Разработка датчика давления ХАРТ с использованием отечественного чипа HART1200M.
Протокол ХАРТ занимает важное место в конструкции датчиков-передатчиков. Подводя итог, можно сказать, что простые конструкции преобразователей традиционно передают аналоговое значение, часто называемое переменной процесса (PV), через токовую петлю. Эта PV обычно связана со значением датчика (влажность, температура, рН, давление), которое представлено аналоговым сигналом от 4 до 20 мА. Аналоговое значение может преодолевать километры проводов, чтобы достичь аналоговой входной схемы, которая записывает падение потенциала на шунтирующем резисторе при интерпретации переданного значения датчика.
Это здорово, если вы хотите передать значение посредством длинной проводки. Но что, если вы хотите отправить или получить дополнительные данные по тем же двум проводам? Путем включения ХАРТ в конструкцию преобразователя.
ВключивХАРТ-модем, конструкция вашего преобразователя теперь может передавать широкий спектр процедур калибровки, отправлять диагностические данные или передавать значения переменных с других платформ датчиков. Эту связь можно осуществлять с помощью сигнала частотной манипуляции ХАРТ (ФСК), который связан с аналоговым сигналом тока. .
Прежде чем углубляться в детали конструкции двухпроводного преобразователя ХАРТ, пройдите ускоренный курс (или курс повышения квалификации) по конструкции простого двухпроводного преобразователя. Вы уже прошли переподготовку? Удивительно, но вы уже на полпути.
Начнем со схемы, показанной на рисунке 1.
Эта схема может показаться немного устрашающей, но единственное отличие этой схемы от схемы, показанной в блоге «Простой двухпроводный преобразователь», заключается в использовании ХАРТ-модема DAC8740H. Низкий ток покоя модема DAC8740H ХАРТ составляет 180 мкА. что делает этот модем отличным кандидатом на роль датчика-передатчика с низким энергопотреблением. Прирост тока контура (1+R3/R4) будет определен с использованием метода, показанного в процедуре столкновения.
Между ними есть только две связи.ХАРТ-модеми передатчик, как показано на рисунке 2. Вывод МОДУТ DAC8740H модема ХАРТ подключен к передатчику через конденсатор связи по переменному току, C1. Этот конденсатор вместе с R6 создает фильтр верхних частот, который ослабляет частоты ниже выбранной частоты среза 1/(2 x π x R6 x C1).
Во время работы сигнал ХАРТ ФСК управляется МОДУТ и накладывается на аналоговое значение тока контура с амплитудой ФСК 1 мА. Резистор R6 изменяет и устанавливает амплитуду ФСК, который подключается последовательно от модема ХАРТ к неинвертирующему выводу U3. Посредством суперпозиции уравнение 1 рассчитывает составляющую переменного тока токовой петли следующим образом:
Уравнение 1:
Таким образом, R6 = (ВХАРТ/IIOUT пп) (1 + R3/R4).
Замена схематических значений R3, R4 и размаха напряжения МОДУТ покажет значение R6. Как только значение R6 получено, можно рассчитать C1, выбрав частоту среза фильтра верхних частот. 679 Гц обеспечивает эффективное подавление шума и частот ниже 1200 Гц и 2200 Гц без существенного влияния на диапазон частот ХАРТ.
Вывод приема сигнала ХАРТ — вывод MOD_IN DAC8740H — подключен к положительной шине питания схемы передатчика через конденсатор связи по переменному току C2 и к внутреннему полосовому фильтру.
Следующим шагом является создание интеллектуального решения «датчик-передатчик», выбрав интерфейс датчика, такой как ТМП116, который обеспечивает более высокую точность, чем резистивный температурный детектор класса А (РТД) на одном чипе.
