0-10V, 4-20mA al microcontrolador

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Tengo un panel de comunicación y estoy diseñando una interfaz analógica para él. El punto es, para poder medir señales analógicas de 4-20mA y 0-10V. Sé que esta no es una solución profesional, pero solo quiero proporcionar algunos datos a mi tablero. MI placa se suministra con 24 VCC, que también es el suministro del amplificador de búfer de 0 a 10 V. El otro operador para 4-20 mA se suministra con una regulación de 5V. Las salidas opamp están conectadas a mis microcontroladores ADC que pueden aceptar 3.3V. Mi pregunta es, ¿crees que el circuito en la imagen funcionaría correctamente?

    
pregunta Tage

2 respuestas

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A diferencia de la respuesta de Asmyldof, me inclinaría por hacer una entrada de modo dual como es común en los PLC industriales, etc. Normalmente, estos agregan una resistencia de derivación de 500 Ω a través de la entrada de 0-10 V para convertir 20 mA a 10 V .

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Figura 1. Una entrada de 0 - 10 V / 4 - 20 mA para 3.3 V ADC.

  • R2, 3 y 4 proporcionan un divisor 3: 1 fácil de hacer. Su impedancia es muy alta en relación con la resistencia de derivación, por lo que la carga no debe introducir un error significativo.
  • No hay diodo de protección inversa en la entrada ya que esto causará una caída de voltaje en la señal al ADC.
  • D1 y D2 brindan protección contra sobretensión y tensión inversa al ADC sin caída de tensión y sin la preocupación de una fuga de Zener, ya que la tensión se acerca a 3.3 V. La corriente derivada a la fuente de alimentación a través de estos diodos estará limitada por R2 y R3 a un valor bajo.
  • El op-amp puede ser eliminado.

Con esta disposición, tiene una entrada estándar de doble propósito.

    
respondido por el Transistor
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Para su bucle actual:

Dado que la norma está diseñada para funcionar con pérdidas relativamente grandes de cables y conexiones, en su situación, la resistencia que elija puede funcionar, pero si quiere usar esto con más ... dispositivo de tipo de fuente abierta de Internet, Es posible que desee reducir la resistencia. Con algunos de esos dispositivos, y posiblemente incluso con algunos profesionales, probablemente no pueda estar seguro de que puedan generar limpiamente todo el rango de corriente con caídas de voltaje de hasta 3V.

Puedes reducir la resistencia a 15 ohmios y hacer que el amplificador operacional amplifique la señal en un factor de 10 para obtener el mismo efecto. Es posible que también desee agregar una resistencia a la salida del amplificador operacional y un diodo de sujeción, en caso de que un error de conexión introduzca más señal de la que espera, así como protecciones para conexiones inversas:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

También puede agregar un condensador de 10nF o más en la salida del amplificador operacional aquí para filtrar. Y si quiere estar 100% seguro de que el amplificador operacional también es seguro, agregue un diodo zener allí también, si tiene un tipo de 3.3 V o 5.6 V no se perderá demasiado a 0.3 V para la corriente máxima en El bucle, pero aún así ofrece una protección completa para un amplificador operacional de 24V. Por supuesto, con 5V provenientes de una mala conexión, es probable que la resistencia se enganche o se queme.

El diodo le costará 0,7 V aquí, también puede usar un diodo Schottky con un voltaje directo muy bajo, como los tipos BAT54, se filtrarán un poco más a la inversa, pero incluso 1 mA solo generará 15 mV a la inversa El amplificador operacional, que debería estar libre de daños.

Para su sensor de voltaje:

No pondría el diodo zener directamente en la entrada. En una entrada demasiado alta, cargará mucho el dispositivo que genera el voltaje, posiblemente dañándolo y si aplica un suministro de 12 V o 24 V, su Zener probablemente explotará.

Si coloca un zener de 3.3V o 3.6V en la unión del divisor resistivo, su dispositivo estará protegido, pero cualquier corriente que ingrese será bloqueada. En ese caso, debe asegurarse de que el zener no se filtre demasiado a 3 V (o cualquiera que sea su señal máxima). Si la fuga es demasiado alta, también puede proteger con un diodo desde esa unión hasta la tensión de alimentación de 3.3V.

Es probable que el capacitor tampoco esté directamente en la entrada. Si el dispositivo que crea la señal tiene una salida inmediata de amplificador operacional, la carga capacitiva puede crear oscilaciones u otros problemas. Si mueves el condensador para que pase más allá del divisor, el efecto de carga se reducirá significativamente y en realidad se convertirá en un filtro R-C, que es mucho más efectivo.

Si no sabe nada sobre el dispositivo que crea la señal, puede ser mejor amortiguar la entrada y luego dividir de forma resistiva, ya que tiene 24 V disponibles. Por supuesto, todavía tomando algunas medidas de protección:

simular este circuito

El zener comienza a pinzar a 11 V, lo que permite un exceso de voltaje en la entrada, y cuando la entrada aumenta, la resistencia limita la corriente para proteger al zener y al dispositivo que crea la señal.

    
respondido por el Asmyldof

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