घरेलू हार्ट चिप HART1200M का उपयोग करके हार्ट प्रेशर ट्रांसमीटर का विकास
सेंसर ट्रांसमीटरों के डिज़ाइन में हार्ट प्रोटोकॉल का महत्वपूर्ण स्थान है। संक्षेप में कहें तो, सरल ट्रांसमीटर डिज़ाइन पारंपरिक रूप से एक एनालॉग मान को पास करते हैं, जिसे अक्सर एक वर्तमान लूप के माध्यम से प्रक्रिया चर (पीवी) कहा जाता है। यह पीवी आम तौर पर एक सेंसर मान (आर्द्रता, तापमान, पीएच, दबाव) से जुड़ा होता है जिसे 4 से 20 एमए एनालॉग सिग्नल द्वारा दर्शाया जाता है। एनालॉग मान एनालॉग फ्रंट-एंड सर्किटरी तक पहुंचने के लिए तार के किलोमीटर से अधिक यात्रा कर सकता है, जो शंट प्रतिरोधी में संभावित गिरावट को रिकॉर्ड करता है क्योंकि यह प्रेषित सेंसर मान की व्याख्या करता है।
अब, यदि आप लंबी वायरिंग के माध्यम से किसी मूल्य का संचार करना चाहते हैं तो यह बहुत अच्छा है। लेकिन क्या होगा यदि आप उन्हीं दो तारों पर अतिरिक्त डेटा भेजना या प्राप्त करना चाहते हैं? ट्रांसमीटर डिज़ाइन में हार्ट को शामिल करके।
ए को शामिल करकेहार्ट मॉडेम, आपका ट्रांसमीटर डिज़ाइन अब अंशांकन दिनचर्या की एक विस्तृत श्रृंखला को संचारित कर सकता है, डायग्नोस्टिक डेटा भेज सकता है, या अन्य सेंसर प्लेटफार्मों से पीवी संचार कर सकता है। यह संचार एचएआरटी आवृत्ति शिफ्ट कुंजीयन (एफएसके) तरंग के माध्यम से पूरा किया जा सकता है, जो एक एनालॉग वर्तमान सिग्नल से जुड़ा हुआ है .
दो-तार वाले हार्ट ट्रांसमीटर डिज़ाइन के विवरण में जाने से पहले, सरल दो-तार ट्रांसमीटर डिज़ाइन पर क्रैश कोर्स (या पुनश्चर्या पाठ्यक्रम) लें। क्या आपने अभी तक पुनश्चर्या पूरी कर ली है? आश्चर्यजनक रूप से आप आधे रास्ते पर हैं।
आइए चित्र 1 में दिखाए गए सर्किट से शुरू करें।
यह सर्किट थोड़ा कठिन लग सकता है, लेकिन इस सर्किट और सिंपल टू-वायर ट्रांसमीटर डिज़ाइन ब्लॉग पोस्ट में दिखाए गए सर्किट के बीच एकमात्र अंतर DAC8740H हार्ट मॉडेम का समावेश है। DAC8740H हार्ट मॉडेम की कम शांत धारा 180μA है, जो इस मॉडेम को कम-शक्ति सेंसर-ट्रांसमीटर समाधान के लिए एक उत्कृष्ट उम्मीदवार बनाता है। लूप करंट में लाभ (1+R3/R4) टकराव प्रक्रिया में दिखाई गई विधि का उपयोग करके निर्धारित किया जाएगा।
के बीच केवल दो कनेक्शन हैंहार्ट मॉडेमऔर ट्रांसमीटर, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। हार्ट मॉडेम का DAC8740H मॉडआउट पिन एक एसी कपलिंग कैपेसिटर, C1 के माध्यम से ट्रांसमीटर से जुड़ा है। यह संधारित्र, R6 के साथ, एक उच्च-पास फ़िल्टर बनाता है जो 1/(2 x π x R6 x C1) की चयनित कटऑफ आवृत्ति के नीचे आवृत्तियों को क्षीण करता है।
ऑपरेशन के दौरान, हार्ट एफएसके सिग्नल मॉडआउट द्वारा संचालित होता है और 1mApp के एफएसके आयाम के साथ लूप करंट के एनालॉग मान पर आरोपित होता है। रेसिस्टर R6 बदलता है और एफएसके आयाम सेट करता है जो हार्ट मॉडेम से U3 के नॉन-इनवर्टिंग टर्मिनल से श्रृंखला में जुड़ा होता है। सुपरपोज़िशन द्वारा, समीकरण 1 वर्तमान लूप के एसी घटक की गणना इस प्रकार करता है:
समीकरण 1:
इस प्रकार, R6 = (VHART/तृतीय पीपी) (1 + R3/R4)।
R3, R4 के योजनाबद्ध मान और मॉडआउट के पीक-टू-पीक वोल्टेज को प्रतिस्थापित करने से R6 का मान प्रकट होगा। एक बार R6 का मान प्राप्त हो जाने पर, C1 की गणना हाई-पास फिल्टर की कटऑफ आवृत्ति का चयन करके की जा सकती है। हार्ट मॉडेम संदर्भ डिजाइन के साथ एक उच्च परिशुद्धता, लूप-संचालित, 4mA से 20mA फ़ील्ड ट्रांसमीटर में, एक कटऑफ आवृत्ति होती है 679Hz सुनिश्चित करता है कि 1200Hz और 2200Hz से नीचे के शोर और आवृत्तियों को हार्ट बैंड फ़्रीक्वेंसी रेंज को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित किए बिना कुशलतापूर्वक कम किया जाता है।
हार्ट सिग्नल प्राप्त पिन - DAC8740H MOD_IN पिन - एसी कपलिंग कैपेसिटर C2 के माध्यम से और आंतरिक बैंडपास फिल्टर में ट्रांसमीटर सर्किटरी के सकारात्मक बस पावर नेटवर्क से जुड़ा है।
अगला कदम टीएमपी116 जैसे सेंसर इंटरफ़ेस को चुनकर एक स्मार्ट सेंसर-ट्रांसमीटर समाधान बनाना है, जो एकल चिप से क्लास ए प्रतिरोध तापमान डिटेक्टर (आरटीडी) की तुलना में बेहतर सटीकता प्रदान करता है।
