오픈 컬렉터 출력 센서를 전압 입력 기기에 연결할 수 있나요?

오픈 컬렉터 출력 센서를 전압 입력 기기에 연결할 수 있나요?

그대로 연결해도 센서의 신호를 전압 입력 기기에 전달할 수 없지만, 아래 그림과 같이 전원·출력 사이에 저항을 배선함으로써 사용할 수 있게 됩니다.
다만, 센서의 출력 트랜지스터가 OFF 상태일 때 카운터 등의 입력 기기 입력 단자에 전압이 걸립니다.
저항은 일반적으로 4.7KΩ, DC24V 시 1/2W, DC12V 시 1/4W가 사용되지만, 기기의 입력 조건에 맞는지를 확인해야 합니다.
이하, 광전 센서 형 E3Z-T61과 카운터 형 H7AN을 예로 들어 동작과 저항 계산 방법을 설명합니다.

〔예〕
・광전 센서: 형 E3Z-T61 (NPN 오픈 콜렉터 출력)
・카운터：형식 H7AN(전압 입력)
・광전 센서의 전원 공급에는 형식 H7AN의 외부 공급 전원을 사용한다.

　　
■외부 저항을 배선한 경우의 동작
・전원-출력 사이에 외장 저항 R을 배선함으로써, 센서의 트랜지스터 OFF 시 카운터의 입력 단자・CP1에 전압이 걸립니다.

■외부 저항 계산 방법

① 사양 확인

・카운터: 전압 입력 기기의 H 레벨, L 레벨 전압과 내부 저항을 확인합니다.
⇒ 형식 H7AN　
　・외부 공급 전원 사용 시 H 레벨: DC5~30V L 레벨: DC0~+2V.
　・내부 저항 4.7kΩ.
　
・센서: 출력 트랜지스터가 ON일 때의 잔류 전압이 카운터의 L 레벨 전압보다 낮음을 확인합니다.

② 외장 저항 R의 저항값을 계산한다.
・내부 저항 R × 전압 / 내부 저항 + 외장 저항 R → H 레벨을 만족해야 함

⇒ 4.7kΩ × DC12V / (4.7kΩ + 외장 저항 R) ≥ DC5V 이상
　 56.4/(4.7kΩ+외부 저항 R)　≧　DC5V
　 외부 저항은 최대 6.58kΩ

⇒ 구하기 쉬운 4.7kΩ을 사용한 경우
　 56.4/9.2kΩ=6V　H 레벨 DC5V 이상을 만족.

③ 저항의 용량을 산출한다.
전류 값은 트랜지스터 ON 시 흐르는 전류 값의 약 3배 정도를 기준으로 한다.
트랜지스터 ON 시 흐르는 전류 = 전압 / 외장 저항 R 로 계산한다.

⇒ 트랜지스터 ON 시 흐르는 전류 = 12V/4.7kΩ = 2.5mA　3배는 약 7.5mA
　 저항의 용량 = DC12V × 7.5mA = 약 0.1W 이상　

④ L 레벨: DC2V 이하를 충족하는지 확인한다.
센서의 잔류 전압을 확인하고, DC2V 이하라면 문제 없습니다.

⇒ 형 E3Z-T61
　 부하 전류 10mA 미만 : 1V 이하
　 부하 전류 10~100mA: 2V 이하 → 문제 없다고 판단할 수 있습니다.