fuente de 24 VDC a 0-5 VDC o entrada manual de 4-20 mA

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Tengo un PLC que ofrece entradas analógicas de 0-5 VDC (6 VDC máx.) o 4-20 mA (sumidero). La fuente será de 24 VCC y quiero que la entrada sea ajustable manualmente (asumiendo con un potenciómetro). La impedancia de entrada para la entrada de 0-5 VCC es de 150 kohms y la impedancia de entrada para la entrada de 4-20 mA es de 200 ohmios.

No estoy seguro de cuál es la mejor manera de hacer esto o qué información se adaptará mejor a mis necesidades. Estoy asumiendo que hay ciertos pros y contras para cada uno. ¿Posiblemente uno sea más estable que el otro? Si se puede hacer cualquiera de los dos y los resultados serían bastante similares, entonces probablemente elegiría el que sea más fácil / menos costoso.

Originalmente estaba tratando de descifrarlo utilizando 2 resistencias como divisor de voltaje para bajar a 5 VCC y luego un potenciómetro para variar el voltaje en esa pata de 5V. ¿O posiblemente usar 1 resistencia en serie y 1 en paralelo con un potenciómetro para variar la corriente? Estoy un poco perdido exactamente en cómo hacerlo y en qué sentido es mejor. Si necesita más información, hágamelo saber.

    
pregunta PJ Hale

2 respuestas

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4 - 20 mA es común en los sistemas industriales y tiene algunas ventajas sobre el control de 0 - 10 V o 0 - 5 V.

  • Es menos sensible al ruido inducido.
  • La caída de voltaje a lo largo de los cables se acomoda. El transmisor ajusta el voltaje para mantener la señal actual. Los tendidos largos de cable son posibles.
  • Como la señal "cero" es de 4 mA, podemos decir la diferencia entre "cero" (4 mA) y una rotura de cable (0 mA).
  • Se puede señalar una condición de falla enviando, por ejemplo, 2.5 mA.
  • El sensor remoto puede ser alimentado por el lazo siempre que funcione a un mínimo de 4 mA. Solo se necesitan dos cables.

Ya que quieres experimentar, el control de voltaje es una opción mucho más simple.

  

La fuente será de 24 VCC y quiero que la entrada sea ajustable manualmente (asumiendo con un potenciómetro). La impedancia de entrada para la entrada de 0-5 VCC es 150 kohms.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Figura 1. Derivando 0 - 5 V de una fuente de 24 V

No queremos que la impedancia de entrada cargue el potenciómetro de manera significativa o la respuesta no será lineal. Si la entrada del PLC es de 150 kΩ, deberíamos ir por 1/10 de eso para el pot. Los botes de 15k no son comunes, así que iremos por 10k, incluso mejor. Las matemáticas también son fáciles: 2 kΩ por voltio de salida.

Ahora solo necesitamos calcular el valor de R1 para bajar 19 V a través de él. Usando 2k / voltio nuevamente obtenemos 38 kΩ. 39 kΩ es el valor estándar más cercano.

Una comprobación más: la potencia disipada en la resistencia estará dada por $$ P = \ frac {V ^ 2} {R} = \ frac {29 ^ 2} {39k} = 21 ~ mW $$

Una resistencia de 1/4 W durará para siempre.

  

... o la impedancia de entrada para la entrada de 4-20 mA es de 200 ohmios.

Es casi seguro que 250 Ω (no 200) porque estaría puenteando en la resistencia a través de la entrada de 0 - 5 V, de modo que 20 mA den 5 V. \ $ R = \ frac {V} {I} = \ frac { 5} {20m} = 250 ~ \ Omega \ $. Los 4 - 20 mA se leerán como 1 - 5 V mediante la entrada analógica.

    
respondido por el Transistor
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Ambos tipos de entrada tienen en común que dependen de un interno (a la referencia del PLC), no son "radiométricos" o proporcionales a la tensión de entrada. Para obtener un alto grado de precisión y estabilidad, necesita una referencia externa para que la rotación de la maceta produzca una tensión o corriente conocida y estable (en términos absolutos).

Una vez que tenga la señal, la corriente es más adecuada que el voltaje para la transmisión a largas distancias en un entorno eléctricamente ruidoso. Si la olla está en el mismo gabinete que el PLC, no importa mucho para la mayoría de los propósitos.

La solución más fácil y quizás la mejor es comprar un transmisor de potencia a corriente (o voltaje) que convierta la rotación de la olla a tensión o corriente.

En lugar de usar resistencias, una solución de bricolaje que podría sugerir sería utilizar un regulador de voltaje TO-220 como un LM7805 para producir un voltaje de 5V (lo mejor es agregar un par de condensadores; funcionarán un par de electrolíticos de 10uF / 50V bien). Luego puede usar una olla de valor razonable (como 1K-10K) y conectar el limpiaparabrisas directamente a la entrada del PLC. Si su PLC proporciona una salida de este tipo (5 V), eso sería aún mejor. También puede hacer un convertidor de potencia a corriente, pero es un poco más complicado. Hay los llamados chips transmisores de 2 cables disponibles que hacen la mayor parte del trabajo por usted, consulte las ofertas de Texas Instruments (no Burr-Brown) en su serie XMTR (transmisor). De cualquier manera, obtendrá una precisión de unos pocos por ciento, evitando la influencia de la gran variabilidad de la resistencia del elemento del bote (a menudo +/- 20%).

¿Necesita un disipador de calor con el 7805? Bueno, si la potencia es inferior a aproximadamente 600 mW, generalmente no lo hará, por lo que el elemento de la olla puede ser tan bajo como 200 ohmios (el regulador consume 5 mA o más) antes de que necesite un disipador de calor para entornos razonables. Si el usuario cortocircuita, la salida del 7805 tendrá un límite de corriente y temperatura, lo cual es una situación que amenaza a la vida del regulador pero generalmente sobrevivirá. Agregue un fusible de restablecimiento automático de PTC si desea más protección. También se puede usar una resistencia, pero aumente el capacitor de entrada y calcule la resistencia de modo que haya una entrada de 7-10 V para la resistencia mínima permitida del elemento del recipiente (por ejemplo, 24V-10V / (5mA + 5V / Rpot) = 1.4K para que podría usar una resistencia de 1.3K 1/2-W si limita la resistencia del elemento del bote a 1K o más.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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