Sistema de transmissão analógica sem fio

No controle industrial, muitas vezes é necessário converter várias grandezas físicas não elétricas, como temperatura, pressão, velocidade e ângulo, em sinais elétricos analógicos para transmissão. Entre eles, o sinal de corrente 4-20mA é um sinal analógico amplamente utilizado. Este modo de transmissão possui modo de comunicação simples, forte capacidade anti-interferência e função de diagnóstico de falhas relativamente confiável. A razão para usar o sinal de corrente é que ele não é fácil de sofrer interferência, e a resistência interna da fonte de corrente é infinita, e a resistência do fio em série no loop não afeta a precisão, podendo transmitir centenas de metros no par trançado comum.

O limite superior é de 20mA devido aos requisitos à prova de explosão: a energia da faísca causada pelo liga-desliga da corrente de 20mA não é suficiente para inflamar o gás.

O limite inferior de 4mA é para evitar interferências e fornecer a corrente estática de trabalho do circuito para o sensor.

Além disso, como quando a linha de transmissão é interrompida devido a uma falha, a corrente do loop cai para 0, então 0mA é usado para detecção de desconexão e 2mA geralmente é considerado o valor do alarme de desconexão.

A interface de instrumentação que utiliza sinal de corrente de 4-20 mA é um sistema de dois fios. Os dois fios são linhas de energia e precisam fornecer alimentação de 24vDC para alimentar os instrumentos; elas também são linhas de sinal que emitem sinais de corrente de 4 a 20 mA para os instrumentos.

No entanto, o sinal de corrente 4-20mA precisa ser transmitido através de fios. Em aplicações práticas, às vezes é encontrado o problema de inconveniência na fiação.

Se o sinal com fio for substituído por um sinal sem fio, uma vez que a interface do sinal sem fio é principalmente uma interface digital, ela não é compatível com a interface original de dois fios do sinal de corrente de 4-20mA.

Vantagens do sistema de transmissão analógica sem fio:

Este sistema pode substituir a transmissão com fio do sinal de corrente 4-20mA pela transmissão sem fio. A interface também usa a interface de dois fios do instrumento e medidor originais, e o custo de modificação é baixo e o uso é conveniente.

A solução fornecida pela NiceRF:

Este sistema é dividido em extremidade de transmissão e extremidade de recepção. O terminal de transmissão é o terminal de entrada de sinal 4-20mA e o terminal de recepção é o terminal de saída de sinal 4-20mA. O processo de trabalho é que o transmissor converte o sinal de entrada de dois fios 4-20mA em um sinal digital por meio do chip de conversão e o envia sem fio. Depois de receber o sinal, a extremidade receptora restaura o sinal digital para um sinal analógico e o envia através do sistema de dois fios.

Passos para transmitir:

Etapa 1: Conecte o sinal de corrente de entrada 4-20mA ao circuito de conversão ADC dentro do transmissor para converter o sinal de corrente em um sinal de tensão.

Etapa 2: O circuito de conversão ADC conecta o sinal de tensão ao pino de detecção AD do microcontrolador e converte o sinal de tensão em dados.

Etapa 3: O microcontrolador transmite os dados para o módulo sem fio LoRa e controla o módulo sem fio LoRa para transmitir os dados.

Etapa 4: Repita as etapas 1 a 3.

Diagrama de blocos do transmissor:

Passos para receber:

Etapa 1: A extremidade receptora sempre detecta o sinal sem fio.

Etapa 2: Repita a etapa 1 quando nenhum sinal sem fio for detectado.

Passo 3: Quando o sinal for recebido, pule para o passo 4.

Etapa 4: A extremidade receptora restaura os dados sem fio para um sinal de tensão e os envia para o circuito de conversão de sinal.

Etapa 5: O circuito de conversão de sinal converte o sinal de tensão em um sinal de corrente de 4-20mA.

Etapa 6: O receptor pula para a etapa 1.

Diagrama de blocos do receptor: