Rokas spriegums un strāvas avots 4-20mA: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Šajā pamācībā ir sīki aprakstīts, kā izveidot 0-20mA +/- 10V signāla ģeneratoru, izmantojot lētu LM324 opamp. Šāda veida signālu ģeneratori ir noderīgi rūpniecībā, lai pārbaudītu sensoru ieejas vai vadītu rūpnieciskos pastiprinātājus.

Lai gan tos ir iespējams iegādāties, tie bieži ir dārgi, un, ja tie ir salauzti, to var būt grūti labot. Izmantojot vienkāršus komponentus, varat izveidot ķēdi, kas ir labojama, ja tā sabojājas par nelielu daļu no izmaksām!

Komplekts ir pieejams manā Tindie veikalā, vai arī varat to izgatavot pats!

Solis: neliela teorija …

Iepriekš redzamajā shēmā ir sīki aprakstīts sprieguma un strāvas pārveidotājs. Tā kā spriegumi pie opamps ieejas ir vienādi, ja pozitīvais spailis ir 5V, negatīvajam spailei jābūt līdzīgai.

Vienīgā vieta, no kuras tas nāk, ir op pastiprinātāju izeja, tāpēc op pastiprinātājs nodrošina pietiekami daudz strāvas, lai nodrošinātu, ka negatīvais terminālis ir pie 5 V. Ja V (R1) = 5V, tad I (R1) = 5/250 = 20mA, un, tā kā RL veido virkni cct (strāvas neieplūde (-) terminālī), tad caur to jāplūst arī 20 mA.

Tāpēc mēs varam izveidot ķēdi, kas pārveido spriegumu par strāvu.

Aplūkojot LM324 datu lapu, mēs redzam, ka tas spēj darbināt 30 mA, un tāpēc to var izmantot kā pamatu mūsu vienkāršajam strāvas avotam bez papildu piedziņas tranzistora.

Papildus tam mēs vēlētos 0-10V vai +/- 10V izeju. To var viegli sasniegt, pastiprinot 0–5 V signālu, kas mums bija, veidojot 0–20 mA cct ar koeficientu 2, lai radītu 0–10 V izejas signālu.

Lai ģenerētu +/- 10V signālu, mēs varam nedaudz apkrāpt un pārveidot savu pastiprinātāja ķēdi, lai pastiprinātu ar koeficientu 4, lai iegūtu 0-20 V izeju. Trešais pastiprinātājs var ģenerēt statisku 10 V signālu, kas, izmantojot atsauci uz 0–20 V signālu, dod sprieguma diapazonu +/- 10 V.

Es sniedzu shēmu, kā to realizēt. Manā ir aizsardzības diodes, uz kurām var būt vai nebūt vajadzīgs atkarībā no jūsu pielietojuma, kā arī pāris podi izvades apgriešanai.

2. darbība. Sāksim ar lietu

Pateicoties teorijai, mēs varam izstrādāt priekšstatu par savu projektu. Esmu izmantojis hammond 1593PBK. Ja veicat savu PCB, iespējams, vēlēsities izvēlēties lielāku korpusu.

Esmu nolēmis pievienot gaismas diodi un diapazona katlu, es vēlētos arī slaidu slēdzi sānos, kā arī 2 kabeļu komplektus 0-20mA un +/- 10V.

Izmantojot vinila līmi, esmu izveidojis līmi, lai palīdzētu norādīt diapazonu.

Izmantojot centrālo perforatoru un vāku, atzīmējiet caurumus un pēc tam izurbiet caurumus:

• Katls 7 mm
• LED 6,5 mm
• Kabeļa ieeja 5 mm
• Atveres slēdzim 2 mm

Zāģa zāģi un failu var izmantot, lai izgrieztu slīdņa atveres atveri.

Kad esat pabeidzis, uzlieciet vāka uzlīmi un piestipriniet gaismas diodi, podu un slēdzi.

PIEZĪME - vadu garumi ir jāsaglabā lieli, lai tos vēlāk varētu apgriezt, kad saliekam korpusu, visiem vadiem jābūt termiski sarūkošiem, lai novērstu kabeļa pārrāvumu.

3. darbība: pievienojiet barošanas avotu

Mēs izmantojam lētu DCDC pastiprinātāju no ebay. Tas var pastiprināt 9V akumulatoru, kuru plānoju izmantot, līdz pat 22V, kas man nepieciešams, lai saprastu +/- 10V cct. Tam ir regulēšanas katls, kas man būs jāapgriež nedaudz vēlāk.

