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Qu'est-ce que la boucle de courant 20 mA: communications de données série

Qu'est-ce que la boucle de courant 20 mA: communications de données série


La technologie de boucle de courant pour les communications de données série est une technique qui présente certains avantages par rapport à l'approche de tension plus largement utilisée.

Pilotée par une alimentation en courant constant, la boucle de courant est capable de fournir des communications sur de longues distances où les chutes de tension peuvent être un problème.

Bien que divers niveaux de courant puissent être poursuivis, le plus courant est de loin la boucle de courant de 20 mA.

Le schéma de boucle de courant 20 mA est utilisé depuis de nombreuses années pour l'envoi de données numériques. Bien qu'il ne s'agisse pas d'une norme formelle, il s'agit d'une norme de facto largement utilisée pour de nombreuses applications de communication de données série. Il a été incorporé dans les anciens téléimprimeurs ou télétypes pour l'envoi de données entre deux équipements et utilisé dans diverses autres applications. En fait, de nombreuses machines plus anciennes (avant les années 1960) utilisaient un système de boucle de courant de 60 mA, bien que les machines ultérieures aient adopté une norme de boucle de courant de 20 mA - le premier étant le télétype modèle 33.

De nos jours, le système de boucle de courant n'est pas aussi largement utilisé, mais il trouve toujours des applications dans un certain nombre de domaines en raison de ses avantages. Lorsque le RS-422 a été introduit pour la première fois (introduit pour la première fois en 1978), puis le RS-485 (introduit pour la première fois en 1983), la popularité de la boucle de courant 20 mA a rapidement diminué. Il est maintenant rarement utilisé, mais inclus ici par souci d'exhaustivité.

Avantages et inconvénients de la boucle de courant

Le format de boucle de courant 20 mA pour les communications de données série présente un certain nombre d'avantages qui signifient qu'il est toujours utilisé dans une variété d'applications. Cependant, il est nécessaire d'équilibrer les avantages et les inconvénients pour toute application.

Avantages de la boucle de courant 20mA

  • Les pertes de ligne ne sont généralement pas significatives: Le fait qu'une source de courant soit utilisée signifie que les pertes de tension causées par la résistance de ligne ne causeront probablement pas de problème.
  • Peut être utilisé pour de longues distances: Comme les pertes de tension ne sont normalement pas significatives, les systèmes à boucle de courant 20 mA peuvent être poursuivis pour transporter des données sur de longues distances, parfois jusqu'à plusieurs kilomètres.
  • Peut être isolé du sol: En utilisant des opto-isolateurs, il est possible d'isoler le système de signalisation de la terre.
  • Fourni une forme simple de mise en réseau: Comme le système utilise une boucle de courant, il est possible de faire fonctionner plusieurs téléimprimeurs recevant des données d'une source en plaçant chaque téléimprimeur dans la boucle. Cela signifiait que la boucle de courant de 20 mA fournissait une forme précoce de mise en réseau.

Inconvénients de la boucle de courant 20mA

  • Pas de norme officielle: Aucun organisme de normalisation reconnu n'a jamais publié de norme pour le système de boucle de courant 20 mA. Cela signifie qu'il existe des zones d'incertitude. Par exemple, il est nécessaire de connaître certains détails techniques des circuits d'interface pour s'assurer qu'ils s'interfacent correctement.
  • Vitesse lente: La vitesse à laquelle les systèmes à boucle de courant sont capables de transmettre des données est généralement bien inférieure à celle des systèmes basés sur la tension. Cependant, pour de courtes distances, des vitesses allant jusqu'à 19,2k bauds sont possibles, bien que pour des distances plus longues, il sera nécessaire de réduire la vitesse, éventuellement aussi basse que 300 bauds.
  • Commodité: Les circuits utilisés pour les systèmes de signalisation basés sur la tension sont généralement plus pratiques que ceux utilisés pour la boucle de courant 20 mA.
  • Signalisation: De nombreux systèmes basés sur la tension utilisent plusieurs lignes pour l'établissement de liaison, ce qui accélère l'opération. La boucle de courant de 20 mA n'utilise traditionnellement que deux lignes et, par conséquent, tous les signaux d'établissement de liaison doivent être transportés dans la messagerie, ce qui la rend moins flexible.

Boucle de courant analogique

Alors que le système de boucle de courant décrit ici se concentre sur un format numérique utilisé pour la signalisation des données, d'autres systèmes utilisent une approche analogique. Ces schémas utilisent généralement un système de boucle de courant de 4 à 20 mA et peuvent être utilisés pour contrôler des transducteurs.

Bien qu'un peu rudimentaires selon les normes actuelles, les systèmes de boucle de courant analogiques 4-20 mA permettent de contrôler une seule paire de fils et encore une fois, les pertes résistives sont moins importantes, permettant un contrôle plus précis que celui fourni par un système basé sur la tension sur une distance.

De plus, les systèmes analogiques tels que ce système de boucle de courant sont plus faciles à dépanner que tous les systèmes numériques qui pourraient être utilisés. Cependant, ils peuvent être beaucoup moins flexibles car un seul paramètre peut être contrôlé à la fois.

Bien que le système de boucle de courant 20 mA ne soit pas aussi largement utilisé qu'auparavant, il se trouve toujours dans certains domaines de niche. Il a encore des avantages à offrir en termes de distances à parcourir et d'immunité au bruit qu'il peut offrir. Cependant, il n'a jamais été adopté comme norme formelle et cela signifie que lors de l'utilisation d'équipements avec une boucle de courant de 20 mA, il est nécessaire de vérifier les spécifications des interfaces de l'émetteur et du récepteur.

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