في الأتمتة الصناعية ، يتم استخدام أجهزة الاستشعار ذات المخرجات الحالية من 4 إلى 20 مللي أمبير على نطاق واسع. تتوافق أول هذه القيم مع الحد الأدنى لنطاق القيمة المقاسة ، والثاني إلى الأعلى. دعني أشرح بمثال تجريدي: جهاز استشعار معين يقيس عدد القطط في الطابق السفلي في النطاق من 0 إلى 500 قطط. القطط صفر تتوافق مع 4 مللي أمبير ، وخمسمائة قطط - 20 مللي أمبير. لنفترض أن هناك 200 قطط في القبو. نحسب التيار الذي يجب أن يصدره الجهاز في السطر: I = 4 + 200 ((20-4) / 500) = 10.4 مللي أمبير. سننقل الآن إلى جانب جهاز الاستقبال ونحسب عدد القطط بناءً على هذه القيمة الحالية: N = (10.4-4) (500 / (20-4)) = 200 قطط. لا يتم فرض متطلبات على دقة مقاومة الخط والحمل في جهاز الاستقبال: يوجد مثبت تيار في المستشعر ، ونتيجة لذلك سيتم ضبط الجهد المطبق على الخط تلقائيًا تمامًا كما هو مطلوب للحصول على تيار معين. بالطبع ، "في الإنتاج" سيكون هناك درجات مملة أو ميجاباسكال بدلاً من القطط. وإذا انخفض التيار إلى صفر مللي أمبير ، فسيتم اعتبار هذا فاصل أسطر.
عند ضبط النظام ، والذي يتضمن مستشعر وجهاز استقبال ، من الضروري التحقق من وجود وصحة الاستجابة الثانية لتغيير التيار في النطاق بأكمله. للقيام بذلك ، بدلاً من المستشعر ، يتم تضمين منظم تيار قابل للتعديل في الخط ، وتعتمد قيمته على موضع مقبض المقاوم المتغير. تم تطوير أحد هذه الأجهزة المساعدة بواسطة Instructables تحت اسم lawsonkeith. وظيفة إضافية محلية الصنع هو توليد جهد ثابت من -10 إلى +10 فولت ومن 0 إلى +20 فولت ، وهو أمر مفيد عند إعداد الدوائر على مضخم صوتي.
من خلال وجود مصدر جهد ثابت يبلغ 5 فولت ومقاوم متغير مع الخاصية A ، فمن السهل الحصول على جهد يختلف بسلاسة من 0 إلى 5 V. يمكن تطبيق هذا الجهد على مصدر تيار يتم التحكم فيه بالجهد (IITS) ، والذي يظهر دائرته أدناه. هنا R1 هو المقاوم الذي يحدد الحد الأعلى للتنظيم الحالي (5 V / 250 أوم = 0.02 A) ، و RL هو المقاومة الإجمالية للخط والحمل ، عندما لا يتغير التيار ضمن حدود معينة. تسمح لك الدائرة بمحاكاة كل من حالات الطوارئ (الحالية من 0 إلى 4 مللي أمبير) والحالات العادية (الحالية من 4 إلى 20 مللي أمبير).
دعنا ننتقل إلى الرسم البياني الكامل للجهاز:
يتم تشغيله بواسطة مصدر جهد أحادي القطب من 20 إلى 24 فولت (غير موضح في الرسم التخطيطي). اختار المعالج محول تعزيز نبض جاهز مدعوم من Krona. تحتوي لوحة المحول على مقاومة ضبط ، والتي يجب ضبطها على حوالي 22 فولت.يجب أن يوضع في الاعتبار أنه مع الرطوبة العالية ، حتى هذا الجهد يمكن أن يشكل خطرًا معينًا.
مصدر الجهد المرجعي (ION) في الجهاز هو مثبت عادي 7805. في أول مضخم للجهاز ، يتم توفير هذا الجهد ، يساوي +5 فولت ، متجاوزًا أي عناصر ضبط. يتم تشغيله بطريقة لمضاعفة هذا الجهد ، وهذا هو السبب في أن الجهد المستقر +10 فولت بالنسبة للسلك المشترك يظهر عند خرجه.
