Anello di corrente

Current Loop - è un'interfaccia di trasmissione dati a due fili, in cui i dati vengono inseriti nel valore corrente.

grazie

Molte grazie a Michael Hooke per i libri interessanti. Una volta che l'autore inizia lo studio della moderna elettronica con l'enciclopedia e pubblicazioni di quest'uomo straordinario. Senza Internet libri di testo hanno dovuto girare con pazienza le pagine delle sue mani, e il mouse corse soprattutto nel sottocampo.

società muRata fornisce continuamente ai lettori con nuove informazioni, così ora saranno informati sulle novità e lettori. I prodotti interessati hanno già accennato nella sezione sui sensori reed. Stiamo parlando del più recente sviluppo - RedRock.

La necessità di ciclo

4-20 mA anello di corrente è considerato protocollo comune trasmettere informazioni dei sensori. L'industria è spesso necessario misurare parametri fisici, ad esempio:

• pressione;
• temperatura;
• La corrente liquida.

L'esigenza nasce costantemente, quando le informazioni da trasmettere su distanze di centinaia di metri o più. anello di corrente è considerato interfaccia digitale lento, e ciò è dovuto alla capacità di carica del cavo sorgente (che si manifesta con sempre maggiore frequenza), per dispositivi analogici o digitali abbastanza opportunità manca. I trasmettitori sono forniti con batterie da 12 (raramente) o 24 (la maggior parte). Quest'ultimo consentire trasmettere ulteriori informazioni in un parametro significativo diventa la corrente anziché di tensione. Più lunga è la linea, maggiore è la caduta di tensione.

In questo fuorvianti soluzioni tecniche hanno un paio di inconvenienti. In primo luogo, è necessario utilizzare un cavo schermato, e in secondo luogo, un aumento della distanza comporta una forte diminuzione dell'efficienza. anello di corrente tipico consiste di quattro componenti:

1. Alimentazione. posizione arbitraria.
2. Ricevitore o monitor.
3. Un trasmettitore (sensore).
4. corrente convertitore di tensione.

I sensori forniscono informazioni proporzionale al parametro misurato, rappresentata da tensione. Pertanto, abbiamo bisogno di fare nella trasformazione in corso. Quindi le informazioni sono codificate mediante il livello di corrente, oppure in forma binaria: 4 mA - zero a 20 mA - edinichka. Sul lato ricevitore i dati vengono decifrati.

i fan digitali dicono un anello a bassa velocità. Infatti, quando la capacità di potenza termica pari 75 pF / m chilometro conduttori segmento forma un condensatore con un valore nominale di 75 nF. Con sempre maggiore frequenza, la resistenza scende, l'effetto di levigatura e filtraggio non dà il diritto di lavorare con le informazioni. Per 19 ms condensatore riempito completamente da 5V, causando limitazione notato nella 9,6 kbit / s.

In realtà il circuito di corrente viene considerato protocollo obsoleto al suo posto pronta a Altre massicciamente usato, per esempio, MIDI e poco conosciuto all'interfaccia HART industriale pubblico.

informazioni generali

La prima sorpresa diventa una mancanza di standard uniformi. Sono diventati dominante protocollo 4-20 mA, 0-20 mA e 0-60 mA, senza regole dure e veloci. L'anello di corrente può essere trasmesso alcuna informazione. Se è un codice binario, un'unità corrisponde alla presenza di una corrente di 20 mA, a seconda della configurazione del sistema, e lo zero - nessun segnale o la presenza di 4 mA. Se si verifica il pacchetto interruzione di linea di trasmissione, necessariamente viene identificato tramite un byte di arresto.

L'interfaccia utilizzata con 50s originariamente unità codificati come 60 mA DC. Pertanto, l'efficienza del sistema è molto più basso. Loop 20 mA apparso nel 1962 come un segnale per la telescrivente - per messaggi stampa remoti (collegati i due macchine da scrivere elettriche). Dall'inizio degli anni '80 ha cercato di ridurre la corrente, non sempre con successo. Abbiamo deciso di fare un compromesso:

1. 4 mA significa "live" zero. Per il sistema di sapere esattamente, non è se ci fosse una rottura nella rete.
2. L'unità rimane 20 mA.

