Pramoninėje automatikoje plačiai naudojami jutikliai, kurių išėjimo srovė yra nuo 4 iki 20 mA. Pirmoji iš šių verčių atitinka matuojamos vertės diapazono apatinę ribą, antroji - viršutinę. Leiskite man paaiškinti abstrakčiu pavyzdžiu: tam tikras jutiklis matuoja kačių skaičių rūsyje nuo 0 iki 500 kačių. Nulinės katės atitinka 4 mA, penki šimtai kačių - 20 mA. Tarkime, dabar rūsyje yra 200 kačių. Mes apskaičiuojame srovę, kurią prietaisas turėtų išleisti eilutėje: I = 4 + 200 ((20-4) / 500) = 10,4 mA. Dabar perkelsime į priėmimo įrenginio šoną ir apskaičiuosime kačių skaičių pagal šią dabartinę vertę: N = (10,4–4) (500 / (20–4)) = 200 kačių. Linijos varžos ir imtuvo apkrovos tikslumui nereikalaujama: jutiklyje yra srovės stabilizatorius, dėl kurio linijai taikoma įtampa bus automatiškai nustatoma tiksliai taip, kaip reikia norint gauti nurodytą srovę. Žinoma, „gaminant“ vietoje kačių bus nuobodūs laipsniai arba megapaskaliai. Ir jei srovė nukris iki nulio mA, tai bus laikoma linijos pertrauka.
Reguliuojant sistemą, kurią sudaro jutiklis ir imtuvas, būtina patikrinti, ar sekundės reakcija į srovės pokyčius visame diapazone yra ir ar teisinga. Norėdami tai padaryti, vietoj jutiklio į liniją įtrauktas reguliuojamas srovės reguliatorius, kurio vertė priklauso nuo kintamo rezistoriaus rankenos padėties. Vieną iš šių įrenginių asistentų sukūrė „Instructables“ pavadinimu legisonkeith. Papildoma funkcija naminis yra stabilios įtampos nuo -10 iki +10 V ir nuo 0 iki +20 V generacija, kuri naudinga nustatant grandines op-amp.
Turėdami stabilų 5 V įtampos šaltinį ir kintamą rezistorių, turintį charakteristiką A, lengva gauti įtampą, kurios sklandžiai svyruoja nuo 0 iki 5 V. Ši įtampa gali būti naudojama įtampos valdomame srovės šaltinyje (IITS), kurio grandinė parodyta žemiau. Čia R1 yra rezistorius, nustatantis viršutinę srovės reguliavimo ribą (5 V / 250 omų = 0,02 A), o RL yra bendras linijos ir apkrovos pasipriešinimas, kai srovė keičiasi tam tikrose ribose, srovė nesikeičia. Ši grandinė leidžia modeliuoti tiek avarines (srovė nuo 0 iki 4 mA), tiek įprastas (nuo 4 iki 20 mA).
Pereikime prie visos įrenginių schemos:
Jį maitina nepolinis įtampos šaltinis nuo 20 iki 24 V (diagramoje neparodytas). Vedlys pasirinko paruoštą impulsų keitiklį, kurį maitina „Krona“. Keitiklio plokštėje yra tiuningo rezistorius, kuris turėtų būti nustatytas maždaug 22 V.Reikėtų nepamiršti, kad esant didelei drėgmei, net ši įtampa gali kelti tam tikrą pavojų.
Atskaitos įtampos (ION) šaltinis įrenginyje yra įprastas stabilizatorius 7805. Pirmajame prietaiso optiniame įtampoje, lygiai +5 V, tiekiama apeinant bet kokius reguliavimo elementus. Jis įjungiamas taip, kad padvigubintų šią įtampą, todėl jo išvestyje atsiranda stabili +10 V įtampa bendrojo laido atžvilgiu.
Taip pat modelio įtampa taikoma kintamajam rezistoriui, iš kurio kilnojamojo kontakto, kaip minėta aukščiau, galima pašalinti įtampą, kuri sklandžiai keičiasi nuo 0 iki +5 V. Ji tiekiama į antro ir trečio op-amperų įėjimus. Pirmasis jį sustiprina keturis kartus, leisdamas įgyti nuo 0 iki +20 V, palyginti su bendra viela, arba nuo -10 iki +10 V, palyginti su pirmo optinio stiprintuvo išvestimi.
Galiausiai trečiasis optinis stiprintuvas įjungiamas aukščiau aprašytu metodu, dėl kurio jis tampa stabilios srovės šaltiniu nuo 0 iki 20 mA. Antrojo ir trečiojo optinių stiprintuvų grandinės aprūpintos derinimo rezistoriais, kurie leidžia tiksliausiai pasirinkti stiprinimo koeficientus.
Norėdami padidinti patikimumą, įrenginyje yra įmontuoti apsauginiai diodai ir termistoriai, turintys teigiamą temperatūros koeficientą.
Kėbulą meistras pasirenka kaip gatavą, pavyzdžiui, „Hammond 1593PBK“. Tačiau įprasta jungiamoji dėžutė yra daug pigesnė ir ne ką prastesnė. Priekiniame skydelyje meistras daro skyles LED lemputei ir kintamam rezistoriui. Mažo skersmens skylė skirta skląsčiui, kuris apsaugo kintamo rezistoriaus korpusą nuo pasisukimo.
Ant šių skylių meistras klijuoja skalę, sulygindamas ant jos esančius apskritimus su išgręžtomis skylėmis:
Tada jis įdeda kintamą rezistorių, šviesos diodą ir maitinimo jungiklį:
Priekinis prietaiso skydelis yra paruoštas:
Vedlys prideda padidinimo keitiklį įrenginiui:
Ir tai sureguliuoja iki 22 V įtampos (labai aukštas tikslumas čia nereikalingas):
Paėmęs LM324 lustą, kuriame yra net keturi optiniai stiprintuvai (vienas iš jų liks nenaudojamas), vedlys surenka grandinę ant spausdintinės plokštės, tačiau taip pat tinka maketas:
Padaro zondus:
Įdeda plokštę į dėklą ir prijungia prie stiprintuvo keitiklio, šviesos diodo, kintamo rezistoriaus ir zondų:
Galiausiai vedlys pradeda išbandyti įrenginį:
Patikrinti būtina:
- įtampa +5 V tarp stabilizatoriaus 7805 išėjimo ir bendrosios vielos
- įtampa +10 V tarp pirmo optinio stiprintuvo išėjimo ir bendrojo laido
- įtampa, sklandžiai besikeičianti nuo 0 iki 20 V, tarp antro optinio stiprintuvo išėjimo ir bendrojo laido
- įtampa, sklandžiai besikeičianti nuo -10 iki +10 V, tarp antrojo ir pirmojo optinio stiprintuvo išėjimų
- srovė, sklandžiai besikeičianti nuo 0 iki 20 mA, esant srovės šaltinio išėjimui, surinktam trečiajame optiniame stiprintuve.
Kai naudojate dizainą, tuo pačiu multimetru galite papildomai valdyti įtampą ar srovę. Matuojant prietaiso sukuriamą įtampą, jis perjungiamas į voltmetro režimą ir prijungiamas lygiagrečiai išėjimui. Matuojant generuojamą srovę - perjunkite į miliammetro režimą ir įjunkite grandinę nuosekliai. Sklandžiai keisdami srovę ar įtampą, atsižvelgdami į tai, kam skirtas priėmimo įrenginys, stebėkite jo reakciją į tai, kas vyksta. Tokiu atveju neįmanoma užkirsti kelio pavojingų situacijų sukimui pavaroms, valdomoms priimančiojo įrenginio.