أيضًا ، يتم تطبيق جهد النموذج على مقاوم متغير ، من جهة الاتصال المنقولة ، كما هو مذكور أعلاه ، من الممكن إزالة الجهد الذي يتغير بسلاسة من 0 إلى +5 فولت. يقوم الأول بتضخيمه أربع مرات ، مما يسمح لك بالحصول على من 0 إلى +20 فولت بالنسبة إلى السلك المشترك ، أو من -10 إلى +10 فولت بالنسبة إلى خرج مضخم الصوت الأول.
وأخيرًا ، يتم تشغيل مضخم الصوت الثالث بالطريقة الموضحة أعلاه ، مما يجعله مصدرًا للتيار المستقر من 0 إلى 20 مللي أمبير. تم تجهيز الدوائر الموجودة في مضخمات التشغيل الثانية والثالثة بمقاومات ضبط ، والتي تسمح بالاختيار الأكثر دقة لعوامل الكسب.
لزيادة الموثوقية ، تم تجهيز الجهاز بثنائيات واقية ومقاومات حرارية مع معامل درجة حرارة موجب.
يتم اختيار الجسم من قبل السيد عند الانتهاء ، مثل Hammond 1593PBK. لكن صندوق التوصيل العادي أرخص بكثير ، وليس أسوأ في قوته. في اللوحة الأمامية ، يصنع السيد الرئيسي ثقوبًا لمصباح LED ومقاومًا متغيرًا. الفتحة ذات القطر الصغير مخصصة للمزلاج الذي يحمي غلاف المقاوم المتغير من الدوران.
على رأس هذه الثقوب ، يقوم المعلم بلصق المقياس ، محاذاة الدوائر عليه مع الثقوب المحفورة:
ثم يضع مقاومًا متغيرًا ومصباح LED ومفتاح طاقة:
اللوحة الأمامية للجهاز جاهزة:
يضيف المعالج محول تعزيز للجهاز:
ويضبطه بجهد بترتيب 22 فولت (الدقة العالية جدًا غير مطلوبة هنا):
بعد أخذ الدائرة المصغرة LM324 التي تحتوي على ما يصل إلى أربعة مضخمات تشغيلية (سيبقى أحدها خاملاً) ، يقوم المعلم بتجميع الدائرة على لوحة دوائر مطبوعة ، ولكن نموذجًا مناسبًا أيضًا:
يجعل تحقيقات:
يضع اللوحة في العلبة ويربطها بمحول التعزيز ، LED ، المقاوم المتغير والمسبار:
أخيرًا ، يبدأ المعالج في اختبار الجهاز:
الفحص ضروري:
- الجهد +5 فولت بين خرج الموازن 7805 والسلك المشترك
- الجهد +10 فولت بين خرج أول أمبير تشغيلي والسلك المشترك
- الجهد ، يتغير بسلاسة من 0 إلى 20 فولت ، بين خرج أمبير المرجع الثاني والسلك المشترك
- الجهد ، يتغير بسلاسة من -10 إلى +10 فولت ، بين مخرجات مكبر الصوت الثاني والأول
- تيار ، يتغير بسلاسة من 0 إلى 20 مللي أمبير ، عند خرج مصدر تيار تم جمعه في أمبير المرجع الثالث.
عند استخدام التصميم ، يمكنك أيضًا التحكم في الجهد أو التيار باستخدام المتر المتعدد نفسه. عند قياس الجهد الناتج عن الجهاز ، يتم تحويله إلى وضع الفولتميتر ويتم توصيله بالتوازي مع الإخراج. عند قياس التيار المولد - انتقل إلى وضع الملليمتر وقم بتشغيل الدائرة على التوالي. تغيير التيار أو الجهد بسلاسة ، اعتمادًا على ما تم تصميمه لجهاز الاستقبال ، ومراقبة رد فعله على ما يحدث. في هذه الحالة ، من المستحيل منع إنشاء حالات خطيرة من قبل المحركات التي يسيطر عليها جهاز الاستقبال.