4-20mA高精度采集解決方案
硬件方案--采集板
采集板是雙層板，因為不涉及到高速信號，以及沒有額外的干擾源，只要做好隔離及回路即可，PCB是沒有鋪銅版本。采集板主控是意法半導(dǎo)的STM32F103C8，電源是24V輸入，通過一顆LDO，LM2576-5轉(zhuǎn)成5V電源。為了增加采集的精度板級還增加了一顆5V-5V的隔離電源B0505LS-1W，最后通過AMS1117-3.3轉(zhuǎn)成3.3V。前后級隔離是通過光耦HCNR200。整個系統(tǒng)信號采集放大都是通過運算放大器MCP6002把微小信號放大，把電流信號轉(zhuǎn)成電壓信號，最后通過ADC的轉(zhuǎn)換，計算出電流的實際值。
板子挺簡單，小編之所以分享這套方案就是看中方案本身的通用性，如果在復(fù)雜項目中需要采集微弱電流信號，那么這套方案可以作為采集模塊移植到我們自己的項目中去。其次是方案中的思路，怎么提高采集精度，除了使用軌對軌高精度運算放大器以及高精度阻容器件之外，系統(tǒng)的電源以及地回路的隔離也需要做好，就是做到所謂的“干凈”。最后貼上BOM供參考。
| 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 | 集成電路 | IC1 |
| Inductor | 電感 | L1 |
| 電源端子 | Header, 2-Pin | P1 |
| RS485端子 | Header, 2-Pin | P2 |
| 探測器接口1-2 | Header, 2-Pin | P3 |
| 探測器接口3-4 | Header, 2-Pin | P4 |
| 探測器GND | Header, 2-Pin | P5 |
| 探測器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封裝 | VR1 |
| 8MHz | Crystal Oscillator | Y1 |
軟件方案
軟件方案包含了工程文件，無需自己再搭建工程。用的IDE是MDK，小編給大家編譯了一下，沒有錯誤可以直接運行。代碼包含了485的modbus通信，以及相關(guān)ADC采樣計算轉(zhuǎn)換的功能代碼。
總體來說本方案是一個模塊性的方案，吃透了以后相關(guān)微小電流的采集功能均可采用本方案的思路。
審核編輯：湯梓紅
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