传感器常用接口及优缺点

传感器常用接口及优缺点

1、电流模拟量(4~20mA)

4~20mA传输的是电流模拟量,指有效信号的电流范围是4mA到20mA,是工业上最常用的传感器模拟信号传输方式。为什么电流范围不从0mA开始?是因为0mA可以用来判断线路是否断开,作故障诊断用。

与电压模拟量信号相比,传输电流信号的优点是信号稳定,不会受到噪声干扰,也不会因为线路电阻产生压降而影响数据准确性。

4~20mA应用广泛,市场有大量4~20mA接口的传感器、变送器、显示器、控制器、PLC等,可以很容易的组成符合需求的系统。

4~20mA的缺点是成本高,只能一对一传输电流信号。与电压模拟量信号相比,需要利用高精度采样电阻才能检测,电路稍复杂。

2、电压模拟量

常用的电压模拟量信号范围有3.3V、5V、12V等。电压模拟量缺点是容易受噪声影响,抗干扰能力差,由于导线电阻的存在而产生压降,导致传输距离近。相对电流信号的优点是测量容易。

3、I2C

I2C是数字信号,常用于电路板内或近距离通讯。优点是可以与单片机直接连接,无需收发器,成本低。I2C接口可以作为总线,同时连接多个传感器设备,利用效率高。

4、UART

UART是数字信号,常用于电路板内或近距离通讯。优点是可以与单片机直接连接,无需收发器,成本低。但UART接口只能一对一连接,接口利用效率低。

5、RS485

在UART接口上增加RS485收发器即RS485通讯。RS485是半双工通讯(可以双向传输数据,但收发不能同时进行),RS485通讯使用一组双绞线,传输差分信号,抗共模干扰能力强,优点是通讯距离远,可达几百米甚至公里级。RS485还可以多个设备同时连接互相通讯,成本低。RS485是工业上最常用的数字信号传输方式。

6、RS422

RS422是在UART接口上增加RS422收发器实现的,与RS485的区别是全双工。RS422通讯使用两组双绞线。

7、CAN总线

CAN总线也是差分信号,所以抗共模干扰能力强,通讯距离远。与RS485相比,CAN总线通讯速率高,最高可达1M,且CAN总线收发器具有错误处理、自动重发的机制,可靠性高。但CAN总线的缺点是成本相对高。CAN总线多用于汽车和工业对可靠性要求高的场合。

如果需要给传感器增加无线传输功能,可以通过增加无线物联网控制器实现。● 内置电池或外接5V电源供电● 无线传输方式支持4G、NB、WIFI、LORA等● 支持所有传感器接口

【单片机-传感器】项目定制开发

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