Loop de corrente

Current Loop - é uma interface de transmissão de dados de dois fios, em que os dados são colocados no valor actual.

obrigado

Muitas graças a Michael Hooke para livros interessantes. Uma vez que o autor começa o estudo da eletrônica moderna com a enciclopédia e publicações deste homem notável. Sem a Internet livros didáticos teve que transformar pacientemente as páginas de suas mãos, e o rato funcionou principalmente no subcampo.

empresa Murata fornece continuamente leitores com informação fresca, então agora vai ser informado sobre as notícias e os leitores. Os produtos em questão já mencionado na seção sobre sensores Reed. Nós estamos falando sobre o mais recente desenvolvimento - RedRock.

A necessidade de lacete

4-20 mA circuito de corrente é considerado protocolo comum transmitir informações do sensor. A indústria é muitas vezes necessário para medir parâmetros físicos, por exemplo:

• pressão;
• temperatura;
• A corrente de líquido.

A necessidade surge constantemente, quando a informação a ser transmitida a distâncias de centenas de metros ou mais. loop de corrente é considerado interface digital lento, e isso é devido à capacidade de carga do cabo fonte (que se manifesta com maior frequência), por dispositivos analógicos ou digitais bastante oportunidades faltando. Os transmissores são fornecidos com baterias de 12 (raramente) ou 24 (máximo). Este último permite ainda transmitir a informação em um parâmetro significativo torna-se a corrente em vez de tensão. Quanto mais tempo a linha, maior é a queda de tensão.

Neste soluções técnicas enganosas têm algumas desvantagens. Em primeiro lugar, é necessário o uso de um cabo blindado, e em segundo lugar, um aumento na distância resulta numa diminuição acentuada na eficiência. circuito de corrente típico consiste em quatro componentes:

1. Fonte de alimentação. localização arbitrária.
2. Receptor ou monitor.
3. Um transmissor (sensor).
4. atual conversor de voltagem.

Os sensores de dar informação proporcional ao paretro medido, representado por tensão. Portanto, o que precisamos fazer na transformação atual. Em seguida, a informação é codificada quer pelo nível de corrente, ou na forma binária: 4 mA - zero a 20 mA - edinichka. No lado do receptor dos dados é descodificada.

fãs digitais dizer um circuito de baixa velocidade. Com efeito, quando a capacidade de entrada de calor de 75 pF / m quilómetro os condutores segmento forma um condensador com um valor nominal de 75 nF. Com freqüência cada vez maior, a resistência cai, o efeito de suavização e filtragem não dá o direito de trabalhar com a informação. Por 19 ms condensador enchido totalmente a partir de 5V, causando limitação notado no 9,6 kbit / s.

Na verdade, o circuito de corrente é considerado protocolo obsoleto em seu lugar pronto para Outros maciçamente utilizada, por exemplo, MIDI, e pouco conhecido para a interface HART industrial público em geral.

informações gerais

A primeira surpresa torna-se uma falta de padrões uniformes. Eles se tornaram o dominante protocolo 4-20 mA, 0-20 mA e 0-60 mA, sem regras rígidas e rápidas. O circuito de corrente pode ser transmitido qualquer informação. Se for um código binário, uma unidade corresponde à presença de uma corrente de 20 mA, dependendo da configuração do sistema, e de zero - nenhum sinal ou a presença de 4 mA. Se ocorre a ruptura da linha de transmissão por pacotes, isto é, necessariamente, identificado através de um byte de paragem.

A interface utilizada com 50s unidade originalmente codificados como 60 mA DC. Portanto, a eficiência do sistema é muito mais baixa. Loop de 20 mA apareceu em 1962 como um sinal para o teletipo - para mensagens de impressão remota (ligadas as duas máquinas de escrever elétricas). Desde o início dos anos 80 tentou reduzir a corrente, nem sempre com sucesso. Decidimos fazer um compromisso:

1. 4 mA significa "ao vivo" zero. Para que o sistema sabe exatamente, não se houve uma ruptura na rede.
2. A unidade continua a ser 20 mA.

