Prúdovej slučky

Prúdová slučka - je dvojvodičové rozhranie pre prenos dát, kde sú údaje uložené do aktuálnej hodnoty.

vďaka

Mnohé vďaka Michaelovi Hooke pre zaujímavých kníh. Potom, čo autor začne študovať modernej elektroniky s encyklopédií a publikácie tohto pozoruhodného muža. Bez internetu učebnice musel trpezlivo otáčanie stránok svojich rúk a myši bežal hlavne v podpoli.

Spoločnosť Murata neustále poskytuje čitateľom čerstvé informácie, takže teraz budú informovaní o novinkách a čitateľov. Príslušné výrobky už bolo spomenuté v kapitole o tŕstia senzorov. Reč je o najnovšom vývoji - Redrock.

potreba slučky

4-20 mA prúdová slučka je považovaný za spoločný protokol prenosu informácií senzora. Priemysel je často nutné pre meranie fyzikálnych parametrov, napríklad:

• tlak;
• teplota;
• Prúd kvapaliny.

Vyvstáva potreba neustále, keď informácie, ktoré majú byť prenášané na vzdialenosť stoviek metrov alebo viac. Prúdovej slučky je považovaný za pomalý digitálne rozhranie, a to je vzhľadom k nabitie kapacity kábla source (ktorá sa prejavuje čoraz častejšie), pre analógové alebo digitálne zariadenia docela príležitostí chýba. Vysielače sú dodávané s batériami o 12 (zriedka) alebo 24 (väčšina). Tá umožní ďalej odovzdávajú informácie zmysluplným parametra sa stáva aktuálna, nie napätie. Čím dlhšia je čiara, tým väčšia je pokles napätia.

V tomto zavádzajúcim technických riešení má niekoľko nevýhod. Po prvé, je nutné použiť tienený kábel, a za druhé, zvýšenie hodnôt vzdialenosť k prudkému poklesu účinnosti. Typická prúdová slučka sa skladá zo štyroch častí:

1. Napájanie. Ľubovoľnom mieste.
2. Prijímač alebo monitor.
3. Vysielač (senzor).
4. menič napätia prúdu.

Snímače poskytujú informácie úmerný meraného parametra, zastúpené napätie. Preto musíme urobiť v súčasnej transformácie. Potom je informácia kódovaná buď úrovne prúdu, alebo v binárnom tvare: 4 mA - nula až 20 mA - edinichka. Na strane prijímača dát je dešifrovanie.

Digitálne fanúšikovia hovoria nízkorýchlostné slučku. V skutočnosti, keď je vstupný tepelná kapacita 75 pF / m kilometra vodičov segmente tvorí kondenzátor o nominálnej hodnote 75 nF. So zvyšujúcou sa frekvenciou, odpor kvapky, účinok vyhladzovania a filtrácie nedáva právo na prácu s informáciami. Po dobu 19 ms, kondenzátor úplne naplnený z 5V, čo spôsobuje obmedzenie všimol v 9,6 kbit / s.

Vlastne prúdovej slučky je považovaný za zastaraný protokol na svojom mieste pripravené k Other masívne používajú, napríklad, MIDI, a málo známe širokej verejnosti priemyselné rozhranie HART.

všeobecné informácie

Prvé prekvapenie sa stáva nedostatok jednotných štandardov. Oni sa stal dominantným protokolom 4-20 mA, 0-20 mA a 0-60 mA, žiadna tvrdá a rýchla pravidlá. Prúdovej slučky môžu byť prenášané žiadne informácie. Pokiaľ sa jedná o binárny kód, jednotka zodpovedá za prítomnosti prúdu 20 mA, v závislosti od konfigurácie systému, a nulu, - žiadny signál, alebo prítomnosť 4 mA. Ak dôjde paket prerušenie prenosové linky, nutne je identifikovaný pomocou stôp byte.

Rozhranie používa s 50s pôvodne kódované jednotku ako 60 mA DC. Preto účinnosť systému je oveľa nižšia. Slučka 20 mA sa objavil v roku 1962 ako signál pre ďalekopisu - u vzdialených tlačových správ (pripojené dva elektrické písacie stroje). Od začiatku 80. rokov sa snažil obmedziť prúd, nie vždy úspešne. Rozhodli sme sa urobiť kompromis:

1. 4 mA znamená "živý" nulový. Aby systém presne vedieť, nie to, či došlo k zlomu v sieti.
2. Jednotka je stále 20 mA.

