[이슈] 4-20mA 센서 트랜스미터에 저전력 실현… 자동화 장비 스마트화

파이프라인이나 석유화학 플랜트 같이 규모가 복잡하거나 광활한 영역에서 운용되는 센서 트랜스미터 기기들은 전력선을 해당 기기까지 배선하는데 큰 어러움과 비용을 투자하게 된다. 4-20mA 라인과 함께 센서 트랜스미터를 배치하는 과정에서 최대한 전력을 줄일 수 있는 방안을 모색하게 된다.

더욱 진화된 4-20mA 센서 트랜스미터 개발을 위해 시스템 설계자는 광범위한 온도 조건에서 측정 정밀도를 높이고 소형 인클로저(encloser)에 적합하게 크기를 축소해야 한다. 센서 출력은 최대 4mA인 전체 센서 트랜스미터 시스템의 엄격한 전류 설계 조건을 충족시켜야 한다.

맥심은 저전력 소형 4-20mA 센서 트랜스미터로 산업 자동화 제품 정밀도 향상 지원에 나섰다. 이번에 출시한 ‘MAX12900’은 기존 솔루션에 비해 최대 3.5배 낮은 10ppm/°C 전압 레퍼런스 온도 드리프트(drift)와 최대 0.01% 선형성으로 시스템 정밀성을 높인다. 5mmx5mm 패키지 크기의 소형 풋프린트(footprint)에 10개의 블럭이 통합돼 기존 4-20mA 센서 트랜스미터 대비 공간을 20~50% 획기적으로 줄여준다. 내장된 고전압 LDO(Low Dropout Regulator)와 전력 시퀀싱 기능을 추가해 4-20mA 센서 트랜스미터의 전력 공급이 간소화된다. 전류 소모량을 줄이면 최대 요구되는 전류는 250uA에 불과하기 때문에 기존 솔루션과 비교해 최대 50%의 전력 절감 효과를 제공한다.

MAX12900 솔루션은 2와이어(2-wire), 3와이어, 4와이어 구성으로 마이크로컨트롤러(microcontroller)의 펄스 폭(pulse width) 변조 데이터를 4-20mA 전류로 전환함으로써 시스템 구현을 단순화해 비용을 줄여준다. 이 솔루션은 32핀 TQFN 패키지로 이용 가능하며 -40°C~+125°C 온도 범위에서 동작한다.

류재필 맥심 인터그레이티드 코리아 부장은 다양한 와이어 구성에 따라서 요구되는 환경에 따라서 다양한 센서 트랜스미터 구현이 가능해 진다고 밝혔다.

“센서 모듈 자체가 4mA 미만의 경우 적용할 수 있는 가장 간단한 2 와이어 구성은 간단하면서도 경제적으로 구성할 수 있다.  반면에, 4 와이어 구성은 가장 비용이 많이 드는 반면 전원 라인을 4~20mA 통신 라인과 별개로 구성하여, 절연 및 센서에 충분한 전원을 공급할 수 있는 장점이 있다.”고 말했다. 또한 ” 3 와이어 구성은 4 와이어처럼 충분한 전원을 공급할 수 있으며, 4 와이어 대비 저렴하나 절연 부분에서는 단점이 된다.”고 전했다.

독일 산업자동화 센서 전문 업체 IFM의 전자 개발 압력 센서 부문 대표 유르겐 슈몰링거(Juergen Schmollinger)도 “맥심 MAX12900는 2와이어, 3와이어 구성도 사용할 수 있어 설계 유연성이 높다. 정밀도 또한 높아 중급, 고급 4-20mA 트랜스미터에 사용할 수 있다”고 밝혔다.

이 제품은 산업 자동화와 공정 제어, 루프 전원 방식의 4-20mA 전류 트랜스미터, 원격 계측 장비, 스마트 센서에 적합한 솔루션이다.

카멜로 모렐로(Carmelo Morello) 맥심 인터그레이티드의 수석 비즈니스 매니저는 “통합성, 유연성, 저전력, 고정밀성을 모두 갖춘 MAX12900은 저전력 센서 트랜스미터와 산업용 안전 분야에 이상적 솔루션”이라고 말했다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr