DIO Overzicht: De Ins En Outs Van Digitale Interfacing

DIO of Digitale I/O is een eenvoudige interface-vorm die in een breed scala aan systemen wordt gebruikt om digitale signalen effectief door te geven in moderne computersystemen. Als we het over netwerkverbindingen hebben, zijn veel van de opties bekend. Wanneer we het echter hebben over verbindingen tussen het computersysteem en de machines die in een fabrieks- of productieomgeving werken, kunnen de details verwarrender lijken. Als systemen die in eerste instantie niet zijn ontworpen voor interactie plotseling worden gevraagd om effectief te communiceren, kan het een uitdaging zijn om de beste manier te vinden waarbij alles dezelfde taal spreekt.

De opkomst van het Industriële Internet of Things (IIoT) heeft een nieuwe focus gelegd op connectiviteit en een opnieuw opkomende technologie, genaamd DIO. Dit is een steeds populairdere optie geworden voor veel industriële pc-gebruikers. Maar wat is het precies, hoe wordt het momenteel gebruikt en hoe kan het worden gebruikt in toekomstige innovaties?

Wat is DIO?

DIO, of Digitale Input/Output, is een eenvoudige interface-vorm die wordt gebruikt in een breed scala aan systemen om digitale signalen van sensoren, transducers en mechanische apparatuur effectief door te geven aan andere elektronische circuits en apparaten.

Soms aangeduid als General Purpose Input/Output (GPIO), gebruikt DIO een logisch signaal om informatie over te dragen. In tegenstelling tot een analoog signaal dat kan bestaan uit variërende spanningen, hebben de digitale signalen van DIO 2 mogelijke waarden en worden ze over het algemeen weergegeven als UIT of AAN. Denk bij analoge signalen aan signalen die je mogelijk met een knop kunt instellen, terwijl digitale signalen meestal worden bestuurd door een schakelaar. Dit maakt DIO ideaal voor het detecteren van schakelcontacten, reactie op bewegingssensoren, eindschakelaars, bedieningsknoppen of machinestatusindicatoren. DIO kan worden gebruikt om indicatielichten, kleine relays of PLC’s in apparatuur aan te sturen.

Niet-geïsoleerde vs geïsoleerde DIO

DIO is ideaal voor het detecteren van switch contacten, het reageren op bewegingssensors, switches limiteren, voor bedieningsknoppen of bij statusindicatoren van machines.

DIO bestaat in twee vormen, niet-geïsoleerd en geïsoleerd. Zoals de naam al doet vermoeden, biedt geïsoleerde DIO het bijkomende voordeel van elektrische isolatie van digitale signalen, waardoor hogere signaalniveaus (0-24V) mogelijk zijn. Dit verlaagt mogelijke schade aan componenten, vermijdt aardlussen en maakt veiligere communicatie met externe apparaten mogelijk. Deze isolatie wordt meestal bereikt door het binnenkomende signaal in licht om te zetten en door een gesloten optisch kanaal te leiden via kleine LED’s in een Optocoupler. Onderstaande afbeelding toont een dwarsdoorsnede van een algemene opto-isolatorconfiguratie, waarbij het binnenkomende signaal via de rode LED wordt doorgestuurd naar de groene sensor waar het kan worden doorgegeven aan het ontvangende apparaat. Hierdoor kan het signaal worden overgedragen zonder fysiek contact tussen de twee zijden van het circuit.

Een belangrijke overweging bij het gebruik van geïsoleerde DIO is stroom. Omdat er geen fysieke verbinding is tussen het inkomende en uitgaande signaal, moet de stroomtoevoer afzonderlijk worden geleverd aan de ontvangende kant van het circuit. Gelukkig bieden veel moderne DIO-modules een speciale geïsoleerde 5V-uitgang, met als enige doel om stroom te leveren aan de output of externe kant van het circuit.

Waar wordt DIO voor gebruikt?

Industriële omgevingen staan erom bekend dat ze uitdagend zijn voor elektrische apparatuur. Stof, vocht, trillingen en andere veel voorkomende omgevingsfactoren maken DIO een uitstekende optie om de signaalintegriteit te waarborgen in de industriële wereld die steeds meer verbonden is. Naarmate de automatisering zich verder uitbreidt, moeten computers en machines steeds vaker kunnen communiceren en is het enorme aantal UIT/AAN-signalen dat moet worden verzonden en ontvangen gigantisch te noemen. DIO kan worden gebruikt om de machinestatus te detecteren en weer te geven, onderhoudsverzoeken te automatiseren, de werking in geval van een storing te stoppen of toolings-parameters te monitoren. Het wordt niet voor niets General Purpose I/O genoemd, de potentiële inzet ervan is bijna onbeperkt.

Hoe gaan verschillende bedrijven om met DIO?

In tegenstelling tot de meeste andere I/O-poorten, zijn DIO-verbindingen niet volledig gestandaardiseerd, waardoor een DIO-poort op het ene apparaat er heel anders uit kan zien dan een DIO-poort op het ander. Het is belangrijk om te begrijpen hoe een specifieke DIO-module is geconfigureerd om goede communicatie te garanderen. Hieronder vindt je voorbeelden van de functies en pinouts van enkele verschillende DIO-poorten.