4-20mA高精度采集解决方案

  硬件方案--采集板

    采集板是双层板，因为不涉及到高速信号，以及没有额外的干扰源，只要做好隔离及回路即可，PCB是没有铺铜版本。采集板主控是意法半导的STM32F103C8，电源是24V输入，通过一颗LDO，LM2576-5转成5V电源。为了增加采集的精度板级还增加了一颗5V-5V的隔离电源B0505LS-1W，最后通过AMS1117-3.3转成3.3V。前后级隔离是通过光耦HCNR200。整个系统信号采集放大都是通过运算放大器MCP6002把微小信号放大，把电流信号转成电压信号，最后通过ADC的转换，计算出电流的实际值。

    板子挺简单，小编之所以分享这套方案就是看中方案本身的通用性，如果在复杂项目中需要采集微弱电流信号，那么这套方案可以作为采集模块移植到我们自己的项目中去。其次是方案中的思路，怎么提高采集精度，除了使用轨对轨高精度运算放大器以及高精度阻容器件之外，系统的电源以及地回路的隔离也需要做好，就是做到所谓的“干净”。最后贴上BOM供参考。

Comment	Description	Designator
22PF		C1, C4
100uF		C2, C12, C14
1000uF		C3
104		C5, C6, C8, C13, C15, C16, C17, C18, C19, C20, C21, C24, C25, C26, C27, C28, C32, C33, C36
104	Capacitor0.1uF/50v, Capacitor	C7, C10, C22, C23, C34, C35
10uF/16V	Capacitor	C9, C11
Cap	Capacitor	C29, C30, C31
IN5822	TVS	D1
SMBJ5.0CA		D2, D3
IN4728A	Schottky Diode	D4, D5, D6, D7
LED1	Typical RED, GREEN, YELLOW, AMBER GaAs LED	D8
LED2	Typical RED, GREEN, YELLOW, AMBER GaAs LED	D9
LED3	Typical RED, GREEN, YELLOW, AMBER GaAs LED	D10
LED4	Typical RED, GREEN, YELLOW, AMBER GaAs LED	D11
LED	Typical RED, GREEN, YELLOW, AMBER GaAs LED	DS1
LM385-2.5V	集成电路	IC1
Inductor	电感	L1
电源端子	Header, 2-Pin	P1
RS485端子	Header, 2-Pin	P2
探测器接口1-2	Header, 2-Pin	P3
探测器接口3-4	Header, 2-Pin	P4
探测器GND	Header, 2-Pin	P5
探测器24V	Header, 2-Pin	P6
Header 4	Header, 4-Pin	P7
10K		R1, R30, R31, R32, R33, R40
200		R2, R3, R9, R10
240K		R4, R5, R12, R13
75		R6, R7, R8, R11, R14, R15, R16, R20
30K		R17, R19, R25, R26
5K	Resistor	R18
220K		R21, R22, R28, R29
10K	Resistor	R23, R27
1K	Resistor	R24, R38
510	Resistor	R34, R35, R36, R37
1K		R39
SP3485		U1
B0505LS-1W		U2
MCP6002		U3, U5, U8, U11
AMS1117-3.3		U4
HCNR200		U6, U7, U9, U10
STM32F103C8		U12
LM2576-5	TO-26S封装	VR1
8MHz	Crystal Oscillator	Y1

软件方案

    软件方案包含了工程文件，无需自己再搭建工程。用的IDE是MDK，小编给大家编译了一下，没有错误可以直接运行。代码包含了485的modbus通信，以及相关ADC采样计算转换的功能代码。

    总体来说本方案是一个模块性的方案，吃透了以后相关微小电流的采集功能均可采用本方案的思路。

 

 

　　审核编辑：汤梓红