Андрей Смирнов
Время чтения: ~18 мин.
Просмотров: 0

Унифицированные аналоговые сигналы в системах автоматики

Нормирующий преобразователь

При измерении физической величины (температуры, влажности, загазованности, pH и др.) датчики преобразуют её значение в ток, напряжение, сопротивление, ёмкость и т.д. (в зависимости от принципа работы датчика). Для того, чтобы привести выходной сигнал датчика к унифицированному сигналу используют нормирующие преобразователи.

Нормирующий преобразователь — устройство, приводящее сигнал первичного преобразователя к унифицированному сигналу тока или напряжения.

Так выглядит датчик температуры с нормирующим преобразователем:

   Tags: Промышленная автоматика, сигнал 0-10 В, сигнал 4-20 мА, унифицированные сигналы

Датчик термосопротивления с двойным чувствительным элементом.

Для передачи информации о значении измеренной температуры на два разных вторичных устройства можно использовать термодатчик с двумя независимыми чувствительными элементами в одном корпусе. Выход первого чувствительного элемента соединяется с входом первого вторичного прибора (например, терморегулятора), выход второго чувствительного элемента соединяется с входом второго прибора (например, самописца).

Естественно реализация данного метода потребует замены установленного датчика температуры на другой имеющий два чувствительных элемента, например, Элемер ТС-1088/8.

Применение MAX12900 в схеме трехпроводного передатчика

Исключив возможность использовать двухпроводное решение, посмотрим, какова возможность проектирования трехпроводной схемы. Первое, что следует иметь в виду – это возможность применения только одного положительного вывода питания и для передачи данных, и для питания схемы. Напряжение 24 В (от ПЛК) является слишком высоким для микроконтроллера и MAX31856, для работы которых требуется напряжение 3,3 В. Существует несколько подходов решения этой проблемы. Первый – это использовать для преобразования 24 В в 3,3 В DC/DC-преобразователь, например, MAX17550, как это изображено на рисунке 4. MAX17550 является ультракомпактным синхронным понижающим DC/DC-преобразователем с высоким КПД и выходным током до 25 мА. Для изоляции датчика/МК ШИМ-интерфейса с MAX12900 используется цифровой двухканальный изолятор MAX12930. На рисунке 4 компоненты в пунктирном квадрате находятся в изолированным домене питания с плавающей землей, которая отличается от земли ПЛК.

Рис. 4. Трехпроводная схема передатчика с DC/DC-преобразователем

Другой подход к решению проблемы с питанием – использовать линейный преобразователь напряжения с ультрамалым током покоя MAX15006AATT+, который может обеспечить напряжение 3,3 В с током нагрузки до 50 мА, как это показано на рисунке 5.

Рис. 5. Трехпроводная схема передатчика сенсора с линейным преобразователем напряжения

Вторая проблема, о которой нужно помнить при разработке таких датчиков – плавающая земля передатчика. Датчик сам по себе, микроконтроллер и MAX12900 – передатчик для обмена данными – должны иметь общую шину земли. В то же самое время потенциал этой земли является плавающим потенциалом по отношению к земле ПЛК. Состояние плавающей земли зависит от передаваемых данных и уровня нагрузки петли. Для решения этой проблемы применяются несколько подходов, например использование двухканального малопотребляющего MAX12930 (как показано на рисунке 4) для изоляции PWMA- и PWMB-входов от передатчика.

Альтернативный подход заключается в том, чтобы использовать активную схему, которая занимается постоянным мониторингом и управляет общим уровнем земли микроконтроллера и датчика. Такой вариант реализации становится возможным и удобным благодаря присутствию ОУ общего назначения, а именно – OP2, интегрированного в MAX12900. Для этой схемы также требуется использовать внешний n-канальный MOSFET-транзистор с малым напряжением управления Q3 и PNP-транзистор общего назначения Q4, чтобы согласовать падения напряжения на RLOAD и RSENSE.

Преимущества

У каждого метода есть свои достоинства и недостатки. От выбора методики зависит надежность устройства. Методы измерения можно разделить на 4 класса: прямые и косвенные. Для прямого измерения тока в схему включается задатчик тока 4 мА токочувствительный элемент без изоляции. При косвенном измерении применяются изолирующие элементы, которые гарантируют безопасность работы основной схемы. Основные параметры методов приведены в таблице учебника.

