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- ELETTRONICA OGGI 459 - GENNAIO/FEBBRAIO 2017
RECOM POWER
DAL LATO TRASMETTITORE
rende relativamente economiche anche grandi
installazioni, per esempio in raffinerie, dove i
sensori possono essere spesso distanti mol-
te centinaia di metri dal controllo di processo.
Anche la ricerca degli errori è semplicissima.
Poiché in caso di funzionamento corretto scorre
sempre una corrente di almeno 4 mA, una cor-
rente di 0 mA segnala un
sensore difettoso o un’in-
terruzione della linea. E
inoltre i sistemi basati sul-
la corrente non risentono
di tensioni d’interferen-
za. Ciò è vantaggioso in
particolare in complessi
impianti industriali, dove
all’interno di una condotta
per cavi è facile che i se-
gnali vengano influenzati
da segnali estranei.
Dalla prospettiva attuale ci
sono però anche punti de-
boli. Innanzitutto, disturba
il fatto che ogni sensore
richieda un proprio cavo.
È comprensibile quindi
che siano richieste solu-
zioni nelle quali i segnali
di diversi sensori possano essere trasmessi su
un’unica
linea. Inoltre spesso i dati grezzi dei
sensori devono poter essere già elaborati e vi-
sualizzati nel trasmettitore. Per questo occorro-
no processori di segnali e display che necessi-
tano di una tensione di alimentazione propria. E
ciò – a distanza dalla centrale – è spesso impe-
gnativo e difficile da realizzare.
Tensione di alimentazione intelligente
per sensori intelligenti
La tensione di alimentazione del segnale di
uscita in corrente di 4-20 mA non crea grandi
problemi. Alimentatori con tensioni nell’inter-
vallo da 12 fino a 36V sono perfettamente suf-
ficienti finché possono azionare i 20 mA con
cavi di qualsiasi lunghezza e si trovano presso
il ricevitore, vale a dire nelle immediate vici-
nanze del comando, dove i collegamenti elet-
trici non rappresentano un problema.
È invece complicata l’alimentazione dell’elet-
tronica addizionale nelle vicinanze del trasmet-
titore. Qui manca in genere un collegamento di
rete o una tensione continua adeguata. L’am-
plificatore del segnale di uscita in corrente del
trasmettitore, in genere un convertitore di ten-
sione/corrente disponibile come ASIC, può es-
sere alimentato dall’uscita in corrente. Alcuni
ASIC – per es. XTR115 di TI – dispongono ad-
dizionalmente di un’uscita regolata da 5V con
una capacità di carico fino a 2 mA. Ciò è suf-
ficiente per compensare ponti o per alimentare
un amplificatore operazionale. Chi necessita di
un carico superiore doveva finora ricorrere a
regolatori lineari, poiché il fabbisogno di base
di regolatori a commutazione che si presume
siano “economici” già a vuoto sono superiori ai
4 mA disponibili al massimo dall’uscita in cor-
rente (Fig. 2). Con regolatori lineari è possibile
ricavare fino a 3,5 mA dalle uscite in corrente –
almeno in teoria. Con i regolatori, infatti se deve
essere sfruttato l’intero intervallo di tensione del
segnale di uscita ne rimane disponibile solo più
la metà: davvero troppo poco per la corrente di
alimentazione di componenti addizionali come
chip di controllori, DSP o display. Per non parlare
di modem HART (Highway Addressable Remote
Transducer), necessari per la trasmissione di
dati di sensori digitali.
Fig. 2 – La corrente al di sotto della soglia di 4 mA (area verde) può essere sfruttata per
l’alimentazione dell’elettronica di trasmettitori