Virtasilmukka

Nykyinen Loop - on kaksijohtiminen tiedonsiirron käyttöliittymä, jossa data sijoitetaan nykyisen arvon.

kiitos

Suurkiitos Michael Hooke mielenkiintoisia kirjoja. Kun kirjoittaja alkaa tutkimus nykyaikaisen elektroniikan kanssa tietosanakirja ja julkaisut tämän merkittävän miehen. Ilman Internet oppikirjat täytyi kärsivällisesti kääntää sivuja kätensä ja hiiri juoksi pääasiassa osakenttään.

Murata yritys jatkuvasti tarjoaa lukijoille tuoretta tietoa, joten nyt tiedotetaan uutisia ja lukijoita. Kyseiset tuotteet ovat jo mainittu osiossa ruoko anturit. Puhumme uusimman kehityksen - redrock.

Tarve silmukan

4-20 mA: n virtasilmukka pidetään yhteisen protokollan lähettämisen anturin tietoja. Teollisuus on usein tarpeen mitata fysikaalisia parametreja, esimerkiksi:

• paine;
• lämpötila;
• Nestevirta.

Tarvetta ilmenee jatkuvasti, kun lähetettävän tiedon matkoilla satojen metrien tai enemmän. Virtasilmukka pidetään hidas digitaalinen liitäntä, ja tämä johtuu siitä, että maksu kapasiteetin kaapelin lähteestä (joka ilmenee yhä useammin), analoginen tai digitaalisten laitteiden varsin mahdollisuuksia puuttuvat. Lähettimet toimitetaan paristojen 12 (harvoin) tai 24 (useimmat). Jälkimmäinen mahdollistaa edelleen lähettää informaatiota mielekkäällä parametri tulee jännitteen asemesta virralla. Pidempi rivi, sitä suurempi jännitehäviö.

In This harhaanjohtava teknisiä ratkaisuja on pari haittoja. Ensinnäkin on välttämätöntä käyttää suojattua lanka, ja toiseksi, etäisyys kasvaa johtaa jyrkkään laskuun tehokkuutta. Tyypillinen virtasilmukka koostuu neljästä osasta:

1. Virtalähde. Mielivaltaisessa paikassa.
2. Tai monitorilla.
3. Lähetin (anturi).
4. jännite-muunnin virta.

Anturit antavat tietoa verrannollinen mitatun parametrin, jota edustaa jännite. Siksi meidän täytyy tehdä nykyisessä muutosta. Sitten informaatio koodataan joko vallitsevia, tai binäärimuodossa: 4 mA - nollasta 20 mA - edinichka. Vastaanottimen puolella datan salaus puretaan.

Digitaalinen katsojaa sanoa alhaisella nopeudella silmukka. Todellakin, kun lämmön syöttö kapasiteetti 75 pF / m kilometri segmentin johtimien muodostaa kondensaattorin, jonka nimellinen arvo on 75 nF. Yhä useammin, vastus putoaa, vaikutus tasoituksen ja suodatus ei anna oikeutta työskennellä tiedot. 19 ms lauhdutin täytettiin täysin 5V, jolloin rajoitus huomannut 9,6 kbit / s.

Itse virtasilmukka pidetään vanhentunut protokolla sen tilalle valmiina Muut massiivisesti käytetään, esimerkiksi, MIDI, ja vähän tunnettu yleiseen teolliseen HART-liitäntä.

yleistietoa

Ensimmäinen yllätys tulee puute yhtenäisiä standardeja. Heistä tuli hallitseva protokolla 4-20 mA, 0-20 mA ja 0-60 mA, ei tarkkoja sääntöjä. Virtasilmukka voidaan lähettää mitään tietoja. Jos se on binäärikoodi, yksikkö vastaa, että läsnä on 20 mA, riippuen järjestelmän kokoonpanon, ja nolla - signaalia ei ole tai läsnä ollessa 4 mA. Jos paketti siirtolinjan katkos, se välttämättä tunnistetaan kautta stop-tavu.

Rajapinnan käytetään 50s alun perin koodattu yksikkö kuin 60 mA. Näin ollen, järjestelmä tehokkuus on paljon pienempi. Silmukka 20 mA ilmestyi vuonna 1962 signaali Teletype - kauko tulostus viestejä (yhdistetty kahdesta sähköinen kirjoitus). Alusta lähtien 80-yrittäneet vähentää nykyisestä, ei aina onnistunut. Päätimme tehdä kompromissi:

1. 4 mA tarkoittaa "livenä" nolla. Jotta järjestelmä tietää tarkalleen, eikä oliko tauko verkossa.
2. Laite pysyy 20 mA.

