21/08/19 Progettare un ricevitore a current loop come fare

ROMA. Se vi siete sempre occupati di progettazione di PLC oppure di elettronica digitale questo mondo potrebbe risultarvi del tutto nuovo e anche apparentemente ostile, ma con un po’ di basi e di conoscenze scoprirete che non è così complicato come sembra ma è solo questione di abitudine; infatti se siete esperti di progettazione di PCB con tantissime funzionalità può risultare complicato apprendere nuove competenze.

Stiamo parlando di progetti tipo dei ricevitori a loop di corrente a 4-20 mA con un microcontrollore a 8 bit;  a chi è esperto nel settore può sembrare una cosa semplice e banale, ma se sete alla prime armi in questo settore vi assicuro che non è per niente semplice.

Loop di corrente a 4-20 mA cos’è?

Per chi non lo sapesse 4-20 mA è il range standard del settore potete trovare trasduttori a 4-20mA nell’HVAC, nella produzione, nei centri dati e in generale in tutti i settori dominati dai PLC e questo valore indica che la corrente diretta è compresa tra i 4 e i 20 Ma.

Per comprendere meglio questo concetto è necessario rispolverare le basi dell’elettrotecnica ossia la legge di Ohm I=V/R, la tensione può variare quando si trova tra i cavi del sensore al contrario della corrente che rimane costante, per questo motivo il flusso di corrente è il miglior parametro di misura: esso permette una stabilità e costanza migliori rispetto a qualsiasi altro valore di qualsiasi altra grandezza.

Si usa un range da 4 a 20 piuttosto che da 0 a 20 poiché è più facile rilevare problemi; infatti se il valore di corrente è inferiore ai 4 fa immediatamente pensare ad un problema come un sensore difettoso o un cavo danneggiato.

Realizzare un ricevitore a loop di corrente a 4-40 mA semplice e funzionante

se non siete ferrati nel settore e dovete convertire la corrente in tensione vi sareste affidati ad un circuito integrato, trascurando però la scelta migliore ossia un amplificatore sintoamplificatore a 4-20 ma considerando anche il prezzo e la facilità di utilizzo; se si opta per questa soluzione sono però da tenere in considerazione altri fattori come disturbi, interferenze e anelli di terra.

Se siete già più esperti sull’argomento capirete che la scelta migliore consiste nell’inserimento di una resistenza a bassa tolleranza.

Per convertire il segnale di corrente in una tensione misurabile è necessario far passare la corrente 4-30 mA in una resistenza ad elevata precisione prima che ritorni a terra; è importante la scelta della giusta resistenza per poi ottenere il valore di tensioni desiderato e per fare ciò è nuovamente necessaria la legge di Ohm. Dopo aver fatto ciò si collega la resistenza al convertitore analogico-digitale (ADC) del microcontrollore.

Perfetto, ora avete capito che si possono ottenere ottimi risultati anche utilizzando alternative molto più economiche che permettono di ottenere risultati ottimi ed affidabili. Ora avete appreso delle conoscenze importanti ed il prossimo passaggio è utilizzare un software adatto e professionale come CircuitStudio il quale permette di progettare nel migliore dei modi circuiti stampati a livello professionale riducendo, anche di molto, i costi.

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