A principal limitação é a distância de transmissão de dados. Na configuração afeta o bitrate: distâncias quilômetro na taxa de transferência de dados permitida é de 9600 bits / sec. Acima do 19,2 kbit / s linha não é utilizada. Como um resultado, o intervalo afectado pelos parâmetros eléctricos do nível do ruído de linha e. loop de corrente seria substituído na ideia de Fieldbus, realmente entrou em uso um padrão RS-485 hoje (1983) - opção COM-port. Mesmo hoje em dia, os terminais do protocolo RS-232 são unidos por meio do circuito de corrente, e no lado do receptor é feita a transformação necessária. Às vezes impressoras eleitos trabalhar no protocolo. Suponha que há um limite teórico KBIS 115 / s, na prática, aplicável a 9600.

A peculiaridade do ciclo actual - o transmissor não prestar atenção ao stress. O poder é diferente. A principal coisa - para suportar o valor atual de 20 mA. Portanto, quanto mais tempo a linha, mais baixa é a eficiência. Este é rigorosamente aplicada regra. Reúne-se periodicamente circuito de corrente com isolamento galvânico. Para este fim, um optoacoplador e design semelhantes semicondutores.

Normalmente, o cabo blindado é utilizado, a fim de evitar interferência capacitivo paralelo, que não é possível compensar ou faixa. Para criar uma rede bem adequado par trançado blindado. Devido à estreita entrelaçamento de fios, elimina a interferência externa na forma de ruído de modo indutivo e comum. Para criar um canal duplex utilizando dois interface de par torcido de programação controlada através de métodos XON / XOFF. aplicações especializadas dignos contornar a dificuldade de criar uma pré-transmissão e responde a consultas.

No receptor, a corrente é convertida em tensão utilizando um divisor resistivo. Dependendo da tensão de resistência aplicada de 125 - 500 ohms. Por vezes, no lado do transmissor ou do receptor é colocado adaptador (sinal do transmissor) para o interface COM-porta serial. A queda de tensão através da resistência é calculada pela lei de Ohm, por exemplo, para o valor nominal é de 250 ohms é 250 x 0,02 = 5 V. Assim, o receptor pode precisar de ser calibrado no nível desejado.

loop de corrente quando aplicável

1. Controle dos processos tecnológicos. Na fabricação de um circuito de corrente de 4-20 mA é considerado o principal interface analógica. É usado "ao vivo" zero quando o total ausência de um sinal é uma quebra de linha. Corrente de 4 mA é por vezes usado como energia para o sinal de entrada do transmissor ou sensor é modulada e devolvido como informação. Existem correntes, onde a bateria está separado, se for sinal modulado. Nem o receptor nem o transmissor não gastar sua própria energia.
2. Nos dias de analógico de telefonia circuito de corrente manteve-se a interface favorito para conexão. E hoje mais estão batendo o condutor de corrente nos apartamentos. Aqui, o telefone é alimentado a partir da estação e modula um sinal para fazer uma chamada. Tal como acontece com o sensor descrito acima. Estas linhas permaneceu como um legado de vezes passado. Por exemplo, a empresa Bell System utiliza fonte de alimentação DC até 125 V.
3. O circuito de corrente é por vezes utilizado para transmitir o nível de sinal de informação. Por exemplo, 15 mA significa "queimar!", 6 mA - "tudo bem", 0 mA - quebra de linha. Qualquer fabricante de cidade pequena define suas próprias regras e usa o protocolo.
4. Na telefonia ao longo de um circuito de corrente pode ser controlado pela estação de base. Isso é chamado de "controle remoto DC." Por exemplo, Motorola MSF-5000 usa uma corrente constante 4 mA para a transmissão de sinais de serviço. Um exemplo de um tal protocolo:

• Nenhuma corrente - recepção conduta no canal 1.
• 6 mA - um canal de transmissão.
• -6 mA - receber informação no canal 2.
• -12 mA - para passar sobre o canal 2.

interface MIDI

formato MIDI é popular entre os músicos, um protocolo de áudio digital especializada. No nível físico é organizado de acordo com o mA loop de corrente esquema 5. É claro que, devido ao nível da unidade de diferença transferir diretamente dois padrão não são compatíveis. De acordo com Michael Hooke, MIDI foi desenvolvido em 1983 e tornou-se a regra de facto da conexão de sintetizadores.