Tärkein rajoitus on tiedonsiirron etäisyys. On asetus vaikuttaa bittinopeus: km etäisyydet sallittu tiedonsiirtonopeus on 9600 bittiä / sekunti. Yläpuolella 19,2 kbit / s linja ei käytetä. Tämän seurauksena alue vaikuttaa sähköiset parametrit linjan ja melutasoa. Virtasilmukka korvattaisiin ajatukseen Fieldbus, oikeastaan ​​tuli käyttöön standardi RS-485 tänään (1983) - COM-portti vaihtoehto. Jopa tänään, liittimet RS-232-protokollan on liitetty toisiinsa virtasilmukan, ja vastaanottavalla puolella tehdään tarpeen muutosta. Joskus valittiin tulostimet toimivat protokollasta. Oletetaan, että on teoreettinen raja kbis 115 / s, käytännössä sovellettavissa 9600.

Erikoisuus virtasilmukan - lähetin ei kiinnitä huomiota stressiä. Teho on erilainen. Tärkeintä - kestämään nykyisen arvon 20 mA. Näin ollen, mitä pidempi rivi, sitä alhaisempi tehokkuus. Tämä on tiukasti sääntö. Se täyttää säännöllisesti virtasilmukan kanssa galvaaninen erotus. Tätä tarkoitusta varten, optoerotin ja vastaavia puolijohde suunnittelu.

Yleensä suojattu kaapeli käytetään, jotta vältetään rinnakkain kapasitiivisen häiriö, joka ei ole mahdollista kompensoida tai seurata. Luoda verkko sopii hyvin kierretty pari. Koska tiivistä kietoutumista johtoja, se poistaa ulkoisen interferenssin muodossa induktiivisen ja yhteisen kohinan. Kaksoiskierteen luomista varten kanavan muodostamiseksi käyttämällä kahta kierretty pari liitännän ohjelmallisesti ohjataan XON / XOFF menetelmiä. Arvoinen erikoistuneita sovelluksia ohittaa vaikea luoda ennen lähetystä ja vastauksia kysymyksiin.

Vastaanottimessa nykyinen muunnetaan jännite käyttämällä resistiivinen jakaja. Riippuen jännitteen vastuksen 125-500 ohmia. Joskus puolella lähettimen tai vastaanottimen on otettu adapterin (lähettimen signaali), että COM-portin kautta. Jännitehäviö vastuksen lasketaan Ohmin lain, esimerkiksi nimellisarvo on 250 ohmia on 250 x 0,02 = 5 V. Näin ollen vastaanotin on ehkä kalibroitava halutulla tasolla.

Tarvittaessa virtasilmukka

1. Valvonta teknologisia prosesseja. Valmistuksessa on 4-20 mA: n virtasilmukka on pidettävä tärkeimpänä analoginen liitäntä. Sitä käytetään "live" nolla, kun koko signaalin poissaolo on linja tauko. Virta 4 mA käytetään joskus teho lähettimen tai anturitulo signaali moduloidaan ja palautetaan tietoja. On ketjuja, joissa akku on erillinen, jos se on moduloitu signaali. Kumpikaan vastaanotin tai lähetin ei käytä omaa energiaa.
2. Päivinä analogisen virtasilmukan puhelinliikenteen pysyi suosikki tu liitäntä. Ja nyt enemmän ovat pelaajan virtajohdon asunnoissa. Täällä, puhelin saa virtansa asemalta ja säätelee signaalin soittaa. Kuten anturin edellä on kuvattu. Nämä linjat pysyivät perintönä menneen ajan. Esimerkiksi yhtiö Bell System käyttää DC-virtalähde jopa 125 V.
3. Virtasilmukka on joskus käytetään lähettämään informaatiosignaali tasolla. Esimerkiksi 15 mA tarkoittaa "polttaa!", 6 mA - "kunnossa", 0 mA - rivinvaihto. Tahansa pikkukaupungin valmistaja asettaa omat säännöt ja käyttää protokollaa.
4. Puhelinliikenteessä yli virtasilmukan voidaan ohjata tukiasemalla. Tätä kutsutaan "kaukosäädin DC." Esimerkiksi Motorola MSF-5000 käyttää vakiovirralla 4 mA lähettämistä palvelun signaaleja. Eräs esimerkki tällaisesta protokollasta:

• No current - käyttäytyminen vastaanoton kanavalla 1.
• 6 mA - 1 lähetyskanavalla.
• -6 mA - vastaanottaa tietoja kanavalla 2.
• -12 mA - välittää 2 kanavalla.