Hlavným obmedzením je prenos dát vzdialenosť. Na nastavenie ovplyvňuje dátový tok: kilometer dráha na prípustnú rýchlosť prenosu dát je 9600 bitov / s. Nad 19,2 kbit / s riadku sa nepoužíva. V dôsledku toho je rozsah ovplyvnená elektrických parametrov vedenia a hladiny hluku. Prúdovej slučky by bolo nahradené na myšlienke Fieldbus, vlastne vstúpil do použitia štandardnej RS-485 dnes (1983) - voľba COM-portu. Dokonca aj dnes, svorky na RS-232 protokol, sú spojené pomocou prúdovej slučky, a na prijímacej strane sa vykonáva potrebné transformácie. Niekedy zvolení tlačiarne pracujú na protokole. Predpokladajme, že existuje teoretický limit kbis 115 / s, v praxi použiteľné na 9600.

Zvláštnosťou prúdovej slučky - vysielač nevenuje pozornosť na stres. Výkon sa líšia. Hlavná vec - aby vydržali aktuálnu hodnotu 20 mA. Preto, čím dlhšia je čiara, tým je nižšia účinnosť. To je prísne vynútená pravidlo. Schádza sa pravidelne prúdovej slučky s galvanickým oddelením. Pre tento účel, Optocoupler a podobné polovodičové konštrukcie.

Obvykle sa používa tienený kábel, aby nedošlo k paralelný kapacitné rušivé vplyvy, ktoré nie je možné kompenzovať alebo stopu. Ak chcete vytvoriť sieť dobre hodí tienené vinutý pár. Vzhľadom k tesnej prepletanie káblov, eliminuje vonkajšie interferencii v podobe indukčného a spoločné hluku režim. Pre vytvorenie duplexnú kanál pomocou dva krútené páry rozhrania programovo riadené pomocou metód XON / XOFF. Hodné špecializované aplikácie obísť obtiaž vytvorenie pre-prenos a odpovede otázky.

V prijímači sa prúd premenený na napätie pomocou odporového deliča. V závislosti od napätia aplikuje Odolnosť 125 - 500 ohmov. Niekedy sa na strane vysielača a prijímača je kladený adaptér (vysielač signálu) k sériovému COM-port rozhrania. Pokles napätia na odpore sa vypočíta podľa Ohmovho zákona, napríklad pre menovitá hodnota je 250 ohmov, je 250 x 0,02 = 5 V. V súlade s tým, prijímač môže byť nutné kalibrovať na požadovanej úrovni.

Kde je to vhodné prúdovej slučky

1. Riadenie technologických procesov. Pri výrobe prúdovej slučky 4-20 mA je považovaná za hlavný analógové rozhranie. To používalo "live" zero ak celková absencia signálu je koniec riadku. Prúd 4 mA sa niekedy používa ako zdroja napájania je vstupný signál z vysielača a snímača modulované a vrátil sa ako informácie. K dispozícii sú reťaze, kedy batérie je zvlášť, ak je modulovaný signál. Ani Prijímač ani vysielač netrávi svoj vlastný energiu.
2. V dňoch analógové prúdovej slučky telefónia zostal obľúbený rozhranie pre pripojenie. A dnes je stále viac sa bije prúdový vodič v apartmánoch. Tu, telefón je napájaný zo stanice a moduluje signál k uskutočnenie hovoru. Rovnako ako v prípade vyššie popísaného snímača. Tieto riadky zostal ako dedičstvo minulosti časov. Napríklad firma Bell System využíva DC napájania až do 125 V.
3. Prúdová slučka je niekedy používaný k prenosu informačnej úrovne signálu. Napríklad 15 mA znamená "horieť!", 6 mA - "v poriadku", 0 mA - koniec riadku. Každý výrobca malomestský určuje svoje vlastné pravidlá a používa protokol.
4. V telefóniu cez prúdovej slučky môže byť riadená základňovou stanicou. Tento jav sa nazýva "diaľkové ovládanie DC." Napríklad Motorola MSF-5000 využíva konštantného prúdu 4 mA pre prenos servisných signálov. Príkladom takého protokolu:

• Žiadny prúd - správanie príjem na kanáli 1.
• 6 mA - 1 vysielací kanál.
• -6 mA - príjem informácií o kanáli 2.
• -12 mA - preniesť na kanáli 2.

MIDI interface

formátu MIDI je populárny medzi hudobníkmi, špecializované digitálne audio protokolu. Na fyzickej úrovni je organizovaná podľa schémy 5 mA prúdové slučky. Samozrejme, vzhľadom k rôznej úrovni jednotky priamo prenášať štandardné dva nie sú kompatibilné. Podľa Michaela Hooke, MIDI bol vyvinutý v roku 1983 a stala sa de facto pravidlo pripojenie syntetizátorov.

Wikipedia uvádza, že v júni 1981 Roland Corporation podal hlavný výrobca syntetizátorov - Obergeym Electronics - štandardné rozhranie nápad. Už v októbri, Smith Obergeym Kakihashi a prerokoval s radou Yamaha, Korg a Kawai a demonštroval prvý fungujúci voľby v novembri na výstave AES spoločnosti.

Dva roky rozhranie je revidovaný, av januári 1983, Smith sa pripojil cez MIDI dvoch analógových syntetizátorov. Je možné priamo čerpadla usporiadanie a vytváranie nových skladieb. Neskôr MIDI súbory zavedené na podporu operačného systému Windows, ktorý umožňuje autorom priamo zaoberá spracovaním tónov, nasýtenie za nové špeciálne efekty, ktoré sú neprítomné v origináli syntetizátory. Zavedenie vzoriek rôznych nástrojov umožňuje hráčovi hrať hudbu akejkoľvek zložitosti.

použitie MIDI

MIDI používa fyzickej liniek na 5 mA. Zriedkavé 10. Izolácia pomocou optočlenu. Charakteristickým rysom uznaného inverzii signálu:

1. K dispozícii sú aktuálne.
2. Žiadny prúd.

Preto MIDI nie je priamo kompatibilný s konvenčným prúdovej slučky. Fyzické rozhranie videli veľa, ale nepoznal meno. Výstupné vizuálne predstavuje dielektrickú disk s znázorňuje bočné otvory 5 sú usporiadané po celom obvode (DIN). Obrazovka návrh sa vzťahuje kruhu. Hudobníci platili pre tri typy rozhranie:

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

MIDI port je niekedy nutné na základnej doske osobného počítača. Fyzicky je využívaná v je normálny režim nepoužíva kontaktov 12 a 15 porty DB-15S hra adaptéra. TTL logiky v tomto texte používa vyžaduje adaptér stykovanie so štandardnou syntezátor protokolu slučky. prevodník obvod nie je príliš zložitá, obsahuje optočlen, dióda, rad logických prvkov.

MIDI port programovať pomocou UART ako sériový COM port. Na predaj sú zvukové karty s MIDI alebo samostatnými sloty expanzie karty sú na úteku.

protokol HART

Tento vývoj protokol zbernice, masívne používajú v priemysle. Pripojovacie doska stane 4-20 mA prúdové slučky, a preto sa môžu používať krútený pár, ktoré zostali z zastaraných protokolov. Spočiatku som považoval ukzospetsializirovannym štandardné komunikačné rozhranie, ale šiel na verejné displeji v roku 1986. Prenos HART je kompletný balík, majúci zloženie:

1. Preambula - 5-20 bajtov. Slúži na synchronizáciu a identifikáciu nosiča.
2. Start-byte - 1 byte. Určuje bus master číslo.
3. Adresa - od 1 do 5 bajtov. Pridelený k veliteľovi a sluha je Zvláštnosťou dávkovom režime.
4. Expanzia - od 0 do 3 bajtov. Jeho dĺžka je uvedená v úvodnej byte.
5. Team - 1 byte. Skutočnosť, že zamestnanec musí splniť.
6. Počet bajtov dát - 1 byte. Veľkosť dátové polia v bytoch.
7. Dáta - od 0 do 255 bajtov. Dáta pre čítanie postupu.
8. Kontrolný - 1 byte. Obsahuje výsledok logické operácie XOR všetkých bytov, s výnimkou počiatočné a konečné dátového bloku.

Samozrejme, že štruktúra paketov je typická pre digitálne zariadenia, vyžaduje na interpretáciu vykonanie príkazu.