Измерения с помощью пояса Роговского проводятся аналогично предыдущему методу. Измеряется напряжение во вторичной обмотке. Оно пропорционально току через изолированный проводник. Различие заключается в том, что задатчик Роговского не имеет 4 сердечника, поэто-му его индуктивность меньше, чем у трансформатора тока. Соответственно, пояс Роговского обеспечивает более быстрый задатчик и практически линейное напряжение. Этот метод часто используется для временного измерения тока, например, в мультиметрах. По сравнению с трансформатором тока пояс Роговского дешевле.

«Токовая петля»: унифицированный аналоговый сигнал 4-20 мА

Аналоговый сигнал 4-20 мА (ещё называют «токовая петля») так же как сигнал напряжения 0-10 В используется в автоматике для получения информации от датчиков и управления различными устройствами.

По сравнению с сигналом 0-10 В сигнал 4-20 мА имеет ряд преимуществ:

  • Во-первых, токовый сигнал можно передать на большие расстояния в сравнении с  сигналом 0-10 В, в котором происходит падение напряжения на длинной линии, обусловленное сопротивлением проводников.
  • Во-вторых, легко диагностировать обрыв линии, т.к. рабочий диапазон сигнала начинается от 4 мА. Поэтому если на входе 0 мА — значит на линии обрыв.

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕСЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ИНФОРМАЦИОННАЯ РЕКЛАМНО-ПОЧТОВАЯ СЛУЖБА «ДМС»По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС7736058394

О компании:
ЗАО «ИРПС «ДМС» ИНН 7736058394, ОГРН 1037739579041 зарегистрировано 06.05.1993 в регионе Москва по адресу: 107113, г Москва, площадь Сокольническая, 4а. Статус: Ликвидировано. Размер Уставного Капитала 25,00 руб.

Руководителем организации является: Генеральный Директор — Чернышов Николай Павлович, ИНН . У организации 0 Учредителей. Основным направлением деятельности является «деятельность почтовой связи дополнительная». На 01.01.2019 в ЗАО «ИРПС «ДМС» числится 1 сотрудник.

Внимание: В результате проверки, сведения об юридическом адресе признаны недостоверными (по данным ФНС)

Статус: ?
Ликвидировано

Дата регистрации: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

?
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

06.05.1993

Дата ликвидации: 14.11.2019

Фонд оплаты труда / Средняя заработная плата Доступно в Премиум Доступе ?

ОГРН 
?
 
1037739579041   
присвоен: 11.02.2003
ИНН 
?
 
7736058394
КПП 
?
 
771801001
ОКПО 
?
 
27123239
ОКТМО 
?
 
45397000000

Юридический адрес: ?
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
107113, г Москва, площадь Сокольническая, 4а
получен 11.09.2008
зарегистрировано по данному адресу:
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
Руководитель Юридического Лица
 ?По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
Генеральный Директор
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

Чернышов Николай Павлович

действует с По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
11.02.2003

Учредители ? ()
Уставный капитал: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
25,00 руб.

Основной вид деятельности: ?По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
53.10.4 деятельность почтовой связи дополнительная

Дополнительные виды деятельности:

Единый Реестр Проверок (Ген. Прокуратуры РФ) ?

Реестр недобросовестных поставщиков: ?
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

не числится.

Налоговый орган ?
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
Инспекция Федеральной Налоговой Службы № 18 По Г.москве
Дата постановки на учет: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
11.09.2008

Регистрация во внебюджетных фондах

Фонд Рег. номер Дата регистрации
ПФР 
?
 
087408008650
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
29.09.2010
ФСС 
?
 
773400175077341
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
10.12.1998

Уплаченные страховые взносы за 2018 год (По данным ФНС):

— на обязательное социальное страхование на случай временной нетрудоспособности и в связи с материнством: 0,00 руб. ↓ -0 млн.

— на обязательное пенсионное страхование, зачисляемые в Пенсионный фонд Российской Федерации: 0,00 руб. ↓ -0 млн.