MIDI

MIDI muoto on suosittu muusikoiden, erikoistunut digitaalisen äänen protokollaa. Fyysisellä tasolla se on järjestetty kaavion mukaisesti 5 mA virtasilmukka. Tietenkin, koska ero yksikkötasolle siirtää suoraan standardin kaksi eivät ole yhteensopivia. Mukaan Michael Hooke, MIDI kehitettiin vuonna 1983 ja siitä on tullut de facto säännön yhteyden syntetisaattorit.

Wikipedia kertoo, että kesäkuussa 1981 Roland on jättänyt merkittävä valmistaja syntetisaattorit - Obergeym Elektroniikka - standardin rajapinnan idea. Jo lokakuussa, Smith Obergeym Kakihashi ja keskustellut siitä hallituksen Yamaha, Korg ja Kawai, ja esitteli ensimmäinen toimiva vaihtoehto marraskuussa AES näyttely yhteiskunnassa.

Kaksi vuotta käyttöliittymä on uudistettu, ja tammikuussa 1983 Smith liittyi MIDI kaksi analogista syntetisaattoria. On mahdollista suoraan pumpata järjestelyn ja luoda uusia kappaleita. Myöhemmin MIDI-tiedostoja käyttöön tukemaan Windows-käyttöjärjestelmän, jonka avulla kirjoittajat suoraan jotka jalostavat sävyjä, kyllästää ne uusilla erikoistehosteita, jotka puuttuvat alkuperäisen syntetisaattorit. Käyttöönotto näytteitä eri välineiden avulla pelaaja soittaa musiikkia tahansa monimutkaisuus.

Käyttö MIDI

MIDI käytetty fyysistä riviä 5 mA. Harvinaisia ​​10. Eristyneisyyttä optocoupler. Tyypillistä on tunnustettu inversiosignaali:

1. On nykyinen.
2. Ei virtaa.

Siksi, MIDI ei ole suoraan yhteensopiva tavanomaisen virtasilmukan. Fyysinen liitäntä nähnyt monia, mutta ei tiedä nimeä. Pistorasiaan visuaalisesti esittää dielektrisen levyn, jossa on sivuleikkauskuva aukkoja 5 on sijoitettu kehän ympäri (DIN). Suunnittelu näyttö on peitetty ympyrä. Muusikot osuus kolme rajapinnoista:

1. MIDI-In.
2. MIDI-Out.
3. MIDI-Thru.

MIDI-portti on joskus tarpeen emolevyn henkilökohtaisen tietokoneen. Fyysisesti se käytetään normaalissa tilassa ei käytetä koskettimet 12 ja 15 porttia DB-15S peli sovitin. TTL tässä käytetään, tarvitaan sovitin telakointi standardin syntetisaattori protokollan silmukka. muunnin piiri ei ole liian monimutkainen, käsittää optoerottimen, diodi, useita loogisia elementtejä.

MIDI-portti on ohjelmoitu UART kuin COM-portin. Alennuksessa ovat äänikortteja MIDI tai erillisen laajennuskorttipaikat ovat vapaalla jalalla.

HART-protokolla

Tämä kehitys protokolla Fieldbus, massiivisesti käytetään teollisuudessa. Liitoslevy muuttuu 4-20 mA: n virtasilmukan, ja sen vuoksi voi käyttää kierretty pari, jääneet vanhentunut protokollia. Aluksi pidin ukzospetsializirovannym standardin tietoliikenneliitäntävälineitä vaan meni nähtävillä 1986. Välittäminen HART tulee täydellinen paketti, jonka koostumus:

1. Johdanto - 5-20 tavua. Se synkronoi ja identifioida kantoaallon.
2. Start-tavu - 1 tavu. Määrittelee väylämasterin numeron.
3. Osoite - 1-5 tavua. Määritetty päällikön ja palvelija on erityispiirre eräajona.
4. Laajeneminen - 0-3 tavua. Sen pituus on määritelty alku-tavu.
5. Team - 1 tavu. Se, että palvelija on täytettävä.
6. Määrän dataa tavuina - 1 tavu. datakentän koko tavuina.
7. Tiedot - 0-255 tavua. Tiedot lukemiseen menettelyyn.
8. Tarkistussumma - 1 tavu. Se sisältää tulos loogisen operaation XOR kaikki tavut, paitsi alku- ja viimeisen datalohkon.

Tietenkin, paketin rakenne on tyypillinen digitaalisten laitteiden, edellyttää asianmukaista tulkintaa komentojen suorittamisen.