U industrijskoj automatizaciji široko se koriste senzori s trenutnim izlazima od 4 do 20 mA. Prva od tih vrijednosti odgovara donjoj granici raspona izmjerene vrijednosti, a druga gornjoj. Dopustite mi da objasnim apstraktnim primjerom: određeni senzor mjeri broj mačaka u podrumu u rasponu od 0 do 500 mačaka. Nulte mačke odgovaraju 4 mA, pet stotina mačaka - 20 mA. Pretpostavimo da sada u podrumu ima 200 mačaka. Izračunavamo struju koju bi uređaj trebao izdati u retku: I = 4 + 200 ((20-4) / 500) = 10,4 mA. Sada ćemo se prebaciti na stranu uređaja za prijem i izračunati broj mačaka na temelju ove trenutne vrijednosti: N = (10,4-4) (500 / (20-4)) = 200 mačaka. Nisu postavljeni nikakvi zahtjevi za točnost otpornosti na liniji i opterećenja u prijemniku: u senzoru se nalazi stabilizator struje, zbog kojeg će se napon primijenjen na liniju automatski postaviti točno onako kako je potrebno za dobivanje određene struje. Naravno, u proizvodnji će biti dosadni stupnjevi ili megapaskali umjesto mačaka. A ako se struja spusti na nulu mA, to će se smatrati prijelomom linije.
Pri postavljanju sustava koji uključuje senzor i prijemnik potrebno je provjeriti prisutnost i ispravnost reakcije sekunde na promjenu struje u cijelom rasponu. Da biste to učinili, umjesto senzora, u red je uključen podesivi regulator struje, čija vrijednost ovisi o položaju ručke promjenjivog otpornika. Jedan od tih pomoćnih uređaja razvio je Instructables pod imenom lawonkeith. Dodatna funkcija domaći je stvaranje stabilnog napona od -10 do +10 V i od 0 do +20 V, što je korisno kod postavljanja krugova na optički pojačalo.
Imajući stabilan izvor napona od 5 V i promjenjivi otpornik s karakteristikom A, lako je dobiti napon koji neometano varira od 0 do 5 V. Taj se napon može primijeniti na izvor struje pod nadzorom napona (ITUN), čiji je krug prikazan u nastavku. Ovdje je R1 otpornik koji određuje gornju granicu trenutne regulacije (5 V / 250 Ohm = 0,02 A), a RL je ukupni otpor linije i opterećenja, kada se struja ne mijenja u određenim granicama. Krug omogućuje simuliranje i izvanrednih (struja od 0 do 4 mA) i redovnih (struja od 4 do 20 mA).
Krenimo na kompletan dijagram uređaja:
Napaja ga unipolarni izvor napona od 20 do 24 V (nije prikazano na dijagramu). Čarobnjak je odabrao gotov pretvarač za pojačavanje impulsa koji pokreće Krona. Na ploči pretvarača nalazi se podešavanje otpornika koji bi trebao biti postavljen na oko 22 V.Treba imati na umu da uz visoku vlažnost zraka čak i ovaj napon može predstavljati određenu opasnost.
Izvor referentnog napona (ION) u uređaju je obični stabilizator 7805. Pri prvom op-ampu uređaja, ovaj se napon, jednak +5 V, napaja zaobilazeći bilo koje elemente za podešavanje. Uključen je na način da udvostruči ovaj napon, zbog čega se na njegovom izlazu pojavljuje stabilan napon od +10 V u odnosu na zajedničku žicu.
Također, napon modela primjenjuje se na promjenjivi otpornik, s pokretnog kontakta kojeg je, kao što je spomenuto gore, moguće ukloniti napon koji se nesmetano mijenja od 0 do +5 V. Dovodi se na ulaze drugog i trećeg op-ampera. Prvi ga pojačava četiri puta, omogućujući vam da krenete od 0 do +20 V u odnosu na uobičajenu žicu, odnosno od -10 do +10 V u odnosu na izlaz prvog naponskog pojačala.
Konačno, treći op-amp se uključuje gore opisanom metodom, što ga čini izvorom stabilne struje od 0 do 20 mA. Strujni krugovi drugog i trećeg optičkog pojačala opremljeni su podešavajućim otpornicima koji omogućuju najprecizniji odabir faktora pojačanja.
Da bi se povećala pouzdanost, uređaj je opremljen zaštitnim diodama i termistorima s pozitivnim koeficijentom temperature.
Tijelo je majstor odabrao kao gotove, kao što je Hammond 1593PBK. Ali obična razvodna kutija je puno jeftinija i nema lošije snage. Na prednjoj ploči majstor pravi rupe za LED i promjenjivi otpornik. Rupa malog promjera namijenjena je zasunu koji štiti kućište varijabilnog otpora od okretanja.
Povrh ovih rupa majstor zalijepi ljestvicu, poravnavajući krugove na sebi s izbušenim rupama:
Potom postavlja promjenjivi otpornik, LED i prekidač za napajanje:
Prednja ploča uređaja je spremna:
Čarobnjak dodaje preticajni pretvarač na uređaj:
Prilagođava ga naponu veličine 22 V (ovdje nije potrebna vrlo velika točnost):
Uzimajući LM324 čip koji sadrži čak četiri pomoćna pojačala (jedan od njih će ostati u praznom hodu), čarobnjak sastavlja krug na tiskanoj ploči, ali je također prikladan i model za podešavanje:
Izrađuje sonde:
Smješta ploču u kućište i spaja je s pojačavajućim pretvaračem, LED-om, promjenjivim otpornikom i sondama:
Napokon čarobnjak počinje testirati uređaj:
Provjera je potrebna:
- napon +5 V između izlaza stabilizatora 7805 i zajedničke žice
- napon +10 V između izlaza prvog op-pojačala i zajedničke žice
- napon, glatko mijenjajući se od 0 do 20 V, između izlaza drugog op-pojačala i zajedničke žice
- napon, koji se glatko mijenja od -10 do +10 V, između izlaza drugog i prvog op-ampera
- struja, glatko mijenjajući se od 0 do 20 mA, na izlazu izvora struje prikupljenog na trećem op-ampu.
Kada koristite dizajn, možete dodatno kontrolirati napon ili struju istim multimetrom. Prilikom mjerenja napona koji generira uređaj prebacuje se u način voltmetra i povezuje paralelno s izlazom. Kod mjerenja generirane struje - prebacite se u miliampermetrski način i serijski uključite krug. Glatkom izmjenom struje ili napona, ovisno o tome što je prijemni uređaj dizajniran, promatrajte njegovu reakciju na ono što se događa. U ovom je slučaju nemoguće spriječiti stvaranje opasnih situacija pomoću pokretača kojima upravlja uređaj koji prima.