Pievienojiet vienu PP3 skavas daļu slīdņa slēdzim un pievienojiet nākamo spaili DCDC ieejai. Pievienojiet PP3 klipa otro vadu pie atlikušā DCDC pārveidotāja spailes. Tagad jums būs DCDC pārveidotājs, kuru kontrolē slīdnis. Lai atvieglotu šo darbību, DCDC jābūt diezgan labi marķētai.

Tagad pielodējiet pāris izejas vadus savā DCDC, saglabājot garumu diezgan dāsnu šajā posmā.

Izmantojiet karstās līmes pistoli, lai uzstādītu DCDC pārveidotāju vietā, bet pārliecinieties, vai ir pieejams sprieguma izejas regulēšanas katls. Tagad izmantojiet PP3 akumulatoru un noregulējiet DCDC, lai iegūtu 22 V izeju.

BRĪDINĀJUMS - Pat zems spriegums, piemēram, 9V un 20V, joprojām var būt letāls, ja tie ir pakļauti mitrai ādai, lūdzu, ievērojiet atbilstošus piesardzības pasākumus, lietojot šo instrumentu. Visi neizmantotie spailes jānostiprina spaiļu blokos, lai novērstu nejaušu triecienu (nopietni!). Nekad neizmantojiet šo instrumentu ūdens vai mitras ādas tuvumā.

4. solis: laiks lodēšanai…

Tagad jūs varat to izdarīt uz maizes dēļa vai pats izveidot savu PCB, kā es. Jebkurā gadījumā ir pienācis laiks salikt komponentus.

Ja jūs nevarat saskarties ar savu maizes dēļa izveidošanu, man ir pieejams ierobežots daudzums raktuvju pārdošanai tindijā.

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

Pirmā lieta, kas jādara, ir izdrukāt izkārtojumu un shēmu un anotēt izkārtojumu tā, lai tas parādītu, kur atrodas visas sastāvdaļas. Tas ir daudz vieglāk nekā izmantot shēmu, un izvietojuma kļūdu būs mazāk.

Tagad pielodējiet komponentus, pēc tam sagrieziet komponentus ar sānu griezējiem.

Starp citu, ja izmantojat maizes dēli, jums būs nepieciešams lielāks futrālis nekā man.

5. darbība: pārbaudiet vadus

Es izmantoju kādu vītā pāra kabeli un uzliku dažus kabeļa ieliktņus un uzmavas, lai aizsargātu kabeļus un darītu man zināmus, kuri kabeļi ir.

Tas man dos 2 testa vadus, vienu spriegumam un otru strāvai.

6. solis: galīgā fit

Tagad man jāsāk lodēt visus atlikušos vadus pie PCB.

Šajā brīdī ir vērts izvietot PCB un pārliecināties, ka tas derēs, t.i., nav sadursmju. Manā PCB ir daži augsti komponenti un daži augsti komponenti manā korpusā (pods, DCDC). Man ir jāpārliecinās, vai tas viss derēs, pirms es kaut ko lodēju.

Kad es esmu laimīgs, tas iet kopā, es varu sākt lodēt un sagriezt stieples garumus atbilstoši. Savā PCB es ieejas / izejas vietās izmantoju deformācijas caurumus.

Tiklīdz es zinu, ka tas notiks kopā, ir pienācis laiks to nodot ekspluatācijā …

PIEZĪME - Esiet uzmanīgi ar gaismas diodi un katlu, jo tie ir jāpielodē pie pareizajiem spailēm, ja katls ir nepareizi, tā darbība tiks apgriezta.

7. darbība: nodošana ekspluatācijā…

Tātad manā dizainā bija 8 soļu nodošanas ekspluatācijā process.

Pārbaudiet, vai tas atbilst

Vai es varu aizvērt vāku

Pārbaudiet, vai LED iedegas, kad tiek izslēgts PP3

Pārbaudiet 5V atsauci

Ieslēdziet PCB, pārbaudiet, vai 5V atsauces cct dod 5V.

Pārbaudiet 10 V izeju

Pārbaudiet 10 V spriegumu uz J2 tapas 1

Pārbaudiet 20 V izeju

Pārbaudiet 20 V spriegumu uz J2 tapas 2, noregulējiet katlu R12, līdz tas ir.

Pārbaudiet +/- 10V darbību

Starp J1 un 2 vajadzētu būt iespējai ģenerēt +/- 10V, izmantojot katlu.

Pārbaudiet 20 mA izvadi

Kad katls ir iestatīts uz maks., Pārbaudiet, vai J1 izeja ir 20 mA, noregulējiet katlu R3, līdz tas ir.

Salieciet korpusu un pārbaudiet vēlreiz

Salieciet un veiciet galīgo funkciju pārbaudi.