Flexibilidad de entrada para sensores con o sin alimentación

Question

Me gustaría diseñar una interfaz de entrada flexible para mi dispositivo embebido, que verá una mezcla de sensores conectados. Los propios sensores (por ejemplo, termistores) serán de dos hilos, con el cable de datos/señal que se tira hasta 5V antes de la interfaz con un ADC. El problema que estoy tratando de abordar es que algunos sensores se interconectarán con mi dispositivo, que luego proporcionará 5V pullup y GND, mientras que algunos sensores tendrán un pullup externo de 5V y GND, con la única línea de datos / señal de interfaz con el dispositivo.

Ejemplo de caso 1 (sin alimentación):

Ejemplo de caso 2 (con motor):

¿Hay alguna manera de diseñar el circuito del dispositivo para tener en cuenta ambos escenarios? Me aseguraría de que la GND del dispositivo se comparte con la GND del sensor alimentado, por lo que mi atención se centra en el pullup de 5V. ¿Puedo utilizar un CI de algún tipo para activar/desactivar la resistencia de pullup, de manera que la línea hasta 5V esté abierta para los sensores alimentados?

Answer 1

Algún tipo de interruptor analógico o FET en serie con el pull-up funcionará bien aquí.

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

NOTA: Este es un MOSFET de canal P, y observe que la fuente está en la parte superior. Esto se debe a que con los MOSFETs, usted necesita ser capaz de controlar / saber lo que Vg y Vs son (es decir, para controlarlo con Vgs). No sabemos lo que el voltaje del sensor es / podría ser, por lo que tenemos que atar eso al drenaje. Sabemos que 5V (cuando O/C) está en la fuente, y así podemos encenderlo cambiando el voltaje relativo a esto en la puerta.

Dado que los MOSFETs de canal N están apagados cuando Vgs es 0V (es decir, cuando tendríamos 5V en la puerta también), y encendidos cuando Vgs es positivo (por ejemplo, 5V), necesitaríamos más de 5V para encenderlo en este caso (es decir, algún tipo de microcontrolador de E/S monstruoso de 10V). Por el contrario, con los MOSFETs de canal P, están apagados cuando Vgs es 0V también (es decir, cuando tenemos 5V en la puerta), y son EN cuando Vgs es negativo (por ejemplo, -5V). Cuando hacemos que el microcontrolador aplique un nivel lógico bajo (0V) a la puerta, el Vgs es (0-5) = -5V, y así el MOSFET de canal P se encenderá, y la línea de datos se pondrá en alto.

Editar a raíz de algunas consultas/aclaraciones adicionales en los comentarios de abajo: Estoy considerando utilizar el siguiente circuito para proporcionar los 0V Vgs necesarios para apagar el MOSFET de canal p. Como este circuito invierte la lógica, la salida GPIO del microcontrolador por defecto (baja) hará que se aplique un nivel de 5V a la puerta del MOSFET, lo que dará como resultado un Vgs de 0V, apagando el MOSFET. La aplicación de una señal alta al transistor conducirá 0V a la puerta del MOSFET, causando un Vgs de -5V, encendiendo el MOSFET.