مبدل ولتاژ خطی ۱۲–۲۴ ولت به ۵–۱۰ ولت برای ورودی PLC

معرفی

مبدل ولتاژ خطی (Linear Voltage Converter) بردی کوچک است که در سال ۲۰۱۵ طراحی شد. ولتاژ ورودی ۱۲ تا ۲۴ ولت را به ولتاژ خروجی حدود ۵ تا ۱۰ ولت تبدیل می‌کند که برای ورودی PLC مناسب است. خروجی به‌صورت خطی با ورودی تغییر می‌کند. پس PLC با خواندن ولتاژ خروجی، ولتاژ ورودی را هم می‌خواند.

نحوه‌ی کار

ولتاژ ورودی به برد وصل می‌شود و روی آن دو طبقه‌ی تقویت‌کننده‌ی عملیاتی (CA3140) قرار دارد که ولتاژ را با یک ضریب ثابت کوچک می‌کنند. چون ضریب ثابت است، خروجی همیشه متناسب با ورودی است. طبق جدول آزمون، خروجی تقریبا ۰٫۳۹ برابر ورودی است. مدار تقویت‌کننده‌ها را یک ماژول DC-DC جدا تغذیه می‌کند (ورودی ۹ تا ۳۶ ولت، خروجی ±۱۲ ولت). روی برد یک تریمر (P1)، یک دیود ورودی و سه LED نمایش وضعیت هم هست.

جدول عملکرد

پس از اتصال برد، ابتدا ولتاژ ورودی بررسی می‌شود و بعد خروجی بر اساس آن مشخص می‌شود. جدول زیر عملکرد مدار را نشان می‌دهد:

نمودار زیر همین مقدارها را نشان می‌دهد. نقطه‌ها روی یک خط راست قرار می‌گیرند.

مشخصات

• تغذیه‌ی ورودی: ۱۲ تا ۲۴ ولت

• خروجی ۵ تا ۱۰ ولت، بهینه‌شده برای PLC

• خروجی به‌صورت خطی با ورودی متناسب است

• دو تقویت‌کننده‌ی عملیاتی CA3140

• تغذیه‌ی داخلی با ماژول DC-DC، خروجی ±۱۲ ولت

طراحی سخت‌افزار

برد را طراحی کردم و داخل یک قاب پلاستیکی مخصوص ریل DIN قرار گرفته است. ترمینال‌های پیچی ورودی و خروجی کنار هم و در دو سمت برد هستند، تا نصب و سیم‌کشی داخل تابلو ساده باشد. تصاویر زیر برد ساخته‌شده، طرح PCB و نمای سه‌بعدی آن را نشان می‌دهد.

نتیجه

یک برد کوچک و ساده که ولتاژ ۱۲ تا ۲۴ ولت را با رابطه‌ی خطی به محدوده‌ی ۵ تا ۱۰ ولت می‌برد، تا PLC بتواند آن را بخواند.