في الحقيقة هي عائلة من الدارات المتكاملة تسمى INAx180 , وهي من شركة Texas Instruments .
وتسمى المضخمات المتحسسة للتيار . حيث تتحسس هذه الدارة المتكاملة للجهد الهابط بين طرفي مقاومة صغيرة جدا تتصل بين منبع التغذية والحمل. وتقوم هذه الدارة بتكبير قيمة هذا الجهد الهابط على هذه المقاومة. وبمعرفة قيمة الجهد يمكن معرفة قيمة التيار الذي يستهلكه الحمل.
والشكل التالي يوضح مبدأ عمل هذه الدارة:
وهذه العائلة من الدارات المتكاملة تقوم بنفس مبدأ العمل لكن تختلف فيما بينها بعدد المضخمات الموجودة في كل دارة . وبقمة التضخيم لكل مضخم أو مكبر عمليات. والجدول التالي يبين هذه الفوارق .
| رقم الدارة المتكاملة | عدد المضخمات | قيمة التضخيم |
|---|---|---|
| INA180A1 | 1 | 20 |
| INA180A2 | 1 | 50 |
| INA180A3 | 1 | 100 |
| INA180A4 | 1 | 200 |
| INA2180A1 | 2 | 20 |
| INA2180A2 | 2 | 50 |
| INA2180A3 | 2 | 100 |
| INA2180A4 | 2 | 200 |
| INA4180A1 | 4 | 20 |
| INA4180A2 | 4 | 50 |
| INA4180A3 | 4 | 100 |
| INA4180A4 | 4 | 200 |
حيث الرقم في البداية يدل على عدد المضخمات , والرقم بعد الحرف A يدل على قيمة التضخيم .
والأشكال التالية توضح المحتوى الوظيفي والأطراف الخارجية لكل واحدة من هذه الدارات المتكاملة:
مبدأ العمل :
بالعودة للمخطط النموذجي لمبدأ عمل الدارة . والموضح بالشكل التالي:
عندما يمر التيار من منبع التغذية إلى الحمل عبر المقاومة Rs ذات القيمة الصغيرة جدا . يهبط بين طرفيها جهد صغير جدا. وتكون قيمة هذا الجهد متناسبة طردا مع قيمة التيار.
فإذا كانت قيمة المقاومة معلومة لدينا يمكن بسهولة معرفة قيمة الجهد بين طرفيها. وذلك حسب قانون أوم :
Vs = Rs * Is
كلما كانت قيمة المقاومة أكبر كلما كان فرق الجهد أكبر . ولكن لا يمكن زيادة قيمة بشكل كبير لأسباب متعددة . أهمها عدم التأثير على استقرار قيمة الجهد المطبق على الحمل من ناحية . وأن لا تزيد قيمة الحرارة المبددة في المقاومة عن الحد المسموح به من ناحية أخرى .
يتم تطبيق الجهد Vs بين طرفي الدخل لمضخم القياس . الذي يقوم بدوره بتكبير هذا الجهد بحسب قيمة عامل التضخيم . ولنفرض أننا نستخدم الدارة ذات الرقم INA180A1 والتي لها عامل تضخيم 20 مرة. يمكن أن نكتب المعادلة التي تحسب قيمة جهد الخرج كما يلي:
Vout = 20 * Rs * Is
فإذا كانت قيمة المقاومة مثلا 0.5 أوم . تكون قيمة الجهد في الخرج :
Vout = 20 * 0.5 * Is = 10 * Is
أي أنه إذا كان الحمل يستهلك تيار قيمته 0.1 أمبير . ستكون قيمة الجهد على الخرج 1 فولت .
نلاحظ من ماسبق أن هذه الدارة تقوم بتكبير قيمة التيار وتظهر القيمة على شكل جهد في الخرج.
وأن قيمة التكبير تتعلق بنسبة تكبير الدارة المتكاملة وكذلك بقيمة المقاومة Rs .
وبما أن جهد الخرج Vout لا يمكن أن يكون أكبر من جهد التغذية للدارة . يجب مراعاة اختيار قيمة المقاومة Rs وكذلك عامل التضخيم للدارة المتكاملة بحيث لا تزيد قيمة الجهد في الخرج عن قيمة جهد التغذية .
مثلا : لو كان جهد التغذية مثلا 4 فولت . وكان الحمل يستهلك تيار قيمته تصل إلى 3 أمبير .
في هذه الحالة نستخدم مقاومة صغيرة جدا مثلا 0.05 أوم . ودارة INA180A1 ذات التضخيم 20 مرة.
وهكذا يمكن كتابة معادلة حساب الجهد كما يلي:
Vout = 20 * 0.005 * Is = Is
فيصبح بذلك قيمة الخرج تتراوح بين 0 فولت عندما يكون التيار 0 أمبير
وتصل قيمته إلى 3 فولت عندما يكون التيار 3 أمبير .
المواصفات العامة للدارات المتكاملة INAx180
تعمل هذه الدارة المتكاملة بجهد تغذية يتراوح بين 2.7 و 5 فولت .
جهد القياس في دخل الدارة يتراوح بين 0 و 26 فولت .
استهلاك قليل للطاقة لا يزيد عن 260 ميكرو فولت. بالنسبة للمضخم الواحد.
صغيرة الحجم ولا تحتاج الكثير من العناصر الإضافية .
متوفرة بأكثر من شكل SOT-23 و VSSOP و WSON و TSSOP .
الشكل التالي يوضح أطراف الدارة INA180A1 ذات الغلاف SOT-23
الطرف 1 هو مخرج للدارة.
الطرف 2 هو طرف التغذية السالب أو الأرضي.
الطرف 3 والطرف 4 هما مداخل المضخم .
الطرف 5 هو مدخل التغذية الموجب.
والشكل التالي يبين أطراف الدارة المتكاملة INA2180A1
وكذلك الدارة المتكاملة INA4180A1 لها الشكل التالي :
هذه كانت نبذة تعريفية بهذه العائلة من الدارات المتكاملة الخاصة بتطبيقات قياس التيار .
