Buclă de curent

Curent Buclă - este o interfață de transmitere a datelor cu două fire, în cazul în care datele sunt plasate în valoarea curentă.

mulțumesc

Multe mulțumiri lui Michael Hooke pentru cărți interesante. După ce autorul începe studiul electronicii moderne, cu enciclopedia și publicațiile acestui om remarcabil. Fără Internet manuale a trebuit să cotitură răbdare paginile mâinile sale, iar mouse-ul a fugit în principal în subcâmpul.

compania Murata ofera cititorilor continuu cu informații proaspete, așa că acum va fi informat cu privire la știri și cititori. Produsele în cauză au menționat deja în secțiunea privind senzorii de stuf. Este vorba despre cele mai recente de dezvoltare - redrock.

Nevoia de buclă

4-20 mA bucla de curent este considerat protocol comun transmiterea de informații senzor. Industria este adesea necesară pentru măsurarea parametrilor fizici, de exemplu:

• presiune;
• temperatură;
• Fluxul de lichid.

Nevoia apare în mod constant, atunci când informațiile care trebuie transmise pe distanțe de sute de metri sau mai mult. buclă de curent este considerat a fi interfață digitală lent, iar acest lucru se datorează capacității de încărcare a cablului sursă (care se manifestă cu o frecvență în creștere), pentru analogice sau dispozitive digitale oportunități destul lipsă. Emițătoarele sunt alimentate cu baterii de 12 (rar) sau 24 (cel mai mult). Acestea din urmă permit să transmită în continuare informațiile într-un parametru semnificativ devine curent, mai degrabă decât de tensiune. Cu cât linia, cu atât mai mare cădere de tensiune.

În acest soluții tehnice înșelătoare au câteva dezavantaje. În primul rând, este necesar să se utilizeze un fir ecranat, și în al doilea rând, o creștere a rezultatelor la distanță într-o scădere bruscă a eficienței. bucla de curent tipică constă din patru componente:

1. Sursa de alimentare. locație Arbitrare.
2. Receptor sau un monitor.
3. Un transmițător (senzor).
4. convertor de tensiune de curent.

Senzorii oferă informații proporționale cu parametrul măsurat, reprezentat de tensiune. Prin urmare, trebuie să facem în procesul de transformare curentă. Apoi, informația este codificată fie de nivelul actual, sau în formă binară: 4 mA - zero la 20 mA - edinichka. Pe partea receptorului a datelor este decriptat.

Fanii Digital spun o buclă de viteză mică. Într-adevăr, când capacitatea de intrare a căldurii de 75 pF / m kilometru conductorii de segment formează un condensator cu o valoare nominală de 75 nF. Odată cu creșterea frecvenței, rezistența scade, efectul de netezire și de filtrare nu dă dreptul de a lucra cu informațiile. Timp de 19 ms condensator umplut complet la 5V, provocând o limitare a observat în 9.6 kbit / s.

De fapt, bucla de curent este considerat protocolul învechit în locul său gata pentru alte utilizate masiv, de exemplu, MIDI, și puțin cunoscute la interfața publicului larg HART industriale.

informații generale

Prima surpriză devine lipsa unor standarde uniforme. Ei au devenit dominant protocol de 4-20 mA, 0-20 mA și 0-60 mA, reguli greu si rapid. Bucla de curent poate fi transmis orice informație. Dacă este un cod binar, o unitate corespunde prezenței unui curent de 20 mA, în funcție de configurația sistemului, și zero, - nici un semnal sau prezența de 4 mA. În cazul în care are loc de pachete de linie de transport pauză, în mod necesar este identificat printr-un octet de oprire.

Interfața utilizată cu 50 de ani unitate codificate inițial ca 60 mA DC. Prin urmare, eficiența sistemului este mult mai mic. Bucla 20 mA a apărut în 1962 ca un semnal pentru terminalul la - pentru mesaje de imprimare de la distanță (conectate cele două mașini de scris electrice). De la începutul anilor 80 au încercat să reducă curentul, nu întotdeauna cu succes. Am decis să facă un compromis:

1. 4 mA înseamnă "viu" la zero. Pentru ca sistemul să știe exact, nu dacă a existat o pauză în rețea.
2. Unitatea rămâne 20 mA.

