8通道RTD数据采集模块原理图分析
24c01硬件电子 2024-11-21
上回说到,淘了一个八通道RTD数据采集模块,这回就把比较有意思的原理图与各位朋友一起分享。当然,还是提供一个思路,具体大家可以根据情况进行修改。首先是供电部分,采用5V的LDO对输入电压进行降压(我没查到具体型号,用了78L05代替)输入部分有一个SOD4007的肖特基二极管作为防反接,这个还是蛮重要的(防呆),对于输出后的D2瞬态抑制二极管,我感觉增加的意义不是很大,不确定为什么要增加,具体电路图如下:
然后是RS485通信接口部分,采用了一个B0505S进行电源隔离,RS485的电源部分如下所示:
RS485总共有3根线和MCU侧进行通讯,分别是485的DI,RO,EN三个管脚,熟悉485的应该都懂得。RO隔离后接到MCU的RX,MCU的TX隔离后接到485芯片的TX,MCU的EN隔离后接到485的RE#和DE。可以看到为了保证485的通讯速率,RO和DI的光耦采用了亿光的高速光耦6N137,RE#和DE采用了亿光的低速光耦EL817电路图如下,隔离左右的RX&RO和D额TX逻辑为同相关系,EN和485_EN为反相关系(可根据自己逻辑去改电路,同相逻辑也没问题的)。
另外替我的好大哥打个广告:亿光电子Everlight光耦EL817贴片类、EL101X、EL357N、EL3H7系列光耦最新包装数量变更;详细资料可以联系亿光一级代理:13028834232然后是485部分的电路图,可以根据自身喜好和设备需求选择合适的485芯片,就不做推荐了,电路图大致如下图所示,设计的时候注意A上拉B下拉,不可接反,另外注意要把瞬态抑制二极管TVS放到保险丝之后,这部分并未照抄防护部分,型号选择了较为常见的SM712:然后是MCU采集侧的电路,电源部分也是采用了B0505S作为电源隔离,通过AMS1117线性稳压器作为5V降3.3V电源,电路图大致如下:采集部分的电路图比较有意思,使用了一个肖特基二极管SD103AW作为抬高差分输入信号的共模输入电压?用一个普通的电阻不行吗(比如10Ω,大概也是0.3V压降)?电阻不比二极管便宜吗?还是说使用二极管有额外的用途?这部分只画了2路,其余6路和这个一样,不做赘述。在这个电路中,431的Ika电流大概为(5V-0.3V-2.5V)/100Ω = 22mA上图其实比较抽象,我简化一下,其实电路就是采集RTD两端的电压,假设其为V1,3.3K电阻(0.1%精度电阻)上的电源为V2,那么有两个公式成立,分别是:V1+V2=VrefRTD/3.3K = V1/V2
所以说最终的RTD的公式应该为:RTD=V1*3.3k/(VREF-V1)最后就是24bit的ADC芯片,通过SPI与MCU进行通信,MCU为其提供时钟7707_MCLK。ADC芯片在其ADC转化完成后会拉低DRDY管脚,这个可以作为一个中断或者判断标志位。


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