数字 I/O 逻辑：NPN 与 PNP
本页将解释 OV20i 的数字 I/O 配置，以及如何将 NPN 与 PNP 设备正确接到相机的 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 Power I/O 连接器提供 5 条数字 I/O 线：
I/O 分布：
- 1 触发输入 - 主要触发信号输入
- 2 数字输入 - 额外传感器输入
- 2 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：**每个输出最大 100mA
- **输入逻辑：**拉至 GND 以激活输入
- **输出逻辑：**激活时，输出下拉至 GND（NPN 兼容）
- **热保护：**DIO GND 通过热熔保险丝与 GND 连接
了解 NPN vs PNP 逻辑
NPN（Sinking）逻辑
NPN 设备在激活时将电流下拉至地线（GND）。
特性：
- 有源状态： 设备将信号连接到 GND（0V）
- 无源状态： 信号保持浮空或拉高
- 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 设备在激活时从正电源供电。
特性：
- 有源状态： 设备将信号连接到正电源（+24V）
- 无源状态： 信号保持浮空或拉低
- 电流方向： 从设备 → 通过负载 → 到地
- 常见用途： 一些欧洲工业设备
OV20i 数字输入配置
原生输入逻辑：NPN 兼容
OV20i 输入设计为 NPN（sinking）设备。
**输入激活：**拉至 GND 以激活输入
连接 NPN 传感器（直接连接）
为 NPN 传感器的接线：
工作原理：
- 传感器未激活： 输入保持高阻态（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）
为 PNP 传感器的接线：
**下拉电阻：**通常在输入与 GND 之间为 10kΩ
工作原理：
- 传感器未激活： 下拉电阻将输入维持在 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 传感器需要额外的接口电路才能与 OV20i 输入可靠工作。
OV20i 数字输出配置
原生输出逻辑：NPN（Sinking）
OV20i 输出为与 NPN 兼容的下拉输出。
输出行为：
- 有源： 输出下拉至 GND（0V）
- 无源： 输出悬浮（高阻抗）
- 最大电流： 100mA/输出
- 外部电源需求： 输出需要外部电源
接口选项：
- 继电器模块（Relay Module）： 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（Transistor Circuit）： 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
DIO GND 必须连接到 GND，以使数字输入功能正常工作。 DIO GND 通过热熔保险丝与 GND 连接。
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，请使用此引脚将地线连接在一起。
⚠️ 常见布线问题
地线回路问题
- 症状： 输入行为不稳定、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
- 症状： 负载无法可靠激活
- 解决方法： 验证负载电流 <100mA，对于较高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
- 解决方法： 增加下拉电阻或使用接口模块
浮动输入
- 症状： 未连接传感器时出现随机触发
- 解决方法： 将未使用的输入通过 10kΩ 电阻连接到 DIO GND
最佳实践
设计指南
- ✅ 尽可能使用 NPN 设备 以实现直接兼容
- ✅ 上电前验证接地连接
- ✅ 为工业环境增加保护措施（保险丝/浪涌抑制器）
- ✅ 记录布线 以便维护和排除故障
测试流程
- 验证供电电压（19-24 VDC）
- 检查接地连通性
- 在连接传感器前，使用万用表测试输入
- 在合适负载下验证输出
- 监控电流消耗，确保每个输出小于 100mA