NPN vs PNP ойрын мэдрэгч

Автоматжуулалт ба удирдлагын системийн чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүд болох PNP болон NPN мэдрэгчүүд нь гаралтын тохиргоо, утсан холболтоороо ялгаатай бөгөөд PNP мэдрэгч нь гүйдэл авдаг ба NPN мэдрэгч нь идэвхжсэн үед гүйдэл багасдаг.

VIOX ойрын мэдрэгч

PNP vs NPN мэдрэгч

PNP ба NPN мэдрэгчийг эх үүсвэр ба живэх мэдрэгч гэж нэрлэдэг бөгөөд үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд ашигладаг хоёр өөр төрлийн ойрын мэдрэгч юм. Гол ялгаа нь тэдгээрийн дотоод хэлхээний дизайн болон транзисторын төрлүүдэд оршдог. PNP мэдрэгч нь идэвхжүүлсэн үед өндөр түвшний дохиог гаргаж, дохионы терминалыг эерэг тэжээлд холбодог бол NPN мэдрэгч нь идэвхжсэн үед доод түвшний эсвэл газрын дохиог өгдөг. Энэхүү үндсэн ялгаа нь эдгээр мэдрэгч нь хяналтын системтэй хэрхэн харьцаж, янз бүрийн оролтын төхөөрөмжтэй нийцэж байгааг тодорхойлдог.

Гаралт ба утаснуудын ялгаа

PNP болон NPN ойрын мэдрэгчүүдийн гаралт ба утаснуудын тохиргоо нь тэдгээрийн ажиллагаа, удирдлагын системд нэгтгэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. PNP мэдрэгчийг ихэвчлэн "эх үүсвэрийн мэдрэгч" гэж нэрлэдэг бөгөөд идэвхжүүлсэн үед эерэг хүчдэлийн гаралтыг өгдөг. Энэ нь тэдгээр нь эерэг хангамжаас ачаалал руу гүйдэл үүсгэдэг гэсэн үг бөгөөд оролтын төхөөрөмжийг идэвхжүүлэхэд эерэг дохио шаардлагатай програмуудад тохиромжтой.

Үүний эсрэгээр, "живэх мэдрэгч" гэж нэрлэгддэг NPN мэдрэгч нь идэвхжсэн үед газрын дохиогоор ажилладаг. Эдгээр мэдрэгчүүд нь ачааллаас сөрөг нийлүүлэлт рүү гүйдэл шингээж, гаралтыг газартай холбосноор хэлхээг үр дүнтэй дуусгадаг.

Эдгээр мэдрэгчийн төрлүүдийн утаснуудын тохиргооноос хамааран өөр өөр байна.

• PNP мэдрэгч нь ихэвчлэн гурван утастай байдаг:
  • Браун: Эерэг тэжээлд холбогдсон
  • Цэнхэр: Сөрөг тэжээлд холбогдсон
  • Хар: Гаралтын дохионы утас (идэвхжүүлсэн үед эерэг рүү шилждэг)

• NPN мэдрэгч нь мөн гурван утастай тохиргоог ашигладаг.
  • Браун: Эерэг тэжээлд холбогдсон
  • Цэнхэр: Сөрөг тэжээлд холбогдсон
  • Хар: Гаралтын дохионы утас (идэвхжүүлсэн үед сөрөг рүү шилждэг)

Гаралт ба утаснуудын энэхүү үндсэн ялгаа нь эдгээр мэдрэгч нь хяналтын төхөөрөмжтэй хэрхэн холбогдоход нөлөөлдөг. Жишээлбэл, програмчлагдах логик хянагч (PLC) -д холбогдох үед оролтын картыг тодорхой мэдрэгчийн төрлөөр тохируулах ёстой. PNP мэдрэгч нь PLC оролтыг живэх оролт болгон тохируулахыг шаарддаг бол NPN мэдрэгч нь эх үүсвэрийн оролтын тохиргоог шаарддаг.

