Voltan Genggam dan Sumber Semasa 4-20mA: 7 Langkah

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2025-01-23 15:00

Ini dapat diperincikan bagaimana membuat penjana isyarat 0-20mA +/- 10V menggunakan opamp LM324 yang murah. Jenis penjana isyarat ini berguna dalam industri untuk menguji input sensor atau mendorong penguat industri.

Walaupun boleh membelinya, ia sering kali mahal dan jika rosak boleh sukar dibaiki. Menggunakan komponen mudah membolehkan anda membuat litar yang boleh diperbaiki sekiranya ia pecah dengan sebahagian kecil daripada kos!

Kit ini boleh didapati di kedai Tindie saya atau anda boleh membuatnya sendiri!

Langkah 1: Teori Sedikit…

Skema di atas memperincikan voltan ke penukar semasa. Oleh kerana voltan pada input opamps sama ketika terminal positif adalah 5V maka terminal negatif juga harus sama.

Satu-satunya tempat untuk ini adalah output op amps oleh itu op amp sumber arus cukup untuk memastikan terminal negatif berada pada 5V. Sekiranya V (R1) = 5V maka I (R1) = 5/250 = 20mA dan kerana RL membentuk cct siri (tidak ada arus ke terminal (-)) dengan ini ia juga mesti mempunyai 20mA yang mengalir melaluinya.

Oleh itu, kita boleh membina litar yang menukar voltan menjadi arus.

Melihat lembaran data untuk LM324 kita dapat melihat bahawa ia mampu memandu 30mA dan oleh itu dapat digunakan sebagai asas sumber arus sederhana kita tanpa transistor pemacu tambahan.

Selain itu kami mahukan output 0-10V atau +/- 10V. Ini dapat dicapai dengan mudah dengan menguatkan isyarat 0-5V yang telah kita hasilkan 0-20mA cct dengan faktor 2 untuk menghasilkan isyarat output 0-10V.

Untuk menghasilkan isyarat +/- 10V kita dapat menipu sedikit dan mengubah litar penguat kita untuk menguat dengan faktor 4 untuk memberikan output 0-20V. Penguat ketiga kemudian dapat menghasilkan isyarat 10V statik yang apabila digunakan sebagai rujukan kepada isyarat 0-20V memberikan julat voltan +/- 10V.

Saya telah memberikan skema bagaimana merealisasikannya. Tambang saya mempunyai dioda perlindungan yang mungkin atau tidak diperlukan bergantung pada aplikasi anda serta beberapa pasu untuk memangkas hasil.

Langkah 2: Mari Mulakan Dengan Kes

Dengan adanya teori, kita dapat mengembangkan kes untuk projek kita. Saya telah menggunakan hammond 1593PBK. Sekiranya anda menggunakan PCB anda sendiri, anda mungkin ingin memilih casing yang lebih besar.

Saya telah memutuskan untuk menambah LED dan panci jarak jauh, saya juga ingin slaid beralih di sebelah serta 2 set kabel untuk 0-20mA dan +/- 10V.

Saya telah membuat penutup pelekat menggunakan pelekat vinil untuk membantu dengan petunjuk jarak.

Menggunakan pukulan tengah dan penutup menandakan lubang dan kemudian lubang lubang:

• Periuk 7mm
• LED 6.5mm
• Kabel masuk 5mm
• Lubang untuk suis 2mm

Gergaji besi dan fail dapat digunakan untuk memotong lubang pembuka untuk slaid suis.

Setelah selesai gunakan pelekat penutup dan pasang LED, periuk dan suis.

CATATAN - panjang wayar harus dijaga dengan baik sehingga mereka dapat dipangkas di kemudian hari semasa kita memasang casing, wayar mana pun harus disusut panas untuk mengelakkan kerosakan kabel.

Langkah 3: Tambahkan Bekalan Kuasa

Kami menggunakan penukar DCDC rangsangan murah dari ebay. Ini dapat menguatkan bateri 9V yang saya rancangkan untuk menggunakan hingga 22V yang saya perlukan untuk merealisasikan +/- 10V cct. Ia mempunyai pot penyesuaian yang perlu saya potong sedikit kemudian.

