ولتاژ دستی و منبع جریان 4-20mA: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

این دستورالعمل نحوه ساخت یک ژنراتور سیگنال 0-20mA +/- 10V با استفاده از یک آپمپ ارزان LM324 را توضیح می دهد. این نوع ژنراتورهای سیگنال در صنعت برای آزمایش ورودی های سنسور یا هدایت تقویت کننده های صنعتی مفید هستند.

در حالی که امکان خرید آنها وجود دارد ، اغلب گران هستند و در صورت خرابی تعمیر آنها دشوار است. استفاده از اجزای ساده به شما این امکان را می دهد که در صورت خرابی با کسری از هزینه ، مدار قابل تعمیر ایجاد کنید!

این کیت در فروشگاه Tindie من موجود است یا می توانید خودتان آن را تهیه کنید!

مرحله 1: نظریه ای کوچک…

شماتیک بالا جزئیات مبدل ولتاژ به جریان را نشان می دهد. از آنجا که ولتاژهای ورودی opamps برابر است وقتی پایانه مثبت 5V باشد ، ترمینال منفی نیز باید به همین ترتیب باشد.

تنها جایی که می تواند از آن بیرون بیاید خروجی آمپر am است بنابراین جریان amp amp جریان کافی برای اطمینان از منفی بودن ترمینال 5V را دارد. اگر V (R1) = 5V من I (R1) = 5/250 = 20mA و از آنجا که RL یک cct سری (بدون جریان جاری به (-) ترمینال) با این را نیز باید 20mA از طریق آن جریان داشته باشد.

بنابراین می توانیم مداری بسازیم که ولتاژ را به جریان تبدیل می کند.

با نگاهی به برگه اطلاعات LM324 می بینیم که قادر است 30 میلی آمپر حرکت کند و بنابراین می تواند به عنوان منبع اصلی جریان ساده ما بدون ترانزیستور درایو اضافی مورد استفاده قرار گیرد.

علاوه بر آن ما می خواهیم خروجی 0-10V یا +/- 10V داشته باشیم. این را می توان با تقویت سیگنال 0-5V که از cct 0-20mA داشتیم با ضریب 2 به دست آورد تا یک سیگنال خروجی 0-10V تولید شود.

برای تولید سیگنال +/- 10V می توانیم کمی تقلب کنیم و مدار تقویت کننده خود را تغییر دهیم تا با ضریب 4 تقویت شود تا خروجی 0 تا 20 ولت ایجاد شود. سپس تقویت کننده سوم می تواند یک سیگنال استاتیک 10V تولید کند که وقتی به عنوان مرجع سیگنال 0-20V استفاده می شود ، محدوده ولتاژ +/- 10V را ایجاد می کند.

من یک طرح کلی در مورد چگونگی درک این موضوع ارائه کرده ام. Mine دارای دیودهای محافظتی است که بسته به کاربرد شما ممکن است لازم نباشد و همچنین چند گلدان برای برش خروجی ها لازم است.

مرحله 2: اجازه دهید با یک مورد شروع کنیم

با استفاده از نظریه ، می توانیم موردی برای پروژه خود ایجاد کنیم. من از هوموند 1593PBK استفاده کردم. اگر PCB خود را انجام می دهید ، ممکن است مایل باشید که کیس بزرگتری را انتخاب کنید.

من تصمیم گرفته ام یک LED و یک قابلمه را اضافه کنم ، همچنین می خواهم یک سوئیچ کشویی در کنار آن و 2 مجموعه کابل برای 0-20mA و +/- 10V.

من با استفاده از یک چسب وینیل یک جلد چسبی ایجاد کرده ام تا در تعیین محدوده کمک کند.

با استفاده از پانچ وسط و روکش سوراخ ها را مشخص کرده و سپس سوراخ ها را سوراخ کنید:

• قابلمه 7 میلی متر
• LED 6.5 میلی متر
• ورودی کابل 5 میلی متر
• سوراخ برای سوئیچ 2 میلی متر

از یک اره برقی و یک فایل می توان برای برش سوراخ بازکن سوئیچ اسلاید استفاده کرد.

پس از اتمام کار ، برچسب روی جلد را بچسبانید و LED ، قابلمه و سوئیچ را نصب کنید.

توجه: طول سیم ها باید سخاوتمندانه نگه داشته شوند تا بعداً هنگام جمع آوری کیس کوتاه شوند ، هر گونه سیم باید حرارتی کوچک شود تا از شکستن کابل جلوگیری شود.

مرحله 3: یک منبع تغذیه اضافه کنید

ما از مبدل تقویت کننده ارزان DCDC در ebay استفاده می کنیم. این می تواند باتری 9 ولت را که در حال برنامه ریزی برای استفاده تا 22 ولت هستم تقویت کند. +/- 10V cct. دارای یک قابلمه تنظیم است که باید کمی دیرتر آن را اصلاح کنم.

