Ročna napetost in tok 4-20mA: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

To navodilo podrobno opisuje, kako narediti generator signala 0-20mA +/- 10V z uporabo poceni opama LM324. Ta vrsta generatorjev signalov je v industriji uporabna za testiranje vhodov senzorjev ali pogon industrijskih ojačevalnikov.

Čeprav jih je mogoče kupiti, so pogosto drage in jih je težko popraviti, če so pokvarjene. Z uporabo enostavnih komponent lahko ustvarite vezje, ki ga je mogoče popraviti, če se zlomi le za del stroškov!

Komplet je na voljo v moji trgovini Tindie ali pa ga naredite sami!

Korak: Mala teorija …

Zgornja shema opisuje pretvornik napetosti v tok. Ker so napetosti na vhodu opampa enake, ko je pozitivni priključek 5V, mora biti tudi negativen priključek.

Edini kraj za to je izhod op ojačevalnikov, zato vir ojačevalnika zadostuje za zagotovitev, da je negativni terminal na 5V. Če je V (R1) = 5 V, potem je I (R1) = 5/250 = 20 mA in ker RL tvori serijo cct (brez toka v (-) priključek), mora s tem teči tudi 20 mA.

Zato lahko sestavimo vezje, ki pretvori napetost v tok.

Če pogledamo podatkovni list za LM324, lahko vidimo, da zmore 30 mA in ga je zato mogoče uporabiti kot osnovo našega enostavnega vira toka brez dodatnega pogonskega tranzistorja.

Poleg tega želimo izhod 0-10V ali +/- 10V. To je mogoče enostavno doseči z ojačanjem signala 0-5V, ki smo ga oblikovali v faktorju 0-20mA cct s faktorjem 2, da dobimo izhodni signal 0-10V.

Za generiranje signala +/- 10V lahko malo goljufamo in spremenimo ojačevalno vezje tako, da se poveča za faktor 4, da dobimo 0-20V izhod. Tretji ojačevalnik lahko nato ustvari statični 10V signal, ki pri uporabi kot referenca na signal 0-20V daje napetostno območje +/- 10V.

Predstavil sem shemo, kako to uresničiti. Moj ima zaščitne diode, ki so lahko potrebne ali pa tudi ne, odvisno od vaše uporabe, ter nekaj loncev za obrezovanje izhodov.

2. korak: Začnimo s kovčkom

S teorijo, na kateri lahko razvijemo primer za naš projekt. Uporabil sem hammond 1593PBK. Če delate lastno tiskano vezje, boste morda želeli izbrati večje ohišje.

Odločil sem se, da dodam LED in lonec za domet, rad bi tudi drsno stikalo na strani, pa tudi 2 kompleta kablov za 0-20mA in +/- 10V.

Ustvaril sem lepilni pokrov z vinilnim lepilom za pomoč pri indikaciji dosega.

S sredinskim udarcem in pokrovom označite luknje in nato izvrtajte luknje:

• Posoda 7 mm
• LED 6,5 mm
• Kabelski vhod 5 mm
• Luknje za stikalo 2 mm

Z žago in turpijo lahko izrežete odprtino za drsno stikalo.

Ko končate, nalepite naslovno nalepko in namestite LED, lonec in stikalo.

OPOMBA - dolžine žic naj bodo velike, da jih lahko kasneje, ko sestavimo ohišje, obrežemo, vse žice je treba toplotno skrčiti, da preprečimo zlom kabla.

3. korak: Dodajte napajalnik

Z ebaya uporabljamo poceni pretvornik DCDC. To lahko poveča 9V baterijo, ki jo nameravam uporabiti, do 22V, ki jih potrebujem za uresničitev +/- 10V cct. Ima nastavitveni lonec, ki ga bom moral malo kasneje obrezati.

En del sponke PP3 pritrdite na drsno stikalo in naslednji priključek priključite na vhod DCDC. 2. žico sponke PP3 priključite na preostali priključek pretvornika DCDC. Zdaj boste imeli pretvornik DCDC, ki ga upravlja drsno stikalo. DCDC bi moral biti precej dobro označen, da bi bil ta korak enostaven.