— на обязательное медицинское страхование работающего населения, зачисляемые в бюджет Федерального фонда обязательного медицинского страхования: 0,00 руб. ↓ -0 млн.

Коды статистики

ОКАТО 
?
 
45293554000
ОКОГУ 
?
 
4210014
ОКОПФ 
?
 
12267
ОКФС 
?
 
16

Финансовая отчетность ЗАО «ИРПС «ДМС» ?

Основные показатели отчетности за 2019 год (по данным ФНС):
Сумма доходов: — 371 000,00 руб.
Сумма расходов: — 371 000,00 руб.Уплаченные налоги за 2018 г.:По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
— задолженность и перерасчеты по отмененным налогам и сборам и иным обязательным платежам (кроме есн, страх. взносов): По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
0,00 руб.По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
— налог на прибыль: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
0,00 руб.По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
— налог на добавленную стоимость: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
0,00 руб.

Сведения о суммах недоимки и задолженности по пеням и штрафам за 2018 год (по данным ФНС):
— налог на прибыль: 38,08 руб. (сумма пени: 38,08 руб., сумма штрафа: 0,00 руб., сумма недоимки по налогу: 0,00 руб.)

В качестве Поставщика:

,

на сумму

В качестве Заказчика:

,

на сумму

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

Судебные дела ЗАО «ИРПС «ДМС» ?

найдено по ИНН: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

найдено по наименованию (возможны совпадения): По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

Исполнительные производства ЗАО «ИРПС «ДМС»
?

найдено по наименованию и адресу (возможны совпадения): По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

Лента изменений ЗАО «ИРПС «ДМС»
?

Не является участником проекта ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС ?

Унифицированный сигнал напряжения 0-10 В

При использовании этого типа сигнала для получения информации с датчика весь его (датчика) диапазон делится на диапазон напряжения 0-10 В. Например, датчик температуры имеет диапазоны -10…+70 °С. Тогда при -10 °С на выходе датчика будет 0 В, а при +70 °С — 10 В. Все промежуточные значения находятся из пропорции.

Это же верно для любого другого устройства. Например, если аналоговый выход частотного преобразователя настроен на передачу текущей скорости вращения двигателя — тогда 0 В у него на выходе означает, что двигатель остановлен, а 10 В, что двигатель крутится на максимальной частоте.

Электрика и электрооборудование скутера

Всем владельцам китайских скутеров посвящается…

Для начала хотелось бы представить схему электропроводки китайского скутера.

Поскольку все китайские скутеры весьма похожи как сиамские близнецы, то и электрическая схема у них практически ничем не отличается.

Схем найдена в интернете и является, на мой взгляд, одной из самых удачных, так как на ней показан цвет соединительных проводников. Это значительно упрощает схему и делает её чтение более комфортным.

(Кликните по картинке для увеличения. Изображение откроется в новом окне).

Стоит отметить, что в электрической схеме скутера, так же как и в любой электронной схеме, есть общий провод. У скутера общим проводом является минус (—). На схеме общий провод показан зелёным цветом. Если посмотреть повнимательнее, то можно заметить, что он соединён со всем электрооборудованием скутера: фарой (16), реле поворотов (24), лампой подсветки приборной панели (15), индикаторными лампами (20, 36, 22, 17), тахометром (18), датчиком уровня топлива (14), звуковым сигналом (31), задним габаритом/стоп-сигналом (13), пусковым реле (10) и другими приборами.

Для начала давайте пробежимся по основным элементам схемы китайского скутера.

Замок зажигания.

Замок зажигания (12) или «Главный выключатель». Замок зажигания представляет собой не что иное, как обычный многопозиционный переключатель. Несмотря на то, что у замка зажигания 3 положения, в электрической схеме используется всего 2.

При первом положении ключа замыкается красный и чёрный провод. При этом напряжение от аккумулятора поступает в электроцепь скутера, скутер готов к запуску. Также готовы к работе индикатор уровня топлива, тахометр, звуковой сигнал, реле-поворотов, схема зажигания. На них подаётся напряжение питания от аккумулятора.

