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8. Tarjeta salidas analógicas

8.1. CaracterísticasEsta tarjeta añade dos salidas analógicas de 16 bits, configurables de forma independiente y compatibles con el estándar ANSI/ISA-S50.1-1982(R1992) (Compatibility of Analog Signals for Electronic Industrial Process Instruments):

• Salida de tensión:

◦ Rango 0/5 V

◦ Rango -5/+5 V

◦ Rango 0/10 V

◦ Rango -10/+10V

• Salida de corriente compatible a 2 hilos, 3 hilos y 4 hilos:

◦ Rango 0/20mA

◦ Rango 4/20mA

La tensión de alimentación del lazo de corriente es por defecto 15V, lo cual permite alimentar cargas de hasta 300 Ω. En caso de que se requiera conectar cargas mayores, se puede alimentar el bucle con una tensión de alimentación exterior de hasta 32 V. El transmisor por tanto se clasifica como tipo H o como tipo U en el caso de usar alimentación externa.

La tarjeta también presenta una salida de tensión de 15V para alimentar sensores o actuadores externos, siempre tomando precauciones de no exceder la potencia máxima capaz de proporcionar la tarjeta de alimentación.

Toda la transmisión de datos se realiza a través del bus SPI.

Las señales del bus son transmitidas a través de un cable plano de 34 hilos, que debe conectarse al resto de tarjetas del sistema. Para su funcionamiento, la tarjeta requiere 5V de alimentación de la tarjeta de alimentación principal y +15V/+5V/-15V de una tarjeta de alimentación secundaria.

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Figura 38: Tarjeta salidas analógicas

Figura 39: Esquema tarjeta salidas analógicas

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8.2. Configuración

8.2.1. Dirección Tarjeta

Para establecer la comunicación con la tarjeta, es necesario colocar las líneas de dirección A0-A3 de forma que coincidan con la dirección marcada en el microswitch. De esta forma el sistema puede tener hasta 16 tarjetas usando el bus SPI.

Es importante recordar que no deben existir dos tarjetas en el bus que compartan la misma dirección, ya que se producirán fallos de transmisión e incluso riesgo de destruir algún componente.

8.2.2. Rango señales de salida

• Mediante los potenciómetros POT1 y POT2 se puede realizar un ajuste preciso de la tensión de referencia empleada para la conversión de datos. En los puntos de prueba T1 y T2 se puede medir el valor de dichas tensiones, buscando un ajuste de 4,5V. Cabe destacar que el valor nominal que ofrecen las referencias de tensión es bastante preciso (dependiendo del dispositivo y fabricante), y en la mayoría de ocasiones no mejorable sin disponer de equipos de instrumentación adecuados. Por ello, puede resultar aconsejable no soldar dichos potenciómetros al circuito.

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Figura 40: Dirección de la tarjeta

Figura 41:JP9, JP10

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• Mediante los Jumper Jp10 (canal 0) y JP9 (canal 1) se selecciona si el rango de las señales de tensión es de 5V o 10 V.

• Mediante los Jumper Jp1 (canal 0) y JP5 (canal 1) se especifica si la salida es unipolar o bipolar.

8.2.3. Salidas de corriente

• Mediante los Jumper Jp2 (canal 0) y JP6 (canal 1) se habilita o deshabilita las salidas de corriente.

• Mediante los Jumper Jp4 (canal 0) y JP8 (canal 1) se selecciona si la salida ataca una carga flotante o una carga referenciada a tierra, imprescindible para seleccionar el modo de funcionamiento (2, 3 o 4 hilos)

• Mediante los Jumper Jp3 (canal 0) y JP7 (canal 1) se selecciona la tensión de alimentación del lazo de corriente: 15V o una tensión de alimentación externa VREF. En caso de seleccionar 15V de alimentación, el terminal VREF se convierte en un terminal de salida de donde obtener 15V para alimentar actuadores o sensores externos.

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Figura 42:JP1, JP5

Figura 43: JP3, JP7

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• El rango de salida del bucle de corriente se selecciona en función del módulo instalado en el canal. Se disponen de módulos calibrados para salida 0/20 mA y salida 4/20 mA.

8.2.4. Conectores

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Figura 44: Módulos 0/20 mA y 4/20 mA

Figura 45: Conectores tarjeta de salidas analógicas

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8.3. Protocolo de comunicaciónPara iniciar la transferencia de datos, primero es necesario colocar la linea de selección LD a nivel bajo, y los datos son cargados en el registro de desplazamiento en cada flanco de subida del reloj. El dato transmitido pasa del registro de desplazamiento al registro de almacenamiento cuando la línea de selección LD pasa a estar a nivel alto, y en ese instante se actualiza la salida del convertidor.

Cuando la línea de selección LD se encuentra a nivel alto los flancos del reloj son ignorados.

Debemos transmitir tramas de 32 bits: los primeros 16 bits correspondientes al canal 1, y los siguientes 16 bits correspondientes al canal 0.

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Figura 46: Protocolo tarjeta de salidas analógicas