オプトカプラーに接続するためのデジタルマイクロコントローラー信号のバッファリング

回路の残りの部分から（たとえば、マイクロコントローラーからの）デジタル+ 5VDC制御信号を絶縁するためにオプトカプラーを使用するプロジェクトで頻繁に作業しています。ただし、これらはデバイス内部のLEDを照らすことによって機能するため、マイクロコントローラーのピンに数十ミリアンペアの負荷がかかる可能性があります。この制御信号を追加ステージでバッファリングして、マイクロコントローラが高インピーダンスを効果的に認識し、必要な電流を削減するためのベストプラクティスについてアドバイスを探していますか？

単純に頭のてっぺんから離れて、私はうまくいくかもしれないいくつかのことを考えることができます：

1）オペアンプをユニティゲインバッファーアンプとして使用するだけです。

2）専用のコンパレータチップを使用して、入力信号を+ 2.5VDCなどと比較します。

3）信号増幅器の一種としてMOSFETを使用します。

しかし、少し読んでみると、今まで使ったことのないたくさんのチップに出くわしましたが、この種類のチップ用に設計されているようです。例えば：

• 差動ラインドライバー（MC3487）
• 差動ラインレシーバー（DC90C032）
• ライントランシーバー（SN65MLVD040）
• バッファゲートとドライバ（SN74LS07、SN74ABT126）

私はこれらのどれも実際に経験がなく、利用できるものの量に少し圧倒されています！したがって、これらのデバイスの違い、およびこの場合に適している/適切でないデバイスの違いを知るのを手伝ってくれる人はいますか？私が説明することを達成するための最良/標準的な方法はありますか？

編集：
最大x30の出力まで切り替えられる可能性があるため、マイクロコントローラーの読み込みについてまったく気にしたくないので、DIOピンに直接接続することは考慮しません。なので、ロジックバッファICにしようかなと思います。各入力にSN74LVC1G125「3ステート出力のシングルバスバッファゲート」を使用してみて、その動作を確認します。

あなたには多くのオプションがあります。

1. 非常に少数のオプトカプラーを接続する必要がある場合は、以下を条件として、それらをマイクロコントローラーのGPIOに（抵抗を介して）直接接続できます。

   • GPIO出力電流を超えることはできません。
   • 現在の合計ポート数を超えることはありません。
   • 現在のgnd / vddの合計を超えることはありません。

2. さらに多くのオプトカプラーを接続する必要がある場合は、SFH618（https://www.vishay.com/docs/83673/sfh618a.pdf）などの低電流、高電流転送比のオプトカプラーを使用して、それらに直接接続してみてください。 GPIO（抵抗を介して）。

3. または、BJTまたはMOSFETを使用することもできます（以下の回路図を参照）。いくつかのメモ：

   • GPIOがまだ初期化されていないとき（リセット中など）、MOSFET / BJTが確実にオフになるように、プルダウン/プルアップ抵抗を配置することを忘れないでください。
   • MCUにGPIOピンがあり、リセット時にプルアップ/プルダウンが常に有効になっている場合は、プルアップまたはダウン抵抗が省略されることがあります。
   • MOSFETを使用する場合は、ロジックレベルのMOSFET（BSS138など）を使用してください。
   • アクティブローソリューションを使用する場合は、GPIOの高レベル電圧がVDDであることを確認してください。すなわち、アクティブロー溶液中で3.3V-GPIOおよびVDD = 5Vを使用しないでください！。

4. それでも、多くのオプトカプラー（例：6）を駆動する必要がある場合は、ピンあたり40mAを許容するため、前述の74LS07を使用でき、コンポーネントを1つだけマウントする必要があります（6つのBJT / MOSFETではなく）。CMOSとは異なり、TTL ICは本質的にプルアップされていることに注意してください。ただし、プルアップ抵抗が必要な場合もあります（データシートでは、入力をフローティングのままにしないことも推奨しています）。また、'07は反転しないため、このソリューションはアクティブLOWになります。74ABT126はCMOSなので、とにかくプルアップ抵抗を使用する必要があります。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

MMBT3904のような単純なBJTまたは任意のスイッチングBJTが機能します。あなたは2ドルのために100のリールを得ることができます。

差動ラインドライバーは、LEDの駆動用に設計されていません。これらのバッファチップは、2本のワイヤで差動信号を駆動（または受信）します。電圧振幅は1.3ボルトから1.7ボルトまでです。LEDをオンまたはオフにするのに十分ではありません。

TTLバッファはこのアプリケーションに理想的ですが、TTLはシンク電流に優れ、ソース電流に乏しいため、回路図に描かれているようにLEDのハイサイドに接続するのではなく、LEDのローサイドに接続する必要があります。

ただし、接続するフォトカプラが数個しかない場合は、NPN BJTを使用すると、LEDをさらに簡単に駆動できます。

ロジックレベル出力には、CMOSシュミットロジックゲートドライバーを備え、最低1.4mA〜$ 1（10）3〜16Vで動作するH11L1を使用することをお勧めします

低コストのオープンコレクターの場合、最小80％から300％までの幅広い現在のゲインでランク付けhttp://www.taiwansemi.com/products/datasheet/TPC816%20SERIES_B1612.pdf

これは、ロジックレベルまたは1mAのみが必要な場合、それはドライブの少なくとも80％であり、CPUの電力負荷がそれほど大きくないことを意味します。

重要なことを検索してください。何千もの選択肢のコスト対パフォーマンス。

速度を上げるために、より多くの電流が役立ちますが、一部のデバイスはnsに切り替わります。