Käsijännite ja virtalähde 4-20mA: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Tässä ohjeessa kerrotaan, miten voit tehdä 0-20mA +/- 10V signaaligeneraattorin käyttämällä halpaa LM324-opampia. Tämäntyyppiset signaaligeneraattorit ovat hyödyllisiä teollisuudessa anturitulojen testaamiseen tai teollisuusvahvistimien käyttämiseen.

Vaikka niitä on mahdollista ostaa, ne ovat usein kalliita ja rikkoutuneita voi olla vaikea korjata. Yksinkertaisten komponenttien avulla voit luoda piirin, joka on korjattavissa, jos se katkeaa murto -osalla kustannuksista!

Paketti on saatavana Tindie -myymälästäni tai voit tehdä sen itse!

Vaihe 1: Pieni teoria…

Yllä oleva kaavio kuvaa jännite -virtamuunninta. Koska jännitteet opamp -tulossa ovat yhtä suuret, kun positiivinen napa on 5 V, negatiivisen navan on oltava samoin.

Ainoa paikka, josta tämä tulee, on op -vahvistimien lähtö, joten op -vahvistin tuottaa riittävästi virtaa varmistaakseen, että negatiivinen napa on 5 V. Jos V (R1) = 5V, niin I (R1) = 5/250 = 20mA ja koska RL muodostaa sarjan cct (ei virtaa (-)-liittimeen), sen on myös virtaava 20mA sen läpi.

Voimme siis rakentaa piirin, joka muuntaa jännitteen virraksi.

Tarkasteltaessa LM324: n tietolomaketta voimme nähdä, että se pystyy käyttämään 30 mA: n virtaa ja sitä voidaan siksi käyttää yksinkertaisen virtalähteemme perustana ilman ylimääräistä käyttötransistoria.

Tämän lisäksi haluamme 0-10V tai +/- 10V ulostulon. Tämä voidaan saavuttaa helposti vahvistamalla 0–5 V: n signaali, jonka olimme muodostaneet 0–20 mA cct, kertoimella 2 0–10 V: n lähtösignaalin tuottamiseksi.

+/- 10V-signaalin luomiseksi voimme huijata hieman ja muokata vahvistinpiiriämme vahvistamaan kertoimella 4, jolloin saadaan 0-20V lähtö. Kolmas vahvistin voi sitten generoida staattisen 10 V: n signaalin, jota käytettäessä viitteenä 0-20 V: n signaalille annetaan jännitealue +/- 10 V.

Olen antanut kaavion, miten tämä toteutetaan. Minulla on suojadiodit, joilla voi olla tai ei ole tarpeen sovelluksestasi riippuen, sekä pari ruukkua tulostusten leikkaamiseen.

Vaihe 2: Aloitetaan kotelolla

Teorian avulla voimme kehittää tapauksen projektillemme. Olen käyttänyt hammondia 1593PBK. Jos teet oman piirilevyn, saatat haluta valita suuremman kotelon.

Olen päättänyt lisätä LED-valon ja kantopotin, haluaisin myös liukukytkimen sivulle ja 2 sarjaa kaapeleita 0-20mA ja +/- 10V.

Olen luonut liimakannen käyttämällä vinyyliliimaa, joka auttaa etäisyyden osoittamisessa.

Merkitse reiät keskilävistimellä ja kannella ja poraa reiät ulos:

• Ruukku 7 mm
• LED 6,5 mm
• Kaapelin läpivienti 5 mm
• Kytkimen reiät 2 mm

Rautasahalla ja viilalla voidaan leikata liukukytkimen aukko.

Kun olet valmis, kiinnitä kansitarra ja kiinnitä LED, kattila ja kytkin.

HUOMAUTUS - johtojen pituudet on säilytettävä reilusti, jotta ne voidaan leikata myöhemmin, kun kokoamme kotelon, kaikki johdot on kutistettava, jotta kaapeli ei rikkoudu.

Vaihe 3: Lisää virtalähde

Käytämme halpaa tehostusta DCDC -muunninta ebaystä. Tämä voi vahvistaa 9 V: n akkua, jota aion käyttää, jopa 22 V: iin asti, jotta minun on ymmärrettävä +/- 10 V cct. Siinä on säätöastia, joka täytyy leikata hieman myöhemmin.

