مدارات ارتباطی و کنترل DC، موجوداتی کوچک و بیش از حد حساس هستند. نیازمند کابل مناسب خود هستند، برای طول ترانک یا شاخه روی حداکثر فاصله تاکید دارند و گاهی اوقات، بدون مقاومت بار مناسب، کاملا از کار خواهند افتاد.
اما این «مقاومت بار» چیست؟ کاربرد آن چیست؟ و چرا این شبکه کنترل بدون آن کار نمی‌کند؟
تعریف مقاومت بار
در ابتدایی‌ترین سطح، مقاومت بار، جمع مقاومت یک مدار است، که توسط منبع ولتاژ، جریان یا توان که این مدار را به جلو می برد ایجاد می شود. این شامل مقاومت سیم‌ها و مقاومت هر وسیله‌ای می‌شود که به این سیم‌ها متصل شده است. همه‌چیز بین «جایی که جریان خارج می‌شود» و «جایی که جریان وارد می‌شود» در مقاومت بار موثر هستند.
گاهی اوقات، این حتی شامل یک رزیستور بار می‌شود. یک رزیستور بار، یک مقاومت (منظور قطعه الکترونیکی است، نه مفهوم مقاومت) است که تنها کاربرد آن، بالا بردن مقاومت بار یک مدار تا سطحی مشخص است.
پس این هم تعریف «مقاومت بار». حال برای اینکه متوجه بشویم کاربرد مقاومت بار چیست، بیایید دو مورد را بررسی کنیم تا ببینیم چرا مقاومت بار، ممکن است برای عملکرد صحیح مدار ارتباطی یا کنترل DC حیاتی باشد:
- تفکیک خط
- تبدیل سیگنال
تفکیک خط
شبکه‌های کنترل مدباس (Modbus) و دیگر شبکه‌های مشابه مدباس، از دو سیم برای ارتباط استفاده می‌کنند. ارتباط ولتاژ بین این دو خط (A بالاتر از B یا B بالاتر از A) بخشی حیاتی در ارتباط بین دستگاه‌ها است. برای ارتباط موثر بین واحدهای مستر و اسلیو، ولتاژ بین دو خط باید در تمام شبکه، یکدست و ثابت باشد.
شبکه‌های مدباس از رزیستورهای بار در هر انتهای شبکه بهره می‌گیرند تا این پایدارسازی ولتاژ محقق شود (از آنجایی که این رزیستورها در نقاط انتهایی قرار دارند، به جای رزیستور مقاومت، به آن‌ها رزیستورهای قطع‌کننده می‌گوییم). از طرفی، اگر یک دستگاه مستر در یک شبکه مفروض در یک انتها باشد، به جای آنکه در نقطه‌ای میانی باشد، مقاومت درونی دستگاه مستر، به عنوان مقاومت قطع‌کننده عمل می‌کند. بنابراین رزیستور قطع‌کننده در انتهای دیگر شبکه باید با مقاومت درونی این دستگاه مستر منطبق باشد.
ممکن است بپرسید «اما چرا؟». این کار اضافه‌کاری و نامعقول به نظر می‌رسد. چرا نمی‌توانیم از یک رزیستور قطع‌کننده در انتهای خط استفاده کنیم؟
سوال خوبی است. بیایید به این شکل به قضیه نگاه کنیم: تصور کنید دو سیم موازی داریم، و یک رزیستور در هر انتها بین آن‌ها وصل شده است. اگر در یک انتها، ولتاژ DC اعمال کنیم و رزیستورها با هم منطبق باشند (برابر باشند)، ولتاژ در هر انتها (عملا) یکسان خواهد بود. اما اگر دو رزیستور برابر نباشند، به خصوص اگر ابعاد آن‌ها به شکل قابل توجهی متفاوت باشد، ولتاژ در نقطه انتهایی متفاوت خواهد بود، در نتیجه جریانی نامتناسب در مدار شکل می‌گیرد و ارتباطات را مختل می‌کند.
بنابراین برای این نوع شبکه، تطبیق و برابر کردن مقاومت بار با مقاومت منبع به شدت مهم است.
تبدیل سیگنال
دیگر شبکه‌های ارتباطی و کنترل، همچون HART، از رزیستورهای بار برای تبدیل سیگنال‌های جریان به سیگنال‌های ولتاژ استفاده می‌کنند.
به طور مثال، یک ترانسمیتر HART که سیگنال ۴-۲۰ mA ارسال می‌کند، نمی‌تواند مستقیما با یک کارت ورودی آنالوگ HART ارتباط برقرار کند که سیگنال‌های ۰-۵ VDC را تشخیص می‌دهد. از طرفی، عبور دادن سیگنال ۴-۲۰ mA از یک مقاومت ۲۵۰ اهمی، یک سیگنال ۰-۵ VDC تولید می‌کند که این کارت ورودی می‌تواند آن را درک کند. بنابراین در این مثال، به جای استفاده از یک رزیستور بار برای حفظ ولتاژ، از آن برای ایجاد ولتاژ استفاده می‌کنیم.
دیتاشیت های تجهیز خود را مطالعه کنید
اینجا فقط حالت را توصیف کردیم که در آن‌ها شبکه‌های کنترل، به رزیستورهای بار خاص وابسته هستند. اگر شما در ارتباطات شبکه کنترل خود، مشکلاتی را تجربه می‌کند، حتما مستنداتِ دستگاه‌های خود را مطالعه کنید تا ببینید که آیا مقاومت بار، به مشکلات شما مرتبط است یا خیر.
این مساله بیشتر از آنکه فکر می‌کنید رخ می‌دهد. چون یک مورد جزئی است و شناسایی و تشخیص آن ممکن است سخت باشد و منجر به داون‌تایم (عدم فعالیت سیستم) و کلافه شدن شما بشود.