В случае неисправности замка зажигания его можно смело заменить каким-нибудь переключателем вроде тумблера. Тумблер должен быть достаточно мощный, ведь через замок зажигания, по сути, коммутируется вся электроцепь скутера. Конечно, можно обойтись и без тумблера, если ограничиться замыканием красного и чёрного провода, как это когда-то делали герои голливудских боевиков

В двух остальных положениях происходит замыкание чёрно-белого провода от модуля зажигания CDI (1) на корпус (общий провод). При этом работа двигателя блокируется. В некоторых моделях скутеров для блокировки двигателя предусмотрена кнопка стоп-двигатель (27), которая также, как и замок зажигания соединяет бело-чёрный и зелёный (общий, корпусной) провод.

Генератор.

Генератор (4) вырабатывает переменный электрический ток для питания всех потребителей тока и зарядки аккумуляторной батареи (6).

От генератора отходит 5 проводов. Один из них подключен к общему проводу (раме). С белого провода снимается переменное напряжение и подаётся на реле-регулятор для последующего выпрямления и стабилизации. С жёлтого провода снимается напряжение, которое используется для питания лампы ближнего/дальнего света, которая установлена в переднем обтекателе скутера.

Также в конструкции генератора присутствует так называемый датчик холла. Электрически он не связан с генератором и от него идут 2 провода: бело- зелёный и красно —чёрный. Датчик холла подключен к модулю зажигания CDI (1).

Реле-регулятор.

Реле-регулятор (5). В народе может обзываться «стабилизатором», «транзистором», «регулятором», «регулятором напряжения» или попросту «реле». Все эти определения относятся к одной «железяке». Вот так выглядит реле-регулятор.

Реле-регулятор у китайских скутеров устанавливается в передней части под пластмассовым обтекателем. Само реле-регулятор крепится к металлическому основанию скутера для того, чтобы уменьшить нагрев радиатора реле при работе. Вот так выглядит реле-регулятор на скутере.

В работе скутера реле-регулятор играет весьма важную роль. Задача реле-регулятора заключается в том, чтобы переменное напряжение от генератора превратить в постоянное и ограничить его на уровне 13,5 — 14,8 вольт. Именно такое напряжение требуется для зарядки аккумулятора.

На схеме и на фото видно, что от реле-регулятора отходит 4 провода. Зелёный – это общий провод. О нём мы уже говорили. Красный – это выход плюсового постоянного напряжения 13,5 -14,8 вольт.

По белому проводу на реле регулятор поступает переменное напряжение от генератора. Также к регулятору подключен жёлтый провод, идущий от генератора. По нему на регулятор подаётся переменное напряжение от генератора. За счёт электронной схемы регулятора, напряжение на этом проводе преобразуется в пульсирующее, и подаётся на мощные потребитель тока – лампу ближнего и дальнего света, а также лампы подсветки приборной панели (их может быть несколько).

Сплиттер или размножитель сигнала.

Сплиттер или так называемый размножителя сигнала «размножает» один сигнал RTD в два независимых изолированных сигнала напряжения или тока. Гальваническая изоляция выходов друг от друга и от входа гарантирует, что не возникнет проблем с взаимным влиянием приборов друг на друга при подключении одного датчика к двум и более различным устройствам. Получается своего рода рассмотренный выше вариант с нормирующим преобразователем, но лишенный негативного взаимного влияния приборов друг на друга.

В качестве размножителя можно применить сплиттер модели APD 1393 RTD с двумя изолированными выходами.

Плата для преобразования тока 4..20 мА в напряжение

После продолжительных поисков мне удалось найти на Aliexpress модуль, реализующий преобразование ток 4..20 мА в напряжение и достаточно защищенный от разных напастей. Приобретал у этого продавца.

Напряжение питания модуля 7-36V. Если выставлен диапазон выходного напряжения 10 V, то напряжение питания должно быть не меньше 12 V.

Преобразователь тока 4..20 мА в напряжение для подключения к АЦП микроконтроллера

На плате распаяно:

  • Прецизионный резистор на котором замеряется падение напряжения.
  • Защита входа от ошибки с полярностью.
  • Защита от превышения напряжения >5 V.
  • Усилитель, обеспечивающий напряжение на выходе в определенных диапазонах, заданных джамперами.