La limitazione principale è la distanza di trasmissione dati. Sulla regolazione influisce bitrate: distanze chilometro sulla velocità di trasferimento dei dati è consentita 9600 bit / sec. Sopra la linea 19,2 kbit / s non viene utilizzato. Come risultato, l'intervallo influenzato dai parametri elettrici della linea e il livello di rumore. Loop di corrente sarebbe stato sostituito sull'idea di bus di campo, in realtà è entrato in uso uno standard oggi (1983) RS-485 - opzione COM-port. Ancora oggi, i terminali sul protocollo RS-232 sono uniti mediante l'anello di corrente, e sul lato di ricezione è resa necessaria trasformazione. A volte le stampanti eletti lavorano sul protocollo. Supponiamo che ci sia un limite teorico KBIS 115 / s, in pratica, applicabile a 9600.

La particolarità del loop di corrente - il trasmettitore non presta attenzione allo stress. Il potere è diverso. La cosa principale - di sopportare il valore corrente di 20 mA. Pertanto, più lunga è la linea, minore è l'efficienza. Questo è rigorosamente regola. Si riunisce periodicamente ciclo corrente con isolamento galvanico. Per questo scopo, un accoppiatore ottico e simile progettazione di semiconduttori.

Solitamente cavo schermato viene utilizzato, per evitare interferenze capacitive parallelo, che non è possibile compensare o pista. Per creare una rete ben adatto doppino ritorto. A causa della stretta intreccio di fili, elimina l'interferenza esterna sotto forma di rumore di modo induttivo e comune. Per creare un canale duplex utilizzando due twisted pair interfaccia di programmazione controllato tramite metodi XON / XOFF. applicazioni specializzate Degno bypassare la difficoltà di creare un pre-trasmissione e risponde alle domande.

Al ricevitore la corrente viene convertita in tensione mediante un partitore resistivo. A seconda della tensione applicata resistenza 125 - 500 ohm. A volte sul lato del trasmettitore o ricevitore viene messo adattatore (segnale del trasmettitore) per l'interfaccia COM-porta seriale. La caduta di tensione attraverso il resistore viene calcolata dalla legge di Ohm, ad esempio, per il valore nominale è di 250 ohm è 250 x 0,02 = 5 V. Di conseguenza, il ricevitore può essere necessario calibrare al livello desiderato.

anello di corrente dove applicabile

1. Controllo dei processi tecnologici. Nella fabbricazione di un anello di corrente 4-20 mA è considerato il principale interfaccia analogica. Ha usato "live" zero quando il totale assenza di un segnale è un'interruzione di riga. Corrente di 4 mA è talvolta usato come alimentazione per il segnale di ingresso del trasmettitore o del sensore viene modulato e restituito come informazione. Ci sono catene, in cui la batteria è separata, se è segnale modulato. Né il destinatario né il trasmettitore non spendere la propria energia.
2. Nei giorni di telefonia analogica loop di corrente è rimasto l'interfaccia preferita per la connessione. E oggi più stanno battendo il conduttore di corrente negli appartamenti. Qui, il telefono è alimentato dalla stazione e modula un segnale per effettuare una chiamata. Come con il sensore sopra descritto. Queste linee sono rimaste come eredità dei tempi passati. Ad esempio, la società Bell System utilizza alimentazione DC fino a 125 V.
3. L'anello di corrente viene talvolta utilizzato per trasmettere il livello di segnale di informazione. Ad esempio, 15 mA significa "bruciare!", 6 mA - "va bene", 0 mA - interruzione di linea. Ogni fabbricante piccola città stabilisce le proprie regole e utilizza il protocollo.
4. In telefonia su un anello di corrente può essere controllata dalla stazione base. Questo è chiamato "DC controllo remoto." Ad esempio, Motorola MSF-5000 utilizza una corrente costante 4 mA per la trasmissione di segnali di servizio. Un esempio di tale protocollo:

• Mancanza di corrente - reception condotta sul canale 1.
• 6 mA - 1 canale di trasmissione.
• -6 mA - ricevere le informazioni sul canale 2.
• -12 mA - passare sul canale 2.

interfaccia MIDI

formato MIDI è popolare tra i musicisti, un protocollo audio digitale specializzata. A livello fisico è organizzato secondo lo schema 5 mA loop di corrente. Naturalmente, a causa del livello di unità differenza trasferire direttamente due standard non sono compatibili. Secondo Michael Hooke, MIDI è stato sviluppato nel 1983 ed è diventata la regola de facto del collegamento di sintetizzatori.

