的 M12 A-Coded 17 针 Power I/O 连接器。
OV20i 数字 I/O 概览
硬件配置
OV20i 通过 M12 A-Coded 17 针 Power I/O 接头提供 5 条数字 I/O 线：
I/O 分布：
- 1 个 Trigger Input - 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 - 状态与结果输出
电气规格
- 工作电压： 19-24 VDC 输入
- 输出电流： 每输出最大 100 mA
- 输入逻辑： 拉到 GND 以激活输入
- 输出逻辑： 有源时，输出下沉至 GND（NPN 兼容）
- 热保护： DIO GND 通过热熔断器接地
理解 NPN 与 PNP 逻辑
NPN（Sinking）逻辑
NPN 设备在工作时将电流引向地（Sinking）。
特性：
- 有源状态： 设备将信号连接到 GND（0V）
- 无源状态： 信号保持悬浮或被拉高
- 电流方向： 从正电源 → 通过负载 → 到设备 → 接地
- 常见用途： 大多数现代工业传感器和 PLC
PNP（Sourcing）逻辑
PNP 设备在有源时从正电源提供电流（Sourcing）。
特性：
- 有源状态： 设备将信号连接到正电源（+24V）
- 无源状态： 信号保持悬浮或被拉低
- 电流方向： 从设备 → 通过负载 → 到地
- 常见用途： 某些欧洲工业设备
OV20i 数字输入配置
原生输入逻辑：NPN 兼容
OV20i 的输入设计为适用于 NPN（sinking）设备。
输入激活： 拉到 GND 以激活输入
连接 NPN 传感器（直接连接）
NPN 传感器接线：
工作原理：
- 传感器非活动： 输入悬浮在高位（非活动）
- 传感器活动： 传感器将输入拉至 GND（活动）
连接 PNP 传感器（需要下拉）
PNP 传感器接线：
下拉电阻： 通常在输入与 GND 之间使用 10kΩ
工作原理：
- 传感器非活动： 下拉电阻将输入保持在 GND（非活动）
- 传感器活动： 传感器压倒下拉电阻，提升输入电压（可能无法可靠激活）
重要
PNP 传感器需要额外的接口电路，以确保与 OV20i 输入的可靠运行。
OV20i 数字输出配置
原生输出逻辑：NPN（Sinking）
OV20i 的输出为 NPN 兼容的 sinking 输出。
输出行为：
- 有源： 输出下沉至 GND（0V）
- 无源： 输出悬浮（高阻抗）
- 最大电流： 每输出 100 mA
- 需要外部电源： 输出需要外部电源
注意
数字输出 DO0 / DO1 为 NPN 开集电极输出，仅能下沉。它们在有源时将线拉至 GND，不能提供 +24 V。为确保正常工作，必须提供外部上拉至 +24 V 的负载。
接口选项：
- Relay Module：使用输出来驱动继电器线圈，继电器触点切换 PNP 负载
- Transistor Circuit：使用输出控制 PNP 晶体管以实现负载开关
接地与共参考
关键接地要求
DIO GND 必须连接到 GND，数字输入功能才能工作。 DIO GND 通过热熔断器与 GND 相连。
多电源系统：
当将 OV20i 的数字 I/O 线连接到由不同电源供电的系统时，请使用该针脚将地端连接在一起。
⚠️ 常见布线问题
地环问题
- 表现： 输入行为异常、误触发
- 解决方法： 确保单点接地，正确使用 DIO GND
输出电流不足
- 表现： 负载无法可靠激活
- 解决方法： 验证负载电流 <100 mA，较大电流负载使用继电器
PNP 传感器不兼容
- 表现： 输入对 PNP 传感器无响应
- 解决方法： 添加下拉电阻或使用接口模块
浮空输入
- 表现： 未连接传感器时会随机触发
- 解决方法： 将未使用的输入通过 10kΩ 电阻接到 DIO GND
最佳实践
设计指引
- ✅ 尽可能使用 NPN 设备，以实现直接兼容
- ✅ 在通电前核对地线连接
- ✅ 为工业环境添加保护措施（保险丝/浪涌抑制器）
- ✅ 记录布线以便维护和故障排除
测试程序
- 验证供电电压（19-24 VDC）
- 检查地线连接的连续性
- 在连接传感器之前，使用万用表测试输入
- 用合适的负载验证输出
- 监控电流消耗，确保每个输出小于 100 mA