Настройка платы на нужный диапазон выходного напряжения производится джамперами.

  • ON: jumper cap buckles on the two jumper pins — джампер закорочен
  • OFF: two jumper pins without the jumper cap — джампер снят
Range, Volt J1, перемычка 1-2 J1, перемычка 3-4
0 — 2.5 ON ON
0 — 3.3 OFF OFF
0 — 5.0 ON??? ON
0 — 10.0 ON OFF

Для точной настройки преобразователя тока 4..20 мА в напряжение нужно подобрать значения двух потенциометров: ZERO и SPAN, соответствующие нулевому и максимальному значению тока на входе. Потенциометры претензионные с широким шагом.

  • При минимальном токе на входе (0 mA или 4 mA), вращая потенциометр ZERO, настроить нужное напряжение на выходе, соответствующее заданному току нуля. Вращение по часовой стрелке увеличивает напряжение на выходе.
  • Я не рекомендую выставлять 0 Вольт при минимальном токе 4 мА, поскольку в этом случае микроконтроллер не сможет определить оборван ли кабель к датчику или он действительно показывает минимальные значения.
  • При максимальном токе в 20 мА, вращая переменное сопротивление SPAN, подбирается максимальное значение в выствленном джамперами диапазоне. Вращение по часовой стрелке увеличивает напряжение на выходе.

Протокол HART

Это развитие протокола Fieldbus, массово применяемое в промышленности. Подосновой становится токовая петля 4-20 мА, а значит, может использовать витые пары, оставшиеся от морально устаревших протоколов. Поначалу стандарт считался укзоспециализированным связным интерфейсом, но в 1986 году вышел на всеобщее обозрение. Передача по HART идёт полными пакетами, имеющими состав:

  1. Преамбула – 5-20 байт. Служит для синхронизации и определения несущей.
  2. Старт-байт – 1 байт. Указывает номер хозяина шины.
  3. Адрес – от 1 до 5 байт. Присваивается хозяину, слуге и служит специальным признаком пакетного режима.
  4. Расширение – от 0 до 3 байт. Его длина указывается в старт-байте.
  5. Команда – 1 байт. То, что слуга должен исполнить.
  6. Число байтов данных – 1 байт. Размер поля данных в байтах.
  7. Данные – от 0 до 255 байтов. Данные, помогающие расшифровать порядок действий.
  8. Проверочная сумма – 1 байт. Содержит результат логической операции XOR для всех байтов, кроме стартового и заключительного в блоке данных.

Разумеется, пакетная структура характерна для цифровых устройств, нуждается в расшифровке для правильного исполнения команды.

Ручной переносной задатчик сигналов ОВЕН РЗУ-420

Генератор унифицированного сигнала тока РЗУ-420 предназначен для задания унифицированных сигналов тока 4..20 мА в процессе испытания систем автоматики, а также для контроля величины тока и напряжения.

Питание токового контура может осуществляться как от испытываемой системы, так и от прибора.

Прибор выполнен в переносном исполнении корпуса и может работать как от пальчиковых батареек, так и от внешнего сетевого адаптера на 220 В.

Использование данного прибора позволяет существенно сократить время, затрачиваемое на многие рутинные операции при производстве пуско-наладочных работ автоматизированных систем управления.

Функциональные возможности РЗУ-420:

  • Одновременное отображение на дисплее задания тока с точностью до тысячной доли мА и отображение выходного задания в процентах от шкалы 4…20 мА с точностью до десятой доли процента.
  • Диапазон задания тока – 0…25 мА (по шкале с линейной зависимостью).
  • РЗУ-420 имеет возможность измерять такие параметры токовой петли, как ток I и напряжение U.
  • Прибор может работать как от внешнего источника питания, так и от встроенного. Переключение режимов производится нажатием клавиши на панели прибора с постоянным отображением выбранного режима питания  на дисплее.
  • Прибор позволяет производить как плавное задание тока с дискретностью 0,1 % шкалы, так и пошаговое задание тока каждые 1 мА. Также РЗУ-420 позволяет генерировать сигнал 4…20 мА в режиме функционального задания: меандр, пила, треугольник, синусоида. Переключение режима задания производится клавишей на лицевой панели прибора с постоянным отображением выбранного режима на дисплее.
  • Прибор имеет индикацию обрыва токовой петли. При обрыве токовой петли загорается сообщение «обрыв» на ЖК-индикаторе.
  • Прибор имеет индикацию состояния батареи питания, постоянно отображаемую на дисплее, что позволяет рассчитать предполагаемое время работы от данного комплекта батарей.
  • Дисплей прибора оснащен подсветкой для возможности работы в условиях с недостаточной освещенностью.
  • Максимальная основная погрешность задания/измерения составляет всего ±0,1 %.
  • Корпус прибора выполнен из ударопрочного пластика с уровнем пылевлагозащиты IP20.
  • Имеется сертификат средства измерения.