Эдгээр гаралт ба утаснуудын ялгааг ойлгох нь инженер техникийн ажилтнуудад автоматжуулалтын системийг зохион бүтээх, хэрэгжүүлэх, мэдрэгчийг зөв сонгох, хяналтын төхөөрөмжтэй нэгдмэл байдлыг хангахад зайлшгүй шаардлагатай.

Бүс нутгийн хэрэглээний тохиргоо

PNP болон NPN мэдрэгчийн бүс нутгийн сонголтууд ихээхэн ялгаатай байна:

• Хойд Америк нь эх үүсвэрийн тохиргоог хүлээж буй олон PLC оролттой нийцдэг тул PNP мэдрэгчийг голчлон ашигладаг.
• Ази, Европ, ялангуяа автомашины хэрэглээнд живэх холболт түгээмэл байдаг NPN мэдрэгчийг өргөн ашигладаг.

Эдгээр бүс нутгийн сонголтууд нь үйлдвэрлэлийн түүхэн туршлага, одоо байгаа хяналтын системүүдийн нийцтэй байдлаас шалтгаалж, дэлхийн янз бүрийн хэсэгт эх үүсвэр (PNP) болон живэх (NPN) мэдрэгчийн төрлүүдийн сонголтод нөлөөлдөг.

Хяналтын системийн нийцтэй байдал

PNP болон NPN мэдрэгчийн хоорондох сонголт нь ихэвчлэн ашиглаж байгаа хяналтын системийн тусгай шаардлагаас хамаардаг. Европын олон PLC-д түгээмэл байдаг живэх оролтод зориулагдсан системүүд нь NPN мэдрэгчүүдэд илүү тохиромжтой. Үүний эсрэгээр, эх үүсвэрийн оролтыг шаарддаг хяналтын системүүд PNP мэдрэгчээс ашиг тус хүртдэг. Энэхүү нийцтэй байдлыг харгалзан үзэх нь автоматжуулалтын программуудын оновчтой гүйцэтгэл, саадгүй нэгдлийг хангахад чухал ач холбогдолтой юм. Мэдрэгчийн төрлийг сонгохдоо инженерүүд системийн бүрэн бүтэн байдал, ажиллагааг хангахын тулд хяналтын төхөөрөмжүүдийнхээ оролтын үзүүлэлтүүдийг сайтар үнэлэх ёстой.

Мэдрэгчийн сонголтын системийн дизайнд үзүүлэх нөлөө

PNP болон NPN ойрын мэдрэгчүүдийн хоорондох сонголт нь автоматжуулалт, удирдлагын хэрэглээний системийн ерөнхий загварт ихээхэн нөлөөлдөг. Гүйдлийн эх үүсвэр болох PNP мэдрэгч нь ихэвчлэн нарийн төвөгтэй утас шаарддаггүй бөгөөд дуу чимээ ихтэй орчинд илүү сайн дуу чимээний хамгаалалтыг санал болгодог. Үүний эсрэгээр, гүйдлийг шингээдэг NPN мэдрэгч нь ихэвчлэн илүү хэмнэлттэй байдаг бөгөөд нийтлэг эерэг хангамжийг хуваалцдаг олон мэдрэгч бүхий системд давуу талтай байдаг.

Системийг төлөвлөхдөө инженерүүд дараахь зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

• Эрчим хүчний хэрэглээ: PNP мэдрэгч нь ерөнхийдөө NPN мэдрэгчээс илүү их эрчим хүч зарцуулдаг.
• Утасны нарийн төвөгтэй байдал: NPN мэдрэгч нь зарим хэрэглээнд нэмэлт татах резистор шаардаж болно.
• Одоо байгаа тоног төхөөрөмжтэй нийцтэй байдал: Сонгосон мэдрэгчийн төрөл нь PLC эсвэл бусад хяналтын төхөөрөмжийн оролтын шаардлагад нийцэж байгаа эсэхийг шалгаарай.
• Аюулгүй байдлын талаар анхаарах зүйлс: Зарим тохиолдолд PNP мэдрэгчийг утсанд гэмтэл гарсан тохиолдолд найдвартай шинж чанараараа илүүд үздэг.

