الجهد الكهربائي والمصدر الحالي 4-20mA: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

يوضح هذا التوجيه بالتفصيل كيفية إنشاء مولد إشارة 0-20mA +/- 10V باستخدام أداة LM324 غير مكلفة. هذا النوع من مولدات الإشارة مفيد في الصناعة لاختبار مدخلات أجهزة الاستشعار أو تشغيل مكبرات الصوت الصناعية.

في حين أنه من الممكن شرائها ، فإنها غالبًا ما تكون باهظة الثمن ، وإذا تم كسرها ، فقد يكون من الصعب إصلاحها. يتيح لك استخدام المكونات البسيطة إنشاء دائرة قابلة للإصلاح إذا تعطلت بجزء بسيط من التكلفة!

الطقم متاح في متجر Tindie الخاص بي أو يمكنك صنعه بنفسك!

الخطوة 1: نظرية صغيرة…

يوضح المخطط أعلاه جهدًا لمحول التيار. نظرًا لأن الفولتية في مدخلات opamps متساوية عندما يكون الطرف الموجب 5 فولت ، يجب أن يكون الطرف السالب بالمثل.

المكان الوحيد الذي يمكن أن يأتي منه هذا هو خرج أمبير ، وبالتالي فإن مصادر المرجع أمبير كافية لضمان أن يكون الطرف السالب عند 5 فولت. إذا كان V (R1) = 5V ثم I (R1) = 5/250 = 20mA وبما أن RL تشكل سلسلة cct (لا يوجد تدفق تيار إلى (-) محطة) مع هذا يجب أن يكون لها أيضًا 20mA تتدفق من خلاله.

لذلك يمكننا بناء دائرة تحول الجهد إلى تيار.

بالنظر إلى ورقة البيانات الخاصة بـ LM324 ، يمكننا أن نرى أنه قادر على قيادة 30 مللي أمبير وبالتالي يمكن استخدامه كأساس لمصدرنا الحالي البسيط بدون ترانزستور محرك إضافي.

بالإضافة إلى ذلك ، نود إخراج 0-10 فولت أو +/- 10 فولت. يمكن تحقيق ذلك بسهولة عن طريق تضخيم إشارة 0-5V التي قمنا بتشكيلها 0-20mA cct بعامل 2 لتوليد إشارة خرج 0-10V.

لتوليد إشارة +/- 10 فولت ، يمكننا الغش قليلاً وتعديل دائرة مكبر الصوت لدينا لتضخيمها بمعامل 4 لإعطاء خرج 0-20 فولت. يمكن للمضخم الثالث أن يولد إشارة ثابتة 10 فولت والتي عند استخدامها كمرجع للإشارة 0-20 فولت تعطي نطاق جهد +/- 10 فولت.

لقد قدمت مخططًا حول كيفية إدراك ذلك. يحتوي المنجم على صمامات ثنائية للحماية والتي قد تكون ضرورية أو لا تكون ضرورية اعتمادًا على التطبيق الخاص بك بالإضافة إلى زوج من الأواني لقص المخرجات.

الخطوة 2: لنبدأ مع حالة

مع خروج النظرية بالطريقة التي يمكننا بها تطوير حالة لمشروعنا. لقد استخدمت 1593PBK هاموند. إذا كنت تقوم بعمل PCB الخاص بك ، فقد ترغب في تحديد حالة أكبر.

لقد قررت إضافة مصباح LED ووعاء نطاق ، وأود أيضًا مفتاح منزلق على الجانب بالإضافة إلى مجموعتين من الكابلات لـ 0-20mA و +/- 10V.

لقد قمت بإنشاء غطاء لاصق باستخدام مادة لاصقة من الفينيل للمساعدة في تحديد النطاق.

باستخدام ثقب مركزي والغطاء حدد الثقوب ثم حفر الثقوب:

• وعاء 7 مم
• 6.5 مم LED
• دخول الكابل 5 مم
• ثقوب للتبديل 2 مم

يمكن استخدام المنشار والملف لقطع الفتحة الافتتاحية لمفتاح الشريحة.

بمجرد الانتهاء ، قم بتطبيق ملصق الغطاء وقم بتركيب المصباح والوعاء والتبديل.

ملاحظة - يجب الحفاظ على أطوال الأسلاك سخية بحيث يمكن قصها لاحقًا عند تجميع العلبة ، يجب أن تكون أي أسلاك منكمشة بالحرارة لمنع انكسار الكابل.

الخطوة 3: أضف مصدر طاقة

نحن نستخدم محول DCDC رخيص من موقع ebay. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تضخيم بطارية 9 فولت التي أخطط لاستخدامها حتى 22 فولت التي أحتاجها لإدراك +/- 10 فولت cct. إنه يحتوي على قدر تعديل سأحتاج إلى تقليمه لاحقًا.

قم بتوصيل جزء واحد من مقطع PP3 بالمفتاح المنزلق وقم بتوصيل الطرف التالي بمدخل DCDC. قم بتوصيل السلك الثاني من مشبك PP3 بالمحطة المتبقية لمحول DCDC. سيكون لديك الآن محول DCDC يتم التحكم فيه بواسطة مفتاح الشريحة. يجب أن يتم تمييز DCDC جيدًا إلى حد ما لتسهيل هذه الخطوة.

الآن قم باللحام على زوج من أسلاك الإخراج إلى DCDC الخاص بك مع الحفاظ على الطول سخيًا إلى حد ما في هذه المرحلة.

استخدم مسدس الغراء الساخن لتركيب محول DCDC في مكانه ولكن تأكد من إمكانية الوصول إلى وعاء ضبط خرج الجهد. استخدم الآن بطارية PP3 واضبط DCDC لإعطاء خرج 22 فولت.

تحذير - حتى الفولتية المنخفضة مثل 9 فولت و 20 فولت يمكن أن تكون قاتلة إذا تعرضت للجلد الرطب ، يرجى اتخاذ الاحتياطات المناسبة عند استخدام هذا الجهاز. يجب تأمين أي أطراف غير مستخدمة في كتل طرفية لمنع حدوث صدمة عرضية (بجدية!). لا تستخدم هذه الأداة أبدًا بالقرب من الماء أو الجلد الرطب.

الخطوة 4: حان الوقت لبعض اللحام …

الآن يمكنك القيام بذلك إما على اللوح أو عمل ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص بك مثلي. في كلتا الحالتين ، حان الوقت لتجميع المكونات.

إذا كنت لا تستطيع مواجهة عمل اللوح الخاص بك ، فلدي كمية محدودة من الألغام للبيع على tindie.

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

أول شيء يجب القيام به هو طباعة التخطيط والتخطيط وإضافة التعليقات التوضيحية على التخطيط بحيث يظهر أين تذهب جميع المكونات. هذا أسهل بكثير من استخدام التخطيطي وسيؤدي إلى أخطاء أقل في الموضع.

الآن قم بتلحيم المكونات الخاصة بك ، وقم بقص المكونات باستخدام قواطع جانبية بعد ذلك.

بالمناسبة ، إذا كنت تستخدم اللوح ، فستحتاج إلى صندوق أكبر مني.

الخطوة 5: اختبار العروض

لقد استخدمت بعض الكابلات المزدوجة الملتوية ووضعت بعض معرفات الكابلات والحلقات لحماية الكابلات وإخباري بالكابلات التي هي.

سيعطيني هذا اختبارين يؤدي أحدهما للجهد والآخر للتيار.

الخطوة 6: الملاءمة النهائية

أحتاج الآن إلى بدء لحام جميع الأسلاك المتبقية في ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

يجدر وضع PCB في هذه المرحلة والتأكد من ملاءمته ، أي لا توجد اشتباكات. هناك بعض المكونات الطويلة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور وبعض المكونات الطويلة في حالتي (وعاء ، DCDC). أحتاج إلى التأكد من أنها مناسبة تمامًا قبل اللحام بأي شيء.

بمجرد أن أكون سعيدًا ، يمكنني البدء في لحام أطوال الأسلاك الخاصة بي وتشذيبها لتناسب. على ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص بي ، استخدمت فتحات تخفيف الضغط على نقاط الدخول / الخروج.

بمجرد أن أعلم أنها ستعمل معًا ، فقد حان الوقت لتكليفها …

ملاحظة - كن حذرًا مع مؤشر LED والوعاء حيث يجب أن يتم لحامهما بالأطراف الصحيحة ، إذا كان الوعاء بالطريقة الخاطئة ، فسيتم عكس الإجراء.

الخطوة 7: التكليف …

لذلك في تصميمي كانت هناك عملية تكليف من 8 خطوات.

تحقق من أنها مناسبة

هل يمكنني إغلاق الغطاء

تحقق من إضاءة LEDCheck LED عند إيقاف تشغيل PP3

تحقق من مرجع 5V

قم بفحص PCB للتحقق من أن cct المرجع 5V يعطي 5V.

تحقق من إخراج 10V

تحقق من وجود 10 فولت على J2 pin 1

تحقق من إخراج 20 فولت

تحقق من وجود 20 فولت على J2 pin 2 ، واضبط الوعاء R12 حتى يتم.

تحقق من التشغيل +/- 10 فولت

بين J1 و 2 يجب أن يكون من الممكن توليد +/- 10V باستخدام القدر.

تحقق من إخراج 20mA

مع ضبط الوعاء على الحد الأقصى ، تحقق من أن إخراج J1 هو 20 مللي أمبير ، اضبط الوعاء R3 حتى يتم.

قم بتجميع العلبة واختبارها مرة أخرى

أعد التجميع وقم بفحص الوظيفة النهائي.