Zdaj spajkajte nekaj izhodnih žic na vaš DCDC, tako da bo dolžina na tej stopnji precej velika.

S pištolo za vroče lepilo namestite pretvornik DCDC na svoje mesto, vendar se prepričajte, da je dostopen lonec za nastavitev izhodne napetosti. Zdaj uporabite baterijo PP3 in nastavite DCDC tako, da bo izhod 22V.

OPOZORILO - Tudi nizke napetosti, kot sta 9V in 20V, so lahko še vedno usodne, če so izpostavljene mokri koži, zato pri uporabi tega instrumenta upoštevajte ustrezne previdnostne ukrepe. Vse neuporabljene sponke je treba pritrditi v sponke, da preprečite nenamerni udar (resno!). Nikoli ne uporabljajte tega orodja v bližini vode ali mokre kože.

4. korak: čas za nekaj spajkanja …

Zdaj lahko to storite na mizo ali pa naredite svoje PCB, kot sem jaz. Kakorkoli že, čas je, da sestavite komponente.

Če se ne morete soočiti z izdelavo lastne plošče, imam omejeno količino svojega naprodaj na tindieju.

www.tindie.com/products/industry/handheld-…

Najprej morate natisniti postavitev in shemo ter označiti postavitev, tako da bo prikazano, kam gredo vse komponente. To je veliko lažje kot uporaba sheme in bo povzročilo manj napak pri umestitvi.

Sedaj spajkajte svoje komponente, nato pa komponente obrežite s stranskimi rezalniki.

Mimogrede, če uporabljate mizo, boste potrebovali večji kovček kot jaz.

5. korak: Preizkusite potencialne stranke

Za zaščito kablov sem uporabil kabel z zvitimi paricami in nanj nadel nekaj kabla in obročev ter mi sporočil, kateri kabli so.

To mi bo dalo 2 preskusna kabla, enega za napetost in enega za tok.

Korak 6: Končno prileganje

Zdaj moram začeti spajkati vse preostale žice na tiskano vezje.

Na tem mestu je vredno postaviti tiskano vezje in se prepričati, da se prilega, tj. Brez spopadov. Na mojem tiskanem vezju je nekaj visokih komponent, na ohišju pa nekaj visokih komponent (lonec, DCDC). Moram se prepričati, da je vse v redu, preden kaj spajkam.

Ko sem vesel, da gre skupaj, lahko začnem spajkati in obrezovati svoje dolžine žice, da ustrezajo. Na svojem tiskanem vezju sem uporabil luknje za odpravljanje napetosti na vstopnih / izstopnih točkah.

Ko vem, da bo šlo skupaj, je čas, da to naročim …

OPOMBA - Pri LED in lončku bodite previdni, saj jih je treba spajkati na ustrezne sponke, če je lonec napačno obrnjen, se bo njegovo delovanje obrnilo.

7. korak: Zagon …

Tako je pri moji zasnovi potekal postopek zagona v 8 korakih.

Preverite, ali ustreza

Ali lahko zaprem pokrov

Preverite LED Preverite LED sveti, ko je vklopljen PP3

Preverite referenco 5V

Vklopite tiskano vezje in preverite, ali referenčni cct 5V oddaja 5V.

Preverite 10V izhod

Preverite prisotnost 10V na kontaktu 1 J2

Preverite izhod 20V

Preverite prisotnost 20V na zatiču 2 J2, nastavite lonec R12, dokler ni.

Preverite delovanje +/- 10V

Med J1 in 2 bi moralo biti mogoče ustvariti +/- 10V z uporabo lonca.

Preverite izhod 20mA

Ko je lonec nastavljen na max, preverite, ali je izhod J1 20 mA, nastavite lonec R3, dokler ni.

Sestavite ohišje in ponovno preizkusite

Ponovno sestavite in opravite končni pregled delovanja.