Wikipedia relata que em junho de 1981 A Roland Corporation entrou com um grande fabricante de sintetizadores - Obergeym Electronics - uma ideia interface padrão. Já em Outubro, Smith Obergeym Kakihashi e discutido com a placa Yamaha, Korg e Kawai, e demonstrou a primeira opção viável em novembro a AES exposição da sociedade.

Dois anos de interface está sendo revisada, e em janeiro de 1983, Smith se juntou a via MIDI dois sintetizador analógico. É possível bombear diretamente arranjo e para criar novas músicas. Mais tarde arquivos MIDI introduzido no suporte do sistema operacional Windows, permitindo que os autores diretamente empenhado em tons de processamento, saturando-os com novos efeitos especiais, que estão ausentes no original sintetizadores. A introdução de amostras de diferentes instrumentos permite ao jogador tocar a música de qualquer complexidade.

O uso de MIDI

O MIDI usadas linhas físicas em 5 mA. Rare 10. Isolamento através de optoacoplador. Uma característica do sinal de inversão reconhecido:

1. Existem atual.
2. No atual.

Portanto, MIDI não é diretamente compatível com o circuito de corrente convencional. A interface física vi muitos, mas não sabia o nome. Tomada representa visualmente um disco dieléctrico com um lado aberturas recortadas 5 estão dispostos em torno do perímetro (norma DIN). A tela de projeto é coberto por um círculo. Músicos são responsáveis ​​por três tipos de interfaces:

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

porta MIDI é por vezes necessário na placa-mãe de um computador pessoal. Fisicamente, utilizou-se no modo normal não é usado contactos 12 e 15 portas DB-15S adaptador jogo. lógica TTL aqui utilizado requer um adaptador para acoplar com o loop protocolo sintetizador padrão. circuito conversor não é demasiado complicado, compreende um optoacoplador, um díodo, uma série de elementos lógicos.

porta MIDI é programado por meio de um UART como COM-porta serial. À venda são placas de som com MIDI ou slots para cartões de expansão separadas estão à solta.

O protocolo HART

Este Fieldbus protocolo de desenvolvimento, maciçamente utilizados na indústria. Sub-base torna-se 4-20 mA circuito de corrente e, portanto, podem usar par torcido, para a esquerda ao longo de protocolos obsoletos. Inicialmente eu considerava ukzospetsializirovannym interface de comunicação padrão, mas foi exposto ao público em 1986. Transmissão de HART vem pacote completo, com a composição:

1. Preâmbulo - 5-20 bytes. Ele serve para sincronizar e identificar o transportador.
2. Start-byte - 1 byte. Especifica o número mestre de barramento.
3. Endereço - de 1 a 5 bytes. Atribuído ao mestre, e ao servo é uma característica especial do modo de lote.
4. Expansão - de 0 a 3 bytes. O seu comprimento é especificado no início de byte.
5. Team - 1 byte. O fato de que o empregado deve cumprir.
6. O número de bytes de dados - 1 byte. tamanho do campo de dados em bytes.
7. Dados - de 0 a 255 bytes. Os dados para a leitura do procedimento.
8. Checksum - 1 byte. Ele contém o resultado da operação XOR lógica de todos os bytes, excepto o ponto de partida e o bloco de dados final.

Claro, a estrutura de pacotes é típico para dispositivos digitais, exige para a interpretação adequada da execução do comando.