software de entrada ADC multiplexado entre entrada de corriente / voltaje

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Problema

Necesito diseñar un extremo análogo aislado para una Raspberry Pi que necesite trabajar con un transmisor de 4-20 mA o 0-10V. He estado estudiando los módulos de entradas analógicas existentes de los principales fabricantes de PLC en busca de inspiración.

Productos existentes

  • Módulo de E / S analógicas Allen Bradley Micro850 ( hoja de datos ) tiene para cada canal de entrada, un Vin, Iin y pines COM separados.
  • Wago 750 ofrece entrada actual módulos y módulos de entrada de voltaje . No encontré ningún módulo con canales analógicos que tuvieran entradas de corriente / voltaje para el mismo canal.
  • Industruino Ind.I / O ofrece ambos 0-20mA / 0 -10 V en el mismo pin en cada canal, seleccionable en el software como se muestra en la siguiente imagen
  • UniPiS10x( hoja de datos ), también parece ofrecer ambos 0-20mA / 0-10V en el mismo pin.

Intentos de solución

Con un intervalo de ADC de 2V, sé cómo hacer cualquiera de las dos

  • un receptor actual con una resistencia de 100Ω
  • un receptor de voltaje con un atenuador pasivo con impedancia de fuente > 100kΩ
No se requiere

precisión en ninguno de los dos, ya que puedo realizar una calibración de software con una fuente de corriente / voltaje calibrada.

Traté de entender cómo Industruino pudo seleccionar el software entre la entrada de corriente y la de voltaje ya que la entrada de voltaje requiere una alta impedancia, mientras que la entrada de corriente requiere una impedancia baja.

Su biblioteca de Indio I2C me dice lo siguiente

  • MCP3424 es el ADC de 4 bits y 18 bits
  • 2xMCP4726 es el DAC de 12 bits de 1 canal.
  • PCA9555 es un extensor GPIO I2C de 16 bits
  • 8 canales del PCA9555 van a la E / S de 24 V a través de controladores laterales altos
  • 4 canales del PCA9555 se alternan ALTO para la entrada de corriente y BAJO para la entrada de voltaje mediante la función analogReadMode (); uno para cada canal de entrada analógica
  • 2 canales del PCA9555 se alternan ALTO para la salida de corriente y BAJO para la salida de voltaje mediante la función analogWriteMode (); uno para cada canal de salida analógica

Ya que es un proyecto de hardware abierto, traté de encontrar los esquemas en su sitio web. No está allí ni en ningún otro sitio web que encontré. Su repositorio GitHub tampoco lo enumera. Intenté enviarles un correo electrónico con la consulta, pero no han respondido.

Estaría muy agradecido si alguien pudiera arrojar una luz sobre la solución.

    
pregunta ghirlekar

2 respuestas

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Puede activar o desactivar la resistencia de carga con un software usando un interruptor de estado sólido, pero tiene que medir el voltaje en el lado de la resistencia del interruptor (para que la resistencia del interruptor no afecte la lectura), así que necesita multiplexar La entrada ADC entre los dos. También necesitaría un PGA para acomodar la entrada de voltaje de 10 V en comparación con la carga típica de 5 V (o menos) de la resistencia de carga de entrada actual. Tal vez solo una selección de ganancia 2: 1 que es fácil con otro mux analógico 2: 1.

Asegúrese de que el interruptor que usa no tenga una resistencia demasiado alta o afectará el cumplimiento requerido del transmisor y tome las precauciones adecuadas (más allá del alcance de esta respuesta) para reforzar las entradas contra transitorios, etc., como los cables largos y un rayo cercano. El equipo de control de procesos industriales adecuadamente diseñado tiene muchas de estas consideraciones incluidas, especialmente en comparación con los tableros abiertos de aficionados como el Pi.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Utilizaría un relé de lámina u otro dispositivo electromecánico de baja potencia para activar y desactivar la resistencia de carga. El resto se puede lograr con un PGA.

    
respondido por el AlmostDone

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