Slėgio siųstuvo sukūrimas naudojant buitinį lustą HART1200M
HART protokolas turi svarbią vietą jutiklių siųstuvų konstrukcijoje. Apibendrinant galima pasakyti, kad paprastos siųstuvų konstrukcijos tradiciškai perduoda analoginę reikšmę, dažnai vadinamą proceso kintamuoju (PV), per srovės kilpą. Šis PV paprastai siejamas su jutiklio verte (drėgmė, temperatūra, pH, slėgis), kuri yra vaizduojama 4–20 mA analoginiu signalu. Analoginė vertė gali nukeliauti kilometrus laido, kad pasiektų analoginę priekinę grandinę, kuri registruoja potencialo kritimą per šunto rezistorių, kai interpretuoja perduodamą jutiklio vertę.
Dabar tai puiku, jei norite perduoti vertę per ilgus laidus. Bet ką daryti, jei norite siųsti arba gauti papildomų duomenų tais pačiais dviem laidais? Į siųstuvo dizainą įtraukiant HART.
Įtraukus aHART modemas, jūsų siųstuvo dizainas dabar gali perduoti daugybę kalibravimo procedūrų, siųsti diagnostinius duomenis arba perduoti PV iš kitų jutiklių platformų. Šis ryšys gali būti atliktas naudojant HART dažnio poslinkio raktų (FSK) bangos formą, kuri yra sujungta su analoginiu srovės signalu. .
Prieš pasinerdami į dviejų laidų HART siųstuvo dizaino detales, išklausykite greitąjį (arba atnaujinimo kursą) apie paprastą dviejų laidų siųstuvo dizainą. Ar jau baigėte atnaujinimą? Nuostabu, kad esate pusiaukelėje.
Pradėkime nuo grandinės, parodytos 1 paveiksle.
Ši grandinė gali atrodyti šiek tiek bauginanti, tačiau vienintelis skirtumas tarp šios grandinės ir tos, kuri parodyta paprasto dviejų laidų siųstuvo dizaino tinklaraščio įraše, yra DAC8740H HART modemo įtraukimas. Žema DAC8740H HART modemo ramybės srovė yra 180 µA, todėl šis modemas yra puikus kandidatas į mažos galios jutiklio-siųstuvo sprendimą. Kilpos srovės stiprinimas (1+R3/R4) bus nustatytas naudojant metodą, parodytą susidūrimo procedūroje.
Tarp jų yra tik du ryšiaiHART modemasir siųstuvą, kaip parodyta 2 paveiksle. HART modemo DAC8740H MODOUT kaištis yra prijungtas prie siųstuvo per kintamosios srovės sujungimo kondensatorių C1. Šis kondensatorius kartu su R6 sukuria aukšto dažnio filtrą, kuris susilpnina dažnius, esančius žemiau pasirinkto ribinio dažnio 1/(2 x π x R6 x C1).
Veikimo metu HART FSK signalas yra valdomas MODOUT ir uždedamas ant analoginės kilpos srovės vertės, kurios FSK amplitudė yra 1 mApp. Rezistorius R6 keičia ir nustato FSK amplitudę, kuri nuosekliai jungiama iš HART modemo į neinvertuojantį U3 gnybtą. Pagal superpoziciją 1 lygtis apskaičiuoja srovės kilpos kintamosios srovės komponentą taip:
1 lygtis:
Taigi, R6 = (VHART/IIOUT pp) (1 + R3/R4).
Pakeitus schematines R3, R4 reikšmes ir MODOUT įtampą nuo smailės iki maksimumo, bus atskleista R6 reikšmė. Kai gaunama R6 reikšmė, C1 galima apskaičiuoti pasirinkus aukšto dažnio filtro ribinį dažnį. Didelio tikslumo, grandinės maitinimo, nuo 4 mA iki 20 mA lauko siųstuve su HART modemo etalonine konstrukcija, ribinis dažnis 679 Hz užtikrina, kad triukšmas ir žemesni nei 1200 Hz ir 2200 Hz dažniai būtų efektyviai slopinami, nedarant reikšmingos įtakos HART juostos dažnių diapazonui.
HART signalo priėmimo kaištis - DAC8740H MOD_IN kaištis - yra prijungtas prie siųstuvo grandinės teigiamos magistralės maitinimo tinklo per kintamosios srovės sujungimo kondensatorių C2 ir į vidinį dažnių juostos filtrą.
Kitas žingsnis – sukurti išmanųjį jutiklio-siųstuvo sprendimą, pasirenkant tokią jutiklio sąsają kaip TMP116, kuri siūlo didesnį tikslumą nei a klasės atsparumo temperatūros detektorius (RTD) iš vieno lusto.
