באוטומציה תעשייתית נעשה שימוש נרחב בחיישנים עם תפוקות זרם של 4 עד 20 mA. הראשון מערכים אלה מתאים לגבול התחתון של הטווח של הערך הנמדד, השני לעליון. אני אסביר עם דוגמא מופשטת: חיישן מסוים מודד את מספר החתולים במרתף בטווח שבין 0 ל 500 חתולים. א חתולים אפסיים תואמים 4 mA, חמש מאות חתולים - 20 mA. נניח שעכשיו יש 200 חתולים במרתף. אנו מחשבים את הזרם שהמכשיר צריך להנפיק בשורה: I = 4 + 200 ((20-4) / 500) = 10.4 mA. כעת נעבור לצד המכשיר הקולט ונחשב את מספר החתולים על סמך ערך נוכחי זה: N = (10.4-4) (500 / (20-4)) = 200 חתולים. אין דרישות המוטלות על דיוק ההתנגדות והעומס בקו במקלט: מייצב זרם ממוקם בחיישן, שבגללו נקבע המתח המופעל על הקו באופן אוטומטי בדיוק כפי שהוא נדרש להשיג זרם נתון. כמובן, "בייצור" יהיו מעלות משעממות או מגה-פסקול במקום חתולים. ואם הזרם יורד לאפס mA, זה ייחשב כנתק קו.
בעת התאמת המערכת, הכוללת חיישן ומקלט, יש צורך לאמת את נוכחות ותקינות התגובה של השנייה לשינוי בזרם בכל הטווח. לשם כך, במקום החיישן, כלול בקו רגולטור זרם מתכוונן, שערכו תלוי במיקום הידית של הנגד המשתנה. אחד המכשירים העוזרים הללו פותח על ידי Instructables תחת השם lawsonkeith. פונקציה נוספת תוצרת בית הוא יצירת מתח יציב מ- -10 ל- +10 V ומ- 0 ל- +20 V, וזה שימושי בעת הגדרת מעגלים על מגבר-על.
בעל מקור מתח יציב של 5 וולט ונגד משתנה עם מאפיין A, קל להשיג מתח שמשתנה בצורה חלקה מ -0 ל -5 V. ניתן ליישם מתח זה על מקור זרם מבוקר מתח (ITUN), שהמעגל שלו מוצג להלן. כאן R1 הוא הנגד שקובע את הגבול העליון של ויסות הזרם (5 V / 250 אוהם = 0.02 A), ו- RL הוא ההתנגדות הכוללת של הקו והעומס, כאשר הזרם אינו משתנה בגבולות מסוימים. המעגל מאפשר לדמות הן מצבי חירום (זרם מ- 0 ל- 4 mA) והן רגיל (זרם מ- 4 עד 20 mA).
נעבור לתרשים המכשירים השלם:
הוא מופעל על ידי מקור מתח חד קוטבי בין 20 ל 24 וולט (לא מוצג בתרשים). האשף בחר בממיר דחיפת דופק מוכן המופעל על ידי קרונה. יש לוח כוונון בלוח הממיר, אותו יש להגדיר בערך 22 V.יש לזכור כי עם לחות גבוהה אפילו מתח זה יכול להוות סכנה מסוימת.
מקור מתח ההפניה (ION) במכשיר הוא מייצב רגיל 7805. במתח המגבר הראשון של המכשיר, מתח זה, שווה ל- +5 V, מסופק תוך עקיפה של כל גופי כוונון. הוא מופעל באופן כפול מתח זה, וזו הסיבה שמוצא מתח יציב של +10 וולט ביחס לחוט המשותף.
כמו כן, מתח הדגם מופעל על נגד משתנה, שמגעו הניתן להזזתו, כאמור לעיל, ניתן להסיר מתח המשתנה בצורה חלקה מ- 0 ל- +5 V. הוא מסופק לכניסות המגבר השני והשלישי. הראשון מגביר אותו ארבע פעמים, ומאפשר לך להגיע מ -0 ל +20 וולט ביחס לחוט המשותף, או מ -10 ל +10 וולט ביחס לפלט של מגבר האתחול הראשון.
לבסוף, המגבר השלישי מופעל על ידי השיטה שתוארה לעיל, מה שהופך אותו למקור לזרם יציב מ- 0 ל 20 mA. המעגלים ברכב המגבר השני והשלישי מצוידים בנגדי כוונון המאפשרים בחירה מדויקת ביותר של גורמי רווח.
כדי להגדיל את האמינות, המכשיר מצויד בדיודות מגן ותרמוסטורים עם מקדם טמפרטורה חיובי.
הגוף נבחר על ידי המאסטר כסיים, כגון המונד 1593PBK. אבל תיבת צומת רגילה הרבה יותר זולה, ולא גרועה יותר בעוצמה. בלוח הקדמי, המאסטר מייצר חורים לד.ד.ד ונגד משתנה. החור בקוטר הקטן מיועד לתפס שמגן על דיור הנגד המשתנה מפני סיבוב.
על גבי חורים אלה מדביק המאסטר את הסולם, מיישר את העיגולים עליו עם החורים הקדוחים:
ואז הוא מציב נגן משתנה, מתג ומתג הפעלה:
הלוח הקדמי של המכשיר מוכן:
האשף מוסיף ממיר דחיפה למכשיר:
והיא מתאימה אותו למתח בסדר גודל של 22 וולט (כאן לא נדרש דיוק גבוה מאוד):
לוקח את השבב LM324 המכיל ארבעה מגברי מגבר (אחד מהם יישאר במצב סרק), האשף מרכיב את המעגל על גבי מעגל מודפס, אך גם מכשיר אופני מתאים הוא:
עושה בדיקות:
מציב את הלוח בתיק ומחבר אותו לממיר דחיפה, לד, לנגד משתנה ולבדיקות:
לבסוף, האשף מתחיל לבדוק את המכשיר:
יש לבדוק:
- מתח +5 וולט בין פלט המייצב 7805 לחוט המשותף
- מתח +10 וולט בין יציאת המגבר הראשון לחוט המשותף
- מתח שמשתנה בצורה חלקה מ -0 ל -20 וולט בין הפלט של המגבר השני לחוט המשותף
- מתח, המשתנה בצורה חלקה מ- -10 ל- +10 V, בין תפוקות המגבר השני והראשון
- זרם, משתנה בצורה חלקה מ -0 ל -20 mA, בפלט של מקור זרם שנאסף במאוורר המגבר השלישי.
בעת השימוש בתכנון ניתן לשלוט בנוסף על המתח או הזרם באותו מודד. כשמדדים את המתח שנוצר על ידי המכשיר, הוא מועבר למצב וולט מד ומחובר במקביל לפלט. בעת מדידת הזרם שנוצר - עבור למצב מילי-מטר והפעל את המעגל בסדרה. שינוי זרם או מתח בצורה חלקה, תלוי למי מתוכנן המכשיר המקבל, התבונן בתגובתו למתרחש. במקרה זה, אי אפשר למנוע יצירת מצבים מסוכנים על ידי מפעילים הנשלטים על ידי המכשיר הקולט.