Технические характеристики  РЗУ-420

Диапазон формируемых токов контура

— полный 0,2…25 мА
— стандартный 4…20 мА
Диапазон допустимых внешних напряжений питания контура 12…30 В
Диапазон напряжений питания контура, формируемый прибором 22…24 В
Максимальная основная погрешность ±0.1%
Форма токового сигнала в режиме функционального задания Меандр, пила, треугольник, синусоида
Диапазон измеряемых напряжений 0,5…30 В
Входное сопротивление в режиме измерения напряжения Не менее 50 кОм
Диапазон напряжений питания от 3-х элементов питания размера АА 3,3…4,8 В

Комплектность

  1. Прибор РЗУ-420
  2. Сетевой адаптер питания с выходным напряжением 5 В
  3. Комплект приборных проводов со щупами
  4. Инструкция по эксплуатации
  5. Паспорт
Технические характеристики
Тип прибора (КИПиА) Задатчик сигналов

Ретрансляция сигнала.

Многие вторичные приборы имеют, например, аналоговый выход 4-20 мА, который может быть настроен таким образом, чтобы «повторять» значение сигнала температуры на входе прибора. То есть первый прибор, к которому подключен непосредственно датчик термосопротивления преобразует стандартизированный сигнал RTD в унифицированный выходной сигнал 4-20 мА. На вход второго вторичного прибора приходит уже сигнал 4-20 мА, который в соответствии с заданной шкалой преобразуется в значение температуры. Необходимо помнить, что для передачи сигнала 4-20 мА входа/выхода приборов должны быть соответствующего типа: пассивные или активные.

Например, работа схемы будет возможна, если выход первого прибора будет активным, а вход второго прибора пассивным. При пассивном выходе первого прибора вход второго прибора должен быть активным. Если выход первого прибора и вход второго прибора пассивные, то необходим дополнительный источник питания постоянного тока для питания этого токового контура. Подключение активного выхода к активному входу может привести к повреждению приборов.

Реализация данного метода требует наличия соответствующих входов и выходов у вторичных приборов, а также правильного задания шкалы для входного и выходного сигналов 4-20 мА.

Установка DIP-переключателей T201

Входной диапазон: 5 А

Состояние фильтра: отключен

Заводские настройки:

По умолчанию все DIP-переключатели модуля установлены в положении OFF. Данная установка соответствует следующей конфигурации:

Входной диапазон — 5 А

Фильтр — отключен

Входной диапазон
1 2 3 Значение
5 А
10 А
15 А
20 А
25 А
30 А
35 А
40 А
Фильтр*
4 Значение
включен
отключен

Возможные конфигурации:

— Символ соответствует положениюDIP-переключателя ON (включен)

— Отсутствие символа соответствует положениюDIP-переключателя OFF (выключен)

* — фильтр стабилизирует измерения и замедляет время отклика до 2,5 секунд.

Интерфейс MIDI

MIDI формат популярен среди музыкантов, это специализированный протокол цифровой звукозаписи. На физическом уровне он организован по схеме токовой петли 5 мА. Разумеется, из-за разницы уровней единиц напрямую два стандарта передачи не совместимы. Согласно Михаилу Гуку, MIDI разработан в 1983 году и стал правилом де-факто подключения синтезаторов.