Principala limitare este distanța de transmitere a datelor. La setare afectează bitrate de: distanțele kilometru pe rata de transfer de date admisibilă este de 9600 biți / sec. Deasupra linia 19.2 kbit / s nu este utilizat. Ca urmare, intervalul afectat de parametrii electrici ai nivelului de zgomot și linia. bucla de curent ar fi înlocuit pe ideea de Fieldbus, de fapt, a intrat în folosință un standard RS-485 de azi (1983) - opțiunea de port COM. Chiar și în prezent, terminalele protocolul RS-232 sunt unite prin intermediul buclei de curent, iar pe partea de recepție se face transformarea necesară. Uneori, imprimante alese funcționează pe protocolul. Să presupunem că există o limită teoretică kbis 115 / s, în practică, aplicabilă 9600.

Particularitatea bucla de curent - transmițătorul nu acordă o atenție la stres. Puterea este diferită. Principalul lucru - pentru a rezista la valoarea curentă de 20 mA. Prin urmare, cu cât linia, cea mai mică eficienta. Aceasta este aplicată cu strictețe regula. Acesta se întâlnește periodic bucla de curent cu izolare galvanică. În acest scop, un optocuplor și design similare cu semiconductori.

De obicei, este folosit cablu ecranat, pentru a evita interferența capacitiv paralel, ceea ce nu este posibil pentru a compensa sau urmări. Pentru a crea o rețea de bine adaptate ecranat perechii de fire răsucite. Datorită împletirea aproape de fire, se elimină interferența externă sub formă de zgomot mod inductiv și comune. Pentru a crea un canal duplex, folosind două interfață perechii de fire răsucite controlate electronic, prin metode XON / XOFF. aplicații specializate demne ocolesc dificultatea de a crea o pre-transmisie și răspunsuri interogări.

La receptor de curent este convertit în tensiune, folosind un divizor rezistiv. În funcție de tensiunea aplicată rezistență 125 - 500 ohmi. Uneori, pe partea laterală a emițătorului sau receptorul este pus adaptor (semnal emițător) la interfața COM-port serial. Căderea de tensiune pe rezistorul este calculat prin legea lui Ohm, de exemplu, pentru valoarea nominală este de 250 ohmi este de 250 x 0,02 = 5 V. Prin urmare, receptorul poate fi necesar să fie calibrat la nivelul dorit.

buclă de curent În cazul în care se aplică

1. Controlul proceselor tehnologice. La fabricarea unei bucle de curent 4-20 mA este considerată interfața principală analogică. Este folosit „viu“ zero atunci când absența totală a unui semnal este o întrerupere de linie. Curent de 4 mA este uneori folosit ca putere pentru semnalul de intrare emițător sau un senzor este modulată și sa întors ca informație. Există lanțuri, în cazul în care bateria este separată, în cazul în care este modulat de semnal. Nici receptorul și nici transmițătorul nu-și petrece propria energie.
2. În zilele de telefonie analogică buclă de curent a rămas interfața preferată pentru conectare. Și astăzi mai sunt bate conductorul de curent în apartamente. Aici, telefonul este alimentat de la stația și modulează un semnal pentru a efectua un apel. La fel ca senzorul descris mai sus. Aceste linii au rămas ca o moștenire a vremurilor trecute. De exemplu, compania Bell System utilizează sursa de alimentare de curent continuu de până la 125 V.
3. Bucla de curent este uneori folosit pentru a transmite nivelul semnalului de informații. De exemplu, 15 mA înseamnă "arde!", 6 mA - "bine", 0 mA - linie de pauză. Orice producător mic-oraș stabilește propriile reguli și utilizează protocolul.
4. În telefonia pe o buclă de curent poate fi controlat de către stația de bază. Aceasta se numește "remote control DC." De exemplu, Motorola MSF-5000 foloseste un curent constant de 4 mA pentru transmiterea semnalelor de serviciu. Un exemplu de astfel de protocol:

• Nr curent - un comportament de recepție pe canalul 1.
• 6 mA - 1 canal de transmisie.
• -6 mA - să primească informații pe canalul 2.
• -12 mA - pentru a trece pe 2 canale.

interfață MIDI

MIDI format este popular printre muzicieni, un protocol audio digital specializat. La nivel fizic este organizat în conformitate cu bucla de curent mA schema 5. Desigur, din cauza nivel de unitate cu diferență de transfer direct standard, două nu sunt compatibile. Potrivit lui Michael Hooke, MIDI a fost dezvoltat în 1983 și a devenit regula de facto a conexiunii de sintetizatoare.

Wikipedia raportează că, în iunie 1981 Roland Corporation a depus un important producător de sintetizatoare - Obergeym Electronics - o idee standard de interfață. Deja în octombrie, Smith Obergeym Kakihashi și a discutat cu placa Yamaha, Korg și Kawai, și a demonstrat prima opțiune viabilă în noiembrie la expoziția AES a societății.

Doi ani de interfața este în curs de revizuire, iar în ianuarie 1983, Smith a intrat prin intermediul MIDI două sintetizator analogic. Este posibil de a pompa direct aranjament și pentru a crea noi melodii. Mai târziu, fișiere MIDI introduse în sprijinul sistemului de operare Windows, care permite în mod direct autorii angajate în tonuri de prelucrare, saturarea-le cu noi efecte speciale, care sunt absente în original sintetizatoare. Introducerea de probe de diferite instrumente permite jucătorului pentru a reda muzica de orice complexitate.

Utilizarea MIDI

MIDI folosit linii fizice la 5 mA. Rare 10. Izolarea prin optocuplor. O trăsătură caracteristică a semnalului de inversare a recunoscut:

1. Sunt curente.
2. Nici un curent.

Prin urmare, MIDI nu este direct compatibil cu bucla de curent convențional. Interfața fizică au văzut multe, dar nu știa numele. Outlet reprezintă vizual un disc dielectric cu laterale deschideri cutaway 5 sunt dispuse în jurul perimetrului (DIN). Ecranul de proiectare este acoperit de un cerc. Muzicieni reprezintă trei tipuri de interfețe:

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

Portul MIDI este uneori necesar pe placa de baza a unui calculator personal. Fizic, este utilizat în modul normal nu este folosit contactele 12 și 15 porturi DB-15S adaptor joc. TTL logic utilizat aici necesită un adaptor pentru andocare cu bucla de protocol standard sintetizator. circuitul convertor nu este prea complicat, cuprinde un optocuplor, o diodă, o serie de elemente logice.

Portul MIDI este programat prin UART ca COM-port serial. La vânzare sunt plăci de sunet cu MIDI sau sloturi separate pentru cartele de expansiune sunt în libertate.

Protocolul HART

Acest protocol Fieldbus de dezvoltare, utilizate masiv în industrie. 4-20 mA devine sub-bază bucla de curent și, prin urmare, se poate folosi perechii de fire răsucite, rămase din protocoalele depășite. Initial am considerat ukzospetsializirovannym interfață de comunicare standard, dar a fost expus publicului în 1986. Transmiterea HART vine pachet complet, având în compoziție:

1. Preambul - 5-20 bytes. Acesta servește pentru a sincroniza și de a identifica operatorul de transport.
2. Start-octet - 1 octet. Specifică numărul de master de autobuz.
3. Adresa - de la 1 la 5 octeți. Atribuit comandantului, iar funcționarul este o caracteristică specială a modului de lot.
4. Expansion - de la 0 la 3 octeți. Lungimea sa este specificată în start-octet.
5. Echipa - 1 octet. Faptul că funcționarul trebuie să le îndeplinească.
6. Numărul de octeți de date - 1 octet. dimensiunea câmpului de date în octeți.
7. Date - de la 0 la 255 de octeți. Datele pentru citirea procedurii.
8. Checksum - 1 octet. Acesta conține rezultatul XOR operațiune logică a tuturor octeților, cu excepția începerii și blocul de date finale.

Desigur, structura de pachete este tipic pentru dispozitive digitale, necesită o interpretare corectă a executării comenzii.