Convertir -24V a 5V (Digital)

Editar - Me di cuenta de que es posible que desee de 0V a + 5V para -24V a 0V, así que aquí hay otra opción basada en NPN que podría hacer el truco, y tampoco necesita el riel -24V. Dejé el circuito basado en FET de todos modos en caso de que sea de interés. Como se indica a continuación, es posible que tenga que jugar un poco con los valores, esto fue solo para transmitir la idea.
No estaba completamente seguro de si la señal es analógica o digital, como mencionas digital en el título, sino también un dispositivo de adquisición (por lo que pensé que posiblemente se dirigía a un ADC), así que asumí que cualquiera de los dos era posible, de ahí el intento en la linealidad.

Circuito NPN

SimulacióndecircuitoNPN

Opción alternativa

Un seguidor de fuente FET de canal N podría funcionar bien con un divisor de voltaje en la entrada. Diga algo así como un divisor 10: 1 para un rango de -2.4V-0V en la puerta. La fuente del FET a 0V a través de una resistencia y drena a + 5V.
Este no será el más lineal, pero no debería ser tan malo si juegas un poco con los valores para ajustar las proporciones deseadas. Tal vez podría agregar una fuente de corriente constante (por ejemplo, otro FET de canal N con fuente a -24 V a través de, por ejemplo, una resistencia de 5K, puerta conectada a la fuente y drenaje a la fuente del FET superior) en la fuente para hacerlo más lineal si es necesario.

Aquí hay un circuito y una simulación de la idea actual constante (más lineal) (la línea verde es + Vout cuando Vin se desplaza desde -24V a 0V):

Circuito FET

SimulacióndecircuitoFET

"Más fácil" puede utilizar un opamp - 2 resistencias y un SOT23-5 IC de 18 centavos puede ser difícil de superar.

Esto supone que hay un suministro de 5 V disponible, lo que parece probable dada la especificación y requiere un sistema de salida de riel a riel, disponible desde tan solo 18 centavos de dólar estadounidense en 1's.

5V opamps ferroviarios de suministro de 5V del riel:

• Para 29c / 1 en stock en Digikey, puede tener el opoch de Microchip MCP6001 - Carril a carril 2.5 - Operación 6V. Muy bien adaptado a la tarea.

  Efecto de la tensión de compensación de entrada en la precisión: +/- 4.5 mV tensión de compensación de entrada máx. que da un error no ajustado de +/- 0.02% máx. de Vin (aproximadamente 12 bits de precisión). Entonces, por ejemplo, aproximadamente el 2% de error en el peor caso al 1% de la entrada de escala completa.

• O por 18 centavos / 1 el ST TLV321 También disponible en versiones dual y quad.

Lo siguiente asume que desea que -24 - 0 se traduzca a 0 - + 5V
 (es decir, Vo = 0 cuando Vin = -24V, Vout = 5V cuando Vin = 0V.)

Proporcionar (0 a -24 V) a (0 a + 5 V) la conversión (polaridad invertida en comparación con la anterior) es solo un poco más complejo. Avise si eso es lo que desea, aunque la inversión en software permitiría que esta solución básica 2 x R + IC aún se use.

Supongamos por ahora que los resistores de 24k (R1) y 5k (R2) están disponibles.

Como la entrada que no se invierte está a un potencial de tierra y como opamp impulsa la entrada de inversión en el modo de respuesta negativa, actuará siempre para conducir la entrada de inversión a tierra.

Tan actual en la inversión de entrada a través de 5k = Vo / 5k
 = Corriente de entrada de inversión a través de 24k = - Vin / 24k (observe el signo negativo)

Entonces V0 / 5k = -Vin / 24k entonces

Vo = -Vin x 5k / 24k.

Se seleccionaron resistencias reales para proporcionar la ración más cercana a la requerida.

La entrada no inversa a tierra idealmente tendrá una resistencia igual a la combinación paralela de dos resistencias para compensar la corriente de fuga de entrada. (En el ejemplo anterior = 24k // 5k = 4.14k)