Se siete abituati ad occuparvi di progettazione di PLC o di elettronica digitale potreste trovarvi un po’ spaesati e confusi, ma con delle conoscenze di base e un po’ di esperienza capirete che in realtà non è così complicato come sembra e con il tempo ci farete l’abitudine; se però siete esperti di progettazione di PCB con tantissime funzionalità può essere complesso apprendere cose nuove in un campo del tutto diverso.
Ci stiamo riferendo a dei progetti tipo dei ricevitori a loop di corrente a 4-20 mA con un microcontrollore a 8 bit; per chi è abituato a progettare cose simili può risultare una cosa facile e banale, ma se siete alle prime esperienze in questo campo state tranquilli che non è per niente semplice.
Cos’è un loop di corrente a 4-20 mA?
Per chi non fosse a conoscenza 4-20 mA è il range standard del settore, infatti potete trovare trasduttori a 4-20 mA 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 capire meglio questo concetto è importante ricordarsi le basi dell’elettrotecnica ovvero la legge di Ohm I=V/R, la tensione quando si trova tra i cavi del sensore può cambiare al contrario della corrente la quale rimane costante, ed ecco la spiegazione per la quale il flusso di corrente è il miglior parametro di misura. Permette costanza e stabilità migliori rispetto a qualsiasi altro valore di un’altra qualsiasi grandezza.
Viene utilizzato un range da 4 a 20 mA perché ciò rende più facile la rilevazione di problemi; se il valore di corrente scende sotto i 4 significa che è presente un problema come un sensore difettoso o un cavo rovinato.
Creare un ricevitore a loop di corrente a 4-40 mA semplice e che funzioni
Se non siete pratici del settore e avete la necessità di convertire la corrente in tensione avreste sicuramente optato per un circuito integrato, trascurando però la scelta migliore ovvero un amplificatore sintoamplificatore a 4-20 mA tenendo in considerazione anche il prezzo e la semplicità d’utilizzo. Se viene adottata questa soluzione sono da tenere in considerazione altri fattori come disturbi, interferenze e anelli di terra. E la scelta migliore è l’aggiunta di una resistenza a bassa tolleranza.
Per convertire il segnale di corrente in una tensione misurabile è importante far passare la corrente 4-30 mA attraverso una resistenza ad elevata precisione prima che ritorni a terra; è fondamentale la scelta della giusta resistenza in modo tale da ottenere poi il valore di tensione desiderato; per scegliere il valore è necessario applicare la legge di Ohm. Dopo questi passaggi si collega la resistenza al convertitore analogico-digitale (ADC) del microcontrollore.
Dopo questa spiegazione avete capito che si possono ottenere grandi risultati usando alternative meno costose che permettono di ottenere buoni e affidabili risultati. Ora che avete appreso delle conoscenze per metterle in campo è necessario utilizzare il giusto software come CircuitStudio