Wikipedia riporta che nel giugno 1981 Roland Corporation ha presentato un importante produttore di sintetizzatori - Obergeym Electronics - un'idea un'interfaccia standard. Già nel mese di ottobre, Smith Obergeym Kakihashi e discusso con la scheda Yamaha, Korg e Kawai, e ha dimostrato la prima opzione praticabile in novembre per AES esposizione della società.

Due anni di L'interfaccia è in fase di revisione, e nel gennaio del 1983, Smith si è unito via MIDI due sintetizzatore analogico. E 'possibile pompare direttamente disposizione e per creare nuove canzoni. In seguito i file MIDI introdotti a sostegno del sistema operativo di Windows, permettendo direttamente gli autori impegnati in toni di elaborazione, saturandole con nuovi effetti speciali, che sono assenti nell'originale sintetizzatori. L'introduzione di campioni di diversi strumenti permette al giocatore di riprodurre la musica di qualsiasi complessità.

L'uso di MIDI

Il MIDI utilizzato linee fisici sul 5 mA. Rare 10. Isolamento tramite optoisolatore. Una caratteristica del segnale di inversione riconosciuto:

1. Ci sono in corso.
2. Mancanza di corrente.

Pertanto, MIDI non è direttamente compatibile con l'anello di corrente convenzionale. L'interfaccia fisica visto molti, ma non sapeva il nome. Presa rappresenta visivamente un disco dielettrico con un lato aperture spaccato 5 sono disposti intorno al perimetro (DIN). La schermata di disegno è coperto da un cerchio. Musicisti rappresentano i tre tipi di interfacce:

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

porta MIDI a volte è necessario sulla scheda madre di un personal computer. Fisicamente, è utilizzato in modalità normale non viene usato contatti 12 e 15 porte DB-15S adattatore gioco. logica TTL qui utilizzato richiede un adattatore per l'attracco con il ciclo protocollo sintetizzatore standard. circuito convertitore non è troppo complicata, comprende un accoppiatore ottico, un diodo, una serie di elementi logici.

porta MIDI viene programmato tramite UART come COM-porta seriale. In vendita sono schede audio MIDI o con slot per schede di espansione separati sono in azione.

Il protocollo HART

Questo protocollo Fieldbus sviluppo, massicciamente utilizzato nel settore. Sottobase diventa 4-20 mA anello di corrente, e quindi può utilizzare doppino, rimasto da protocolli obsoleti. Inizialmente ho considerato ukzospetsializirovannym interfaccia di comunicazione standard, ma sono andato esposte al pubblico nel 1986. Trasmissione di HART viene pacchetto completo, avente la composizione:

1. Preambolo - 5-20 byte. Serve per sincronizzare e identificare il vettore.
2. Start-Byte - 1 byte. Specifica il numero di bus master.
3. Indirizzo - da 1 a 5 byte. Assegnato al master, e il servo è una caratteristica speciale di modalità batch.
4. Espansione - da 0 a 3 byte. La sua lunghezza è specificata in fase di start byte.
5. Team - 1 byte. Il fatto che il servo deve soddisfare.
6. Il numero di byte di dati - 1 byte. dimensione in byte.
7. I dati - da 0 a 255 byte. I dati per la lettura della procedura.
8. Checksum - 1 byte. Esso contiene il risultato dell'operazione logica XOR di tutti i byte, tranne l'avviamento e il blocco finale dei dati.

Naturalmente, la struttura del pacchetto è tipico per dispositivi digitali, richiede per una corretta interpretazione del comando.