یک قسمت از گیره PP3 را به کلید کشویی وصل کنید و پایانه بعدی را به ورودی DCDC وصل کنید. سیم دوم گیره PP3 را به پایانه باقی مانده مبدل DCDC وصل کنید. اکنون شما یک مبدل DCDC خواهید داشت که توسط کلید کشویی کنترل می شود. DCDC باید نسبتاً خوب علامت گذاری شود تا این مرحله آسان شود.

اکنون روی چند سیم خروجی به DCDC خود بچسبانید و طول آن را در این مرحله نسبتاً سخاوتمندانه نگه دارید.

از اسلحه چسب حرارتی برای نصب مبدل DCDC در محل خود استفاده کنید اما مطمئن شوید که قابلمه تنظیم ولتاژ خروجی قابل دسترسی است. حالا از باتری PP3 استفاده کنید و DCDC را طوری تنظیم کنید که خروجی 22 ولت باشد.

هشدار - حتی ولتاژهای پایین مانند 9V و 20V در صورت قرار گرفتن در معرض پوست مرطوب همچنان می تواند کشنده باشد ، لطفاً هنگام استفاده از این ابزار اقدامات احتیاطی لازم را انجام دهید. هر پایانه استفاده نشده باید در بلوک های ترمینال محکم شود تا از شوک تصادفی جلوگیری شود (به طور جدی!). هرگز از این ابزار در نزدیکی آب یا پوست مرطوب استفاده نکنید.

مرحله 4: زمان کمی لحیم کاری…

حالا شما می توانید این کار را روی نان برد انجام دهید یا PCB خود را مانند من انجام دهید. در هر صورت زمان مونتاژ قطعات است.

اگر نمی توانید تخته نان خود را انجام دهید ، تعداد محدودی از من برای فروش در تندی تهیه شده است.

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

اولین کاری که باید انجام دهید چاپ طرح بندی و شماتیک و حاشیه نویسی طرح به گونه ای است که نشان می دهد همه اجزا به کجا می روند. این بسیار ساده تر از استفاده از شماتیک است و منجر به خطاهای کمتری در مکان یابی می شود.

حالا اجزای خود را لحیم کنید ، سپس قطعات را با برش های جانبی برش دهید.

به هر حال ، اگر از نان برد استفاده می کنید ، به یک قاب بزرگتر از من احتیاج دارید.

مرحله 5: تست امتیازات

من از برخی کابل های جفت پیچ خورده استفاده کردم و برخی از سیم های کابل و فرول ها را برای محافظت از کابل ها قرار دادم و به من اطلاع دهید که کدام کابل ها هستند.

این به من 2 تست آزمایش می دهد که یکی برای ولتاژ و دیگری برای جریان است.

مرحله 6: تناسب نهایی

اکنون باید لحیم تمام سیم های باقی مانده را به PCB خود بچسبانم.

ارزش دارد که PCB را در این مرحله قرار دهید و مطمئن شوید که مناسب است یعنی هیچ برخوردی وجود ندارد. برخی قطعات بلند در PCB من و برخی اجزای بلند در مورد من (قابلمه ، DCDC) وجود دارد. قبل از اینکه چیزی را لحیم کنم باید مطمئن شوم که همه چیز مناسب است.

وقتی خوشحالم که با هم کار می کنند ، می توانم شروع به لحیم کاری و کوتاه کردن طول سیم های خود کنم. در PCB من از سوراخ های رفع فشار در نقاط ورود / خروج استفاده کردم.

وقتی می دانم که با هم پیش می رود ، زمان سفارش آن است…

توجه: در مورد LED و قابلمه مراقب باشید زیرا آنها باید به پایانه های صحیح لحیم شوند ، اگر گلدان در مسیر اشتباه باشد ، عملکرد آن برعکس می شود.

مرحله 7: راه اندازی…

بنابراین در طراحی من یک مرحله راه اندازی 8 مرحله ای وجود داشت.

بررسی کنید که مناسب است

آیا می توانم درب را ببندم؟

بررسی کنید چراغ LED هنگام روشن شدن PP3 روشن می شود

مرجع 5 ولت را بررسی کنید

مدار چاپی 5V را ولتاژ 5 ولت را کنترل کنید.

خروجی 10 ولت را بررسی کنید

10 ولت موجود در پین J2 را بررسی کنید

خروجی 20 ولت را بررسی کنید

20 ولت موجود در J2 پین 2 را بررسی کنید ، گلدان R12 را تا زمان تنظیم تنظیم کنید.

عملکرد +/- 10V را بررسی کنید

بین J1 و 2 باید با استفاده از گلدان +/- 10V تولید شود.

خروجی 20 میلی آمپر را بررسی کنید

با تنظیم قابلمه روی حداکثر ، خروجی J1 را 20 میلی آمپر بررسی کنید ، گلدان R3 را تا زمان تنظیم تنظیم کنید.

کیس را جمع کنید و دوباره آزمایش کنید

دوباره مونتاژ کرده و آخرین بررسی عملکرد را انجام دهید.