Proudová smyčka ́ ( proudová smyčka ) - způsob přenosu informací pomocí naměřených hodnot elektrického proudu . K nastavení měřených hodnot proudu se zpravidla používá řízený zdroj proudu . Podle typu přenášené informace se rozlišuje analogová proudová smyčka a digitální proudová smyčka.
Používá se v telekomunikačních zařízeních a počítačích pro sériový přenos dat.
Proudová smyčka se používala dlouho před příchodem standardů RS-232 a V.24 . V 60. letech 20. století začaly dálnopisy používat standard proudové smyčky 60 miliampérů . Následující modely (jeden z prvních - Teletype Model ASR-33) používaly standard 20 mA. Tento standard našel široké uplatnění v minipočítačích , které původně používaly pro komunikaci s operátorem dálnopisy. Postupně dálnopisy ustoupily textovým videoterminálům při zachování současného rozhraní smyčky.
Standard digitální proudové smyčky využívá nepřítomnost proudu jako hodnotu SPACE (nízká, logická nula) a přítomnost signálu jako hodnotu MARK (vysoká, logická jednička). Nepřítomnost signálu po dlouhou dobu je interpretována jako podmínka BREAK (zalomení řádku). Data jsou přenášena metodou start-stop, formát zprávy je stejný jako u RS-232, například 8-N-1: 8 bitů, žádná parita, 1 stop bit.
Proudovou smyčku lze použít na značné vzdálenosti (až několik kilometrů). K ochraně zařízení se používá galvanické oddělení na optoelektronických zařízeních, jako jsou optočleny .
Vzhledem k nedokonalosti zdroje proudu závisí maximální povolená délka vedení (a maximální odpor vedení) na napětí, ze kterého je zdroj proudu napájen. Například při typickém napájecím napětí 12 voltů by odpor neměl překročit 600 ohmů.
Zdroj proudu může být umístěn na přijímacím nebo vysílacím konci proudové smyčky. Uzel se zdrojem proudu se nazývá aktivní. V závislosti na provedení mohou být vysílač i přijímač buď aktivní (napájené proudovou smyčkou) nebo pasivní (napájené proudovou smyčkou).
U počítačů řady DVK se standardně předpokládá, že vysílač je aktivní a přijímač je pasivní.
Standard IRPS/IFSS (OST 11 305.916-84) používá pro přenos dat proudovou smyčku 20 mA. Tento standard byl široce používán v počítačích vyráběných v SSSR a zemích RVHP až do 90. let 20. století. Například DVK , Electronics-60 , Electronics D3-28 , SM EVM atd. Fyzické provedení IRPS konektorů není ve standardu pevně dané, což dalo vzniknout mnoha možnostem. Často se používá konektor CHO53-8-2.
V zahraničí je proudová smyčka (Current Loop) specifikována v IEC 62056-21 / DIN 66258.
MIDI (Musical Instrument Digital Interface) používá standard proudové smyčky na 5pinovém konektoru DIN 41524 při 31,25 kbps.
Pro IBM PC a IBM PC XT byla karta IBM Asynchronous Communications Adapter, která podporovala sériový port RS-232 nebo proudovou smyčku. Nepoužité kolíky na konektoru DB25 slouží k přenosu signálů proudové smyčky . V pozdějších návrzích zůstalo pouze RS-232.
Analogová proudová smyčka se používá k přenosu analogového signálu přes pár vodičů v laboratorních zařízeních , systémech řízení výroby atd.
Použije se posunutý rozsah 4-20 mA, tj. nejmenší hodnota signálu (například 0) odpovídá proudu 4 mA a největší hodnota odpovídá 20 mA. Celý rozsah přípustných hodnot tedy zabírá 16 mA. Nulový proud v obvodu znamená přerušení vedení a usnadňuje diagnostiku takové situace.
Rozhraní analogové proudové smyčky umožňuje použití různých senzorů (tlak, průtok, kyselost atd.) s jediným elektrickým rozhraním. Toto rozhraní lze také použít k ovládání záznamových a ovládacích zařízení: záznamníků , žaluzií atd.
Rozsahy proudů a napětí jsou popsány v GOST 26.011-80 "Nástroje pro měření a automatizaci. Spojité vstupní a výstupní signály elektrického proudu a napětí".
Hlavní výhodou proudové smyčky (ve srovnání s levnějším parametrickým přenosem napětí) je, že přesnost je nezávislá na délce a odporu přenosového vedení, protože řízený proudový zdroj bude automaticky udržovat požadovaný proud ve vedení. Toto schéma umožňuje napájet snímač přímo z přenosové linky. Několik přijímačů může být zapojeno do série , zdroj proudu bude udržovat požadovaný proud ve všech současně (podle Kirchhoffových pravidel ). Pokud se však v obvodu objeví netěsnosti, dojde k narušení provozu proudové smyčky, což nelze odhalit samotnou implementací proudové smyčky, což je třeba vzít v úvahu při navrhování kritických výrobních oblastí.
Digitální informace lze přenášet přes analogovou proudovou smyčku. Tento způsob přenosu dat je popsán v protokolu HART . Konkurenčními protokoly s potenciálem nahradit HART v budoucnu jsou různé digitální průmyslové sběrnice jako FOUNDATION fieldbus nebo PROFIBUS .
| UART | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fyzické vrstvy |
| ||||||
| Protokoly |
| ||||||
| Oblasti použití | |||||||
| Implementace |
| ||||||