Википедия сообщает, что в июне 1981 года корпорация Роланд подала крупному производителю синтезаторов – Обергейм Электроникс – идею стандартного интерфейса. Уже в октябре Смит, Обергейм и Какихаши обсудили это с правлением Ямаха, Корг и Каваи, а в ноябре на выставке общества AES продемонстрировали первый работоспособный вариант.

Два года интерфейс находился на доработке, и в январе 1983-го Смит объединил через MIDI два аналоговых синтезатора. Это позволило напрямую перекачивать аранжировки и создавать новые музыкальные композиции. Позднее файлы MIDI введены в поддержку операционной системы Windows, позволяя авторам напрямую заниматься обработкой мелодий, насыщая их новыми спецэффектами, отсутствующими в оригинальных синтезаторах. Внедрение сэмплов различных инструментов позволяло исполнителю воспроизводить музыкальное сопровождение любой сложности.

Применение MIDI

В MIDI используются физические линии на 5 мА. Редко встречается 10. Гальваническая развязка осуществляется через оптрон. Характерной чертой признано инвертирование сигнала:

  1. Есть ток.
  2. Нет тока.

Поэтому MIDI напрямую не совместим с обычной токовой петлёй. Физический интерфейс видели многие, но не знали название. Визуально розетка представляет собой диск диэлектрика с боковым вырезом, по периметру расположены 5 отверстий (DIN). Конструкция охвачена по кругу экраном. Музыканты насчитывают три вида интерфейса:

  1. MIDI-In.
  2. MIDI-Out.
  3. MIDI-Thru.

Порт MIDI иногда стоит на материнской плате персонального компьютера. Физически задействуются в нормальном режиме не используемые контакты 12 и 15 порта игрового адаптера DB-15S. Используемая здесь логика ТТЛ требует наличия адаптера для стыковки со стандартными синтезаторами по протоколу токовой петли. Микросхема преобразователя не слишком сложная, включает оптрон, диод, ряд логических элементов.

Порт MIDI программируется через UART как последовательный COM-порт. В продаже есть звуковые карты с MIDI либо отдельные платы расширения на свободные слоты.

Применение MAX12900 в схемах датчиков с 2-, 3- или 4-проводными конфигурациями токовой петли

MAX12900 – это высокоинтегрированный аналоговый формирователь сигнала с ультрамалым потреблением для датчиков с передатчиком 2…20 мА. В его компактный корпус встроено 10 модулей:

  • LDO-преобразователь с широким входным диапазоном напряжений;
  • цепи обработки ШИМ-модулированных сигналов для двух входов;
  • два малопотребляющих операционных усилителя с малым дрейфом;
  • один операционный усилитель с малым дрейфом напряжения смещения и широкой полосой пропускания;
  • два диагностических компаратора;
  • контроллер включения с выходом индикации хорошего качества питания (power-good выход);
  • источник опорного напряжения с малым дрейфом.

Ключевое преимущество MAX12900 в том, что он может конвертировать ШИМ-сигнал микроконтроллера, который не обладает встроенным ЦАП, в сигнал петли 4…20мА для двух-, трех- или четырехпроводных конфигураций. Таким образом он является эквивалентом совокупности малопотребляющего ЦАП с высоким разрешением, обработчика ШИМ-сигнала, двух цепей обработки и активного фильтра с интегрированным малопотребляющим операционным усилителем. Две цепи обработки сигналов обеспечивают стабильную ШИМ-амплитуду, несмотря на колебания амплитуды сигнала, изменения температуры и напряжения питания. Усилитель с широкой полосой пропускания в сочетании с дискретным транзистором преобразует входное напряжение в выходной ток и позволяет использовать HART и FOUNDATION Fieldbus H1 модуляцию сигнала. Благодаря ОУ с малым напряжением смещения и источнику опорного напряжения с низким дрейфом обеспечивается минимальный уровень ошибки в широком диапазоне температур. Малопотребляющий ОУ и компараторы являются блоками для создания продвинутых диагностических систем. Мониторинг шины питания, измерение выходного тока и детектирование разрыва цепи – вот некоторые примеры диагностических возможностей таких систем. Все это, наряду с высокой точностью и малым общим потреблением делает MAX12900 идеальным устройством для интеллектуальных датчиков с интерфейсом токовая петля.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации