El Voltajı ve Akım Kaynağı 4-20mA: 7 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bu talimat, ucuz bir LM324 opamp kullanarak bir 0-20mA +/-10V sinyal üretecinin nasıl yapıldığını ayrıntılarıyla anlatır. Bu tip sinyal üreteçleri, endüstride sensör girişlerini test etmek veya endüstriyel amplifikatörleri çalıştırmak için kullanışlıdır.

Bunları satın almak mümkün olsa da genellikle pahalıdırlar ve kırılırlarsa tamiri zor olabilir. Basit bileşenleri kullanmak, maliyetinin çok altında bir şekilde bozulursa onarılabilecek bir devre oluşturmanıza olanak tanır!

Kit, Tindie mağazamda mevcuttur veya kendiniz de yapabilirsiniz!

Adım 1: Küçük Bir Teori…

Yukarıdaki şematik, bir voltajdan akıma dönüştürücünün ayrıntılarını verir. Bir opamp girişindeki voltajlar, pozitif terminal 5V olduğunda eşit olduğundan, negatif terminal de aynı şekilde olmalıdır.

Bunun gelebileceği tek yer op amp çıkışıdır, bu nedenle op amp, negatif terminalin 5V'da olmasını sağlamak için yeterli akım sağlar. Eğer V(R1) = 5V ise, o zaman I(R1) = 5/250 = 20mA ve RL bir seri cct oluşturduğundan ((-) terminaline akım akmıyor) bununla birlikte içinden 20mA akan olması gerekir.

Bu nedenle gerilimi akıma çeviren bir devre kurabiliriz.

LM324'ün veri sayfasına baktığımızda, 30mA sürebildiğini ve bu nedenle ek bir sürücü transistörü olmadan basit akım kaynağımızın temeli olarak kullanılabileceğini görebiliriz.

Buna ek olarak 0-10V veya +/-10V çıkış istiyoruz. Bu, 0-10V çıkış sinyali üretmek için 0-20mA cct'den elde ettiğimiz 0-5V sinyalini 2 kat yükselterek kolayca elde edilebilir.

+/-10V sinyali üretmek için biraz hile yapabilir ve amplifikatör devremizi 0-20V çıkış verecek şekilde 4 faktörle yükseltmek için değiştirebiliriz. Üçüncü bir amplifikatör daha sonra 0-20V sinyaline referans olarak kullanıldığında +/-10V voltaj aralığı veren statik bir 10V sinyali üretebilir.

Bunun nasıl gerçekleştirileceğine dair bir şematik sağladım. Madende, uygulamanıza bağlı olarak gerekli olabilecek veya gerekmeyebilecek koruma diyotlarının yanı sıra çıkışları kırpmak için birkaç tencere var.

2. Adım: Bir Vaka İle Başlayalım

Teorinin dışında projemiz için bir vaka geliştirebiliriz. Hammond 1593PBK kullandım. Kendi PCB'nizi yapıyorsanız, daha büyük bir kasa seçmek isteyebilirsiniz.

Bir LED ve bir aralık potu eklemeye karar verdim, ayrıca 0-20mA ve +/-10V için 2 set kablonun yanı sıra yanda bir sürgülü anahtar istiyorum.

Menzil göstergesine yardımcı olması için vinil yapışkan kullanarak yapışkan bir kapak oluşturdum.

Bir merkez zımba ve kapak kullanarak delikleri işaretleyin ve ardından delikleri açın:

• Tencere 7mm
• LED 6.5mm
• Kablo girişi 5mm
• Anahtar için delikler 2mm

Sürgülü anahtarın açılış deliğini kesmek için bir demir testeresi ve eğe kullanılabilir.

Tamamlandığında, kapak etiketini uygulayın ve LED'i, tencereyi ve anahtarı monte edin.

NOT - kablo uzunlukları, daha sonra kasayı monte ettiğimizde kesilebilmeleri için cömert tutulacak, kablo kırılmasını önlemek için herhangi bir kablo ısıyla büzülmelidir.

3. Adım: Bir Güç Kaynağı Ekleyin

Ebay'den ucuz bir DCDC dönüştürücü kullanıyoruz. Bu, 22V'a kadar kullanmayı planladığım 9V pili güçlendirebilir +/-10V cct'yi gerçekleştirmem gerekiyor. Ayar kabı var, biraz sonra düzeltmem gerekecek.

PP3 klipsinin bir parçasını sürgülü anahtara takın ve sonraki terminali DCDC girişine bağlayın. PP3 klipsinin 2. kablosunu DCDC dönüştürücünün kalan terminaline bağlayın. Artık sürgülü anahtarla kontrol edilen bir DCDC dönüştürücünüz olacak. DCDC, bu adımı kolaylaştırmak için oldukça iyi işaretlenmiş olmalıdır.

Şimdi, bu aşamada uzunluğu oldukça cömert tutarak DCDC'nize birkaç çıkış kablosu lehimleyin.

DCDC dönüştürücüyü yerine monte etmek için bir sıcak tutkal tabancası kullanın, ancak voltaj çıkış ayar kabının erişilebilir olduğundan emin olun. Şimdi bir PP3 pil kullanın ve DCDC'yi 22V çıkış verecek şekilde ayarlayın.

UYARI - 9V ve 20V gibi düşük voltajlar bile ıslak cilde maruz kaldıklarında ölümcül olabilir, lütfen bu aleti kullanırken yeterli önlemleri alın. Kullanılmayan tüm terminaller, kazara şoku önlemek için terminal bloklarında sabitlenmelidir (ciddi!). Bu aleti asla su veya ıslak cilt yakınında kullanmayın.

Adım 4: Biraz Lehimleme Zamanı…

Şimdi bunu breadboard üzerinde yapabilir veya benim gibi kendi PCB'nizi yapabilirsiniz. Her iki durumda da bileşenleri bir araya getirme zamanı.

Kendi breadboard'unuzu yapmakla yüzleşemiyorsanız, Tindie'de satılık sınırlı sayıda benimki var.

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

Yapılacak ilk şey, yerleşim düzenini ve şematik çıktıyı almak ve tüm bileşenlerin nereye gittiğini gösterecek şekilde yerleşime açıklama eklemektir. Bu, şemayı kullanmaktan çok daha kolaydır ve daha az yerleştirme hatasıyla sonuçlanacaktır.

Şimdi bileşenlerinizi lehimleyin, ardından bileşenleri yan kesicilerle düzeltin.

Bu arada breadboard kullanıyorsanız benden daha büyük bir kasaya ihtiyacınız olacak.

Adım 5: Test Uçları

Bazı bükümlü çift kablo kullandım ve kabloları korumak ve hangi kabloların hangisi olduğunu bana bildirmek için bazı kablo kimlikleri ve yüksükler koydum.

Bu bana biri voltaj, diğeri akım için 2 test ucu verecek.

6. Adım: Son Uyum

Şimdi kalan tüm kabloları PCB'me lehimlemeye başlamam gerekiyor.

Bu noktada PCB'yi yerleştirmeye ve sığacağından emin olmaya değer, yani çakışma yok. PCB'mde bazı uzun bileşenler ve kasamda bazı uzun bileşenler var (pot, DCDC). Herhangi bir şeyi lehimlemeden önce hepsinin sığacağından emin olmam gerekiyor.

Bir kez birlikte gittiğine memnun olduğumda, lehimlemeye ve tel uzunluklarımı uygun şekilde düzeltmeye başlayabilirim. PCB'mde giriş / çıkış noktalarında gerilim azaltma delikleri kullandım.

Bir araya geleceğini bildiğimde, devreye alma zamanı…

NOT - LED'e ve pota doğru terminallere lehimlenmeleri gerektiğinden dikkatli olun, pot yanlış yönde ise hareketi tersine çevrilir.

Adım 7: Devreye alma…

Yani tasarımımda 8 adımlık bir devreye alma süreci vardı.

uygun olup olmadığını kontrol edin

kapağı kapatabilir miyim

Check LEDCheck LED'i, PP3 kapatıldığında yanar

5V referansını kontrol edin

Güçlendirme PCB'sini kontrol edin, 5V referans cct'nin 5V verdiğini kontrol edin.

10V çıkışını kontrol edin

J2 pin 1'de mevcut 10V'u kontrol edin

20V çıkışını kontrol edin

J2 pin 2'de mevcut 20V'yi kontrol edin, pot R12'yi olana kadar ayarlayın.

+/-10V çalışmasını kontrol edin

J1 ve 2 arasında pot kullanarak +/-10V üretmek mümkün olmalıdır.

20mA çıkışını kontrol edin

Pot maksimuma ayarlıyken, J1 çıkışının 20mA olduğunu kontrol edin, pot R3'ü olana kadar ayarlayın.

Kasayı birleştirin ve tekrar test edin

Yeniden monte edin ve son bir işlev kontrolü yapın.