2. Thiết kế chế tạo phần cứng
2.5. Module vào/ra tương tự
ỉ Module vào tương tự
Khối đầu vào tương tự, thiết kế gồm cú 4 đầu vào tương tự 0-5V hoặc 0-100mV hoặc 0/4-20mA. Đõy là cỏc dải tớn hiệu hay sử dụng trong cụng nghiệp. Để lựa chọn dải tớn hiệu dạng điện ỏp hay dũng điện chỉ việc thực hiện thụng qua cỏc jump được gắn trờn mạch in. Khối lọc thụng thấp thực hiện lọc cỏc tớn hiệu tần số cao, trước khi đưa vào ADC. IC chuyển đổi AD là loại AD7794 của hóng Analog Devices, đõy là ADC 24
bớt kiểu Δ-Σ), hoạt động ở điện ỏp cấp +5VDC, đầu ra nối tiếp chuẩn SPI. Trờn
AD7794 cú khuếch đại PGA cho phộp thay đổi hệ số khuếch đại tớn hiệu đầu vào
0..128, và cho phộp chế độ cú hoặc khụng cú bộ đệm đầu vào.
Hỡnh 16 Sơ đồ khối vào tương tự
ỉ Module ra tương tự
Hỡnh 17 Sơ đồ khối ra tương tự
PWM 3,3V
Vi điều khiển 6N137
3 PWM 24V
Khuếch đại Lọc thụng thấp AD7794
0-100mV (0/4-20mA) Vi điều khiển Cỏch ly ADuM3400 ADuM3401 SPI SPI 4 AI (0-5V) DAC MCP4922 SPI Vi điều khiển Chuyển đổi ỏp/ dũng XTR111 (0-5V) (0/4-20mA) Nguồn chuẩn 2.5V MC1403 Cỏch ly ADuM3400 ADuM3401 SPI
Khối đầu ra tương tự, thiết kế gồm cú 2 đầu ra tương tự 0-5V, hoặc 0/4-20mA. Bộ
chuyển đổi DA được lựa chọn là MCP4922 của hóng Microchip. MCP4922 là vi
mạch chuyển đổi DA 12 bit với 2 kờnh đầu ra cú tốc độ cao (tần số biến đổi 4,5ms).
IC này giao tiếp theo chuẩn SPI với tốc độ lờn tới 20MHz. Tớn hiệu đầu ra dạng điện
ỏp. Điện ỏp chuẩn được lấy từ IC điện ỏp chuẩn 2.5V MC1403. Độ chớnh xỏc điện ỏp cấp của MC1403 là 2,5V±1%. Để thực hiện đầu ra dũng điện 0/4-20mA hoặc điện ỏp 0-5V, ở đõy sử dụng IC chuyển đổi dũng/ỏp XTR111 của hóng Texas Instruments. IC này đảm bảo cho tớn hiệu đầu ra dạng dũng chớnh xỏc và khụng xảy ra quỏ dũng do
bản thõn bờn trong IC được tớch hợp chức năng hạn chế dũng điện.
Ngoài ra bộ điều khiển cũn được thiết kế với 2 đầu vào tớn hiệu RTD. Tớn hiệu đầu
vào RTD được đưa trực tiếp vào IC AD7794.
Khối đầu vào ra tương tự được thực hiện cỏch ly thụng qua IC cỏch ly ADuM3400 và ADuM3401. Đõy là cỏc IC cỏch ly cho phộp chuyển đổi tốc độ cao cú thể lờn đến
90Mbps. Điện ỏp cỏch ly 560V.