Эцсийн эцэст мэдрэгчийн сонголтын нөлөөлөл нь зөвхөн дохионы гаралтаас гадна системийн найдвартай байдал, засвар үйлчилгээний шаардлага, үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтын ерөнхий гүйцэтгэлд нөлөөлдөг.

Гурван утастай мэдрэгчтэй холболтууд

3 утастай мэдрэгчийн PNP ба NPN тохиргоо нь үндсэндээ гаралтын сэлгэн залгалт болон утсан холболтоор ялгаатай байдаг. PNP мэдрэгчүүдэд идэвхжсэн үед гаралт нь эерэг тэжээлийн хүчдэл рүү шилждэг бол NPN мэдрэгч нь газар руу шилждэг. Энэ ялгаа нь ачааллыг хэрхэн холбоход нөлөөлдөг:

• PNP (эх сурвалж): Ачаалал нь мэдрэгчийн гаралт ба сөрөг хангамж (L-) хооронд холбогдсон байна.
• NPN (живэх): Ачаалал нь мэдрэгчийн гаралт ба эерэг хангамж (L+) хооронд холбогдсон байна.

Утасны өнгө нь ихэвчлэн стандарт конвенцийг дагаж мөрддөг:

• Бор: Эерэг тэжээлийн хүчдэл
• Цэнхэр: Сөрөг нийлүүлэлт/газар
• Хар: Гаралтын дохио

3 утастай мэдрэгчтэй холболтын хувьд PNP болон NPN-ийн хооронд сонголт хийхдээ хяналтын системийн оролттой нийцэж байгаа эсэх болон хэрэглээний тусгай шаардлагыг анхаарч үзээрэй. PNP мэдрэгчийг Европт илүү өргөн ашигладаг бол Азид NPN мэдрэгчийг илүүд үздэг байсан ч энэ хандлага өөрчлөгдөж байна.

NPN мэдрэгч PLC утас

NPN төрлийн 3 утастай ойртох мэдрэгчийг PLC-д холбохдоо зөв ажиллагааг хангахын тулд зөв холболтыг ойлгох нь чухал юм.

• Хүрэн утас: Цахилгаан тэжээлийн эерэг (+) терминал руу холбоно уу
• Цэнхэр утас: Цахилгаан тэжээлийн сөрөг (-) терминал руу холбоно
• Хар утас (гаралт): PLC оролтын терминал руу холбоно уу

PLC оролтыг NPN мэдрэгчтэй ажиллахын тулд эх үүсвэрийн оролт болгон тохируулах ёстой. Энэ тохиргоонд мэдрэгчийг идэвхжүүлсэн үед гүйдэл нь PLC оролтоос мэдрэгчээр дамжин газар руу урсдаг. Холболт хийхээсээ өмнө PLC оролтын карт нь NPN (живэх) мэдрэгчтэй нийцэж байгаа эсэхийг шалгах нь маш чухал юм. Зарим PLC нь NPN болон PNP мэдрэгчийг хоёуланг нь багтаах боломжтой тохируулж болох оролтуудыг санал болгодог бөгөөд мэдрэгчийг сонгох уян хатан байдлыг хангадаг.

Олон NPN мэдрэгчийг ашиглах үед тэдгээр нь нийтлэг эерэг хангамжийн холболтыг хуваалцаж чаддаг бөгөөд энэ нь зарим хэрэглээний утсыг хялбаршуулдаг. Гэсэн хэдий ч нийт гүйдэл нь тэжээлийн хангамжийн хүчин чадлаас хэтрэхгүй байх ёстой.

Мэдрэгчийг сонгох шалгуур

PNP болон NPN мэдрэгчийг сонгохдоо дараах хүчин зүйлсийг анхаарч үзээрэй.

• Тохиромжтой байдал: Мэдрэгч таны удирдлагын системийн оролтын шаардлагад нийцэж байгаа эсэхийг шалгаарай. PNP мэдрэгчийг ихэвчлэн живэх оролттой хамт ашигладаг бол NPN мэдрэгч нь эх сурвалжийн оролттой ажилладаг.
• Бүс нутгийн сонголтууд: PNP мэдрэгч нь Европ, Хойд Америкт илүү түгээмэл байдаг бол NPN мэдрэгчийг Азид ихэвчлэн ашигладаг.
• Цахилгаан орчин: PNP мэдрэгч нь ерөнхийдөө дуу чимээний хамгаалалтыг илүү сайн хангадаг тул цахилгааны шуугиантай орчинд илүү тохиромжтой байдаг.
• Системийн дизайн: Эрчим хүчний хэрэглээ, утаснуудын нарийн төвөгтэй байдал, аюулгүй байдлын шаардлагыг анхаарч үзээрэй. PNP мэдрэгч нь илүү их эрчим хүч зарцуулж болох боловч ихэвчлэн энгийн утас шаарддаг.
• Одоо байгаа дэд бүтэц: Хэрэв системийг шинэчлэх эсвэл өргөжүүлэх гэж байгаа бол өндөр өртөгтэй утас залгах, эд ангиудыг солихоос зайлсхийхийн тулд одоогийн тохиргоонд тохирох мэдрэгчийг сонгоорой.

Эцсийн шийдвэр гаргахдаа хяналтын төхөөрөмжийнхөө техникийн үзүүлэлтүүдийг үргэлж судалж, хэрэглээнийхээ хэрэгцээг анхаарч үзээрэй.

Мэдрэгчийн төрлийг мультиметрээр тодорхойлох

Таны ойрын мэдрэгч NPN эсвэл PNP эсэхийг тодорхойлохын тулд та мультиметр ашиглаж, дараах алхмуудыг дагана уу.

• Мультиметрийг тогтмол хүчдэлийн горимд тохируулна уу.
• Мэдрэгчийг цахилгаан тэжээлд холбоно уу (ихэвчлэн 24V DC).
• Мультиметрийн хар датчикийг мэдрэгчийн гаралтын утас руу холбоно (ихэвчлэн хар).
• Улаан датчикийг эерэг тэжээлийн утас руу холбоно (ихэвчлэн бор өнгөтэй).

Хэрэв мэдрэгчийг идэвхжүүлсэн үед мультиметр нь тэжээлийн хүчдэлтэй ойролцоо хүчдэлийг уншдаг бол энэ нь PNP мэдрэгч юм. Хэрэв идэвхжүүлсэн үед хүчдэлийн уншилт байхгүй бол энэ нь NPN мэдрэгч байж магадгүй юм.

Эсвэл мэдрэгчийн мэдээллийн хуудсыг шалгах эсвэл мэдрэгчийн бие дээрх тэмдэглэгээг хайж олох боломжтой. PNP мэдрэгчийг ихэвчлэн "+" тэмдгээр тэмдэглэдэг бол NPN мэдрэгч нь "-" тэмдэгтэй байж болно.

PNP мэдрэгч нь гүйдэл үүсгэдэг (идэвхжүүлсэн үед эерэгээр холбогддог), харин NPN мэдрэгч нь гүйдэл шингээдэг (идэвхжүүлсэн үед газард холбогддог) гэдгийг санаарай. Ашиглалтын энэхүү үндсэн ялгаа нь эдгээр мэдрэгчийн төрлийг таны удирдлагын системд зөв холбоход чухал үүрэгтэй.

Мэдрэгчийн төрлүүдийн зардлын үр дагавар

PNP болон NPN ойрын мэдрэгчүүдийн хоорондох сонголт нь үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтын системд ихээхэн хэмжээний зардлын үр дагавартай байж болно.

• Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн зардал: NPN мэдрэгчийг үйлдвэрлэхэд ерөнхийдөө бага өртөгтэй байдаг тул том хэмжээний хэрэглээнд илүү хэмнэлттэй болгодог.
• Эрчим хүчний хэрэглээ: PNP мэдрэгч нь ихэвчлэн илүү их гүйдэл татдаг бөгөөд энэ нь олон тооны мэдрэгч бүхий системүүдийн урт хугацааны эрчим хүчний зардлыг нэмэгдүүлдэг.
• Утасны нарийн төвөгтэй байдал: NPN мэдрэгч нь зарим хэрэглээнд татах резистор гэх мэт нэмэлт бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг шаарддаг бөгөөд энэ нь суурилуулах зардлыг нэмэгдүүлж болзошгүй юм.
• Бараа материалын менежмент: Нэг төрлийн мэдрэгч (PNP эсвэл NPN) дээр стандартчилах нь бараа материалын зардлыг бууруулж, засвар үйлчилгээг хялбаршуулж чадна.
• Бүс нутгийн хүртээмж: Нэг төрөл илүү тархсан бүс нутагт илүү түгээмэл мэдрэгч нь нийлүүлэлт, өрсөлдөөн ихтэй тул хямд үнэтэй байж болно.

Зардлын үр дагаврыг авч үзэхдээ зөвхөн мэдрэгчийн анхны үнийг төдийгүй урт хугацааны үйл ажиллагааны зардал, системийг нэгтгэх зардлыг үнэлэх нь тодорхой хэрэглээний хамгийн хэмнэлттэй шийдлийг тодорхойлоход чухал юм.

IoT системтэй нэгтгэх

PNP болон NPN ойрын мэдрэгчүүд нь үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтын системийг эд зүйлсийн интернет (IoT)-тэй нэгтгэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэдний тодорхой гаралтын шинж чанарууд нь мэдрэгчийн өгөгдлийг хэрхэн цуглуулж, IoT платформд дамжуулахад нөлөөлдөг:

Идэвхжүүлсэн үед эерэг хүчдэлийн гаралттай PNP мэдрэгчийг IoT гарц болгон ашигладаг олон микроконтроллерууд болон нэг самбарт компьютеруудтай нийцдэг тул IoT хэрэглээнд илүүд үздэг. Тэдний өгч буй өндөр түвшний дохиог Raspberry Pi эсвэл Arduino хавтан гэх мэт төхөөрөмжүүдийн дижитал оролтын зүүгээр шууд унших боломжтой.

NPN мэдрэгч нь дохиог зөв тайлбарлахын тулд татах резистор шаарддаг ч бага чадалтай IoT байршуулалтад давуу талтай байдаг. Тэдний одоогийн живэх шинж чанар нь батерейгаар ажилладаг IoT төхөөрөмжүүдийн хүчийг хялбар удирдах боломжийг олгодог.

Эдгээр мэдрэгчийг IoT системд нэгтгэхдээ дараахь зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

• Дохионы нөхцөл: IoT гарцууд нь дижитал боловсруулалт хийхэд мэдрэгчийн гаралтыг зохих хүчдэлийн түвшинд тохируулах нэмэлт хэлхээ шаарддаг.
• Харилцааны протоколууд: Мэдрэгч нь ихэвчлэн MQTT эсвэл CoAP зэрэг протоколоор дамжуулан үүлэн платформ руу өгөгдөл дамжуулахаас өмнө Modbus эсвэл IO-Link зэрэг үйлдвэрлэлийн протоколуудыг ашиглан IoT гарцтай холбогддог.
• Ирмэгийн тооцоолол: PNP мэдрэгч нь ихэвчлэн захын төхөөрөмжүүдтэй илүү хялбар нэгтгэх боломжийг олгодог тул хоцролт болон зурвасын өргөний шаардлагыг багасгахын тулд мэдрэгчийн өгөгдлийг орон нутгийн боловсруулалт хийх боломжтой.

IoT хэрэглээний PNP болон NPN мэдрэгчүүдийн хоорондох сонголт нь эцсийн дүндээ IoT архитектурын тодорхой шаардлага, эрчим хүчний хязгаарлалт, сонгосон IoT гарц төхөөрөмжүүдийн чадавхиас хамаарна.