Pasang satu bahagian klip PP3 ke suis slaid dan pasangkan terminal seterusnya ke input DCDC. Kawat wayar ke-2 klip PP3 ke terminal baki penukar DCDC. Anda sekarang akan mempunyai penukar DCDC yang dikendalikan oleh suis slaid. DCDC harus ditandai dengan baik untuk memudahkan langkah ini.

Sekarang pasangkan beberapa wayar output ke DCDC anda agar panjangnya cukup murah pada tahap ini.

Gunakan pistol lem panas untuk memasang penukar DCDC di tempatnya tetapi pastikan periuk penyesuaian output voltan dapat diakses. Sekarang gunakan bateri PP3 dan sesuaikan DCDC untuk memberikan output 22V.

PERINGATAN - Walaupun voltan rendah seperti 9V dan 20V masih boleh membawa maut sekiranya terkena kulit basah, harap berhati-hati semasa menggunakan alat ini. Sebarang terminal yang tidak digunakan harus dilekatkan di blok terminal untuk mengelakkan kejutan secara tidak sengaja (serius!). Jangan sekali-kali menggunakan alat ini berhampiran air atau kulit basah.

Langkah 4: Masa untuk Memateri …

Sekarang anda boleh melakukan ini di papan roti atau membuat PCB sendiri seperti saya. Sama ada waktunya untuk memasang komponen.

Sekiranya anda tidak dapat membuat papan roti anda sendiri, saya mempunyai kuantiti saya yang terhad untuk dijual di tindie.

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

Perkara pertama yang perlu dilakukan ialah mencetak susun atur dan skema serta memberi penjelasan susun atur sehingga menunjukkan ke mana semua komponen pergi. Ini jauh lebih mudah daripada menggunakan skema dan akan mengakibatkan lebih sedikit kesalahan penempatan.

Sekarang pasangkan komponen anda, potong komponen dengan pemotong sisi selepas itu.

Omong-omong, jika anda menggunakan papan roti, anda memerlukan casing yang lebih besar daripada saya.

Langkah 5: Uji petunjuk

Saya menggunakan beberapa kabel pasangan berpintal dan meletakkan beberapa iden dan ferrules kabel untuk melindungi kabel dan memberitahu saya kabel mana.

Ini akan memberi saya 2 petunjuk ujian satu untuk voltan dan satu untuk arus.

Langkah 6: Kesesuaian Akhir

Saya sekarang perlu mula memasangkan semua kabel yang tinggal ke PCB saya.

Perlu meletakkan PCB pada ketika ini dan memastikannya sesuai, tidak ada pertembungan. Terdapat beberapa komponen tinggi pada PCB saya dan beberapa komponen tinggi pada casing saya (periuk, DCDC). Saya perlu memastikan semuanya akan sesuai sebelum saya menyelesaikan sesuatu.

Setelah saya gembira, saya boleh mula memateri dan memotong panjang wayar saya agar sesuai. Pada PCB saya menggunakan lubang pelepas regangan di pintu masuk / keluar.

Setelah saya tahu ia akan berjalan bersama, sudah tiba masanya untuk menugaskannya…

CATATAN - Berhati-hati dengan LED dan periuk kerana mereka perlu disolder ke terminal yang betul, jika periuk adalah cara yang salah, tindakannya akan terbalik.

Langkah 7: Melaksanakan…

Oleh itu, pada rekaan saya terdapat proses pentauliahan 8 langkah.

Periksa ia sesuai

Bolehkah saya tutup penutup

Periksa LEDCheck LED menyala ketika dimatikan PP3

Semak rujukan 5V

Power up PCB periksa cct rujukan 5V memberikan 5V.

Periksa output 10V

Periksa hadiah 10V pada pin J2 1

Periksa output 20V

Periksa 20V pada J2 pin 2, sesuaikan pot R12 hingga sekarang.

Periksa operasi +/- 10V

Di antara J1 dan 2 boleh menghasilkan +/- 10V menggunakan periuk.

Periksa output 20mA

Dengan periuk yang ditetapkan ke maksimum, periksa output J1 adalah 20mA, sesuaikan pot R3 hingga sekarang.

Pasang kes itu dan uji lagi

Pasang semula dan lakukan pemeriksaan fungsi akhir.