Kiinnitä yksi osa PP3 -pidikkeestä liukukytkimeen ja kytke seuraava liitin DCDC -tuloon. Kytke PP3 -pidikkeen toinen johto DCDC -muuntimen jäljellä olevaan liittimeen. Sinulla on nyt DCDC -muunnin, jota ohjataan liukukytkimellä. DCDC on merkittävä melko hyvin, jotta tämä vaihe on helppo tehdä.

Juottaa nyt pari lähtöjohtoa DCDC: hen pitämällä pituus melko antelias tässä vaiheessa.

Kiinnitä DCDC -muunnin paikalleen kuumaliimapistoolilla, mutta varmista, että ulostulon säätöastia on käytettävissä. Käytä nyt PP3 -akkua ja säädä DCDC antamaan 22 V: n lähtö.

VAROITUS - Jopa pienet jännitteet, kuten 9 V ja 20 V, voivat silti olla hengenvaarallisia, jos ne altistuvat märälle iholle. Kaikki käyttämättömät liittimet on kiinnitettävä liittimiin tahattoman iskun estämiseksi (vakavasti!). Älä koskaan käytä tätä laitetta veden tai märän ihon lähellä.

Vaihe 4: Aika juottaa…

Nyt voit joko tehdä tämän leipälaudalla tai tehdä oman piirilevyn kuten minä. Joka tapauksessa on aika koota komponentit.

Jos et pysty kohtaamaan oman leipälautasi tekemistä, minulla on rajoitettu määrä kaivostani myynnissä tindie -muodossa.

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

Ensimmäinen asia, joka on tehtävä, on tulostaa asettelu ja kaavio ja merkitä asettelu siten, että kaikki komponentit menevät. Tämä on paljon helpompaa kuin kaavion käyttäminen ja johtaa vähemmän sijoitusvirheisiin.

Juottele nyt komponentit, leikkaa komponentit sivuleikkureilla myöhemmin.

Muuten, jos käytät leipälautaa, tarvitset suuremman kotelon kuin minä.

Vaihe 5: Testaa johdot

Käytin kierrettyä parikaapelia ja laitoin joitakin kaapelin tunnisteita ja holkkeja suojaamaan kaapeleita ja kertomaan minulle, mitkä kaapelit ovat.

Tämä antaa minulle kaksi mittausjohtoa, yksi jännitteelle ja toinen virralle.

Vaihe 6: Lopullinen sovitus

Minun täytyy nyt alkaa juottaa kaikki jäljellä olevat johdot piirilevylleni.

Kannattaa asettaa piirilevy tässä vaiheessa ja varmistaa, että se sopii, ts. Ei ole ristiriitoja. Piirilevyssäni on joitain korkeita komponentteja ja kotelossani joitain korkeita komponentteja (potti, DCDC). Minun on varmistettava, että kaikki mahtuu ennen kuin juotan mitään.

Kun olen onnellinen, että se menee yhteen, voin alkaa juottaa ja leikata langanpituuteni sopivaksi. Piirilevyssä käytin vedonpoistoreikiä tulo- / poistumispisteissä.

Kun tiedän, että se menee yhteen, on aika tilata se…

HUOMAUTUS - Ole varovainen LED -valon ja kattilan kanssa, koska ne on juotettava oikeisiin liittimiin, jos kattila on väärin päin, sen toiminta kääntyy.

Vaihe 7: Käyttöönotto…

Joten suunnittelussani oli 8 -vaiheinen käyttöönottoprosessi.

Tarkista, että se sopii

Voinko sulkea kannen

Tarkista LED Tarkista, että LED palaa, kun virta on kytketty pois päältä PP3

Tarkista 5V: n viite

Käynnistä piirilevy ja tarkista, että 5 V: n viitecct antaa 5 V.

Tarkista 10V lähtö

Tarkista 10 voltin jännite J2 -nastasta 1

Tarkista 20V lähtö

Tarkista 20 V: n jännite J2 -nastassa 2, säädä kattila R12, kunnes se on.

Tarkista +/- 10V toiminta

J1: n ja 2: n välillä pitäisi olla mahdollista tuottaa +/- 10 V potin avulla.

Tarkista 20 mA: n lähtö

Kun kattila on asetettu maksimiin, tarkista, että J1 -lähtö on 20 mA, säädä potti R3, kunnes se on.

Kokoa kotelo ja testaa uudelleen

Kokoa uudelleen ja tarkista viimeinen toiminta.