So wie ich den Standard auf Seite 12 interpretiere (habe mir den mittlerweile gekauft) ist Potentialtrennung aber nur für den Transmitter vorgesehen und gibt da auch verschiedene Abstufungen:
- fully isolated
- input isolated
- output isolated
- power isolated
- non-isolated
Muß ich den Kunden nochmal fragen, was er haben möchte. Falls ich aber "non-isolated" wähle, dann wäre eine gemeinsame Masse schon sinnvoll, vermute ich als Analog-Ahnungsloser zumindest :-)
-- Frank Buss, fb@frank-buss.de http://www.frank-buss.de, http://www.it4-systems.de
Der Zweck von Konstantstrom ist es, von "gemeinsamer Masse" los zu kommen. Allerdinx muß das nicht im Bereich von 500V sein, es kann sein, daß es nur +- 3V Potentialdifferenz ausgleichen soll.
.. das berühmte Schiff, das "schräg gegen den Nordpol" schwimmt eben.
Servas
-- "5 Köpfe denken in 1 h produktiver als 1 Kopf in 5 h". Das sagen die 4 Köpfe mehrheitlich, die sich nach der 1-h-Besprechung mit dem 5-h-Einzeldenker selber auch für Produktive halten.
Ok, kann ich also davon ausgehen, daß die meisten 4..20mA Receiver komplett galvanisch getrennt sind? Sonst müsste ich meinen Transmitter galvanisch trennen, da die Masse mit dem Gehäuse verbunden ist und das mit Erde. Wenn das beim Empfänger auch der Fall wäre, dann kann es Probleme geben.
Das im Transmitter zu realisieren, stelle ich mir aufwendig vor (Optokoppler, Übertrager, um die Optokoppler-Signale aufzubereiten und zu vermeiden, zuviel Strom von der Schleifen-Versorgungsspannung zu verwenden usw.).
-- Frank Buss, fb@frank-buss.de http://www.frank-buss.de, http://www.it4-systems.de
Nein, aber deine Schaltung ist für mein Verständnis "irgendwie verquirxt".
Ich mach(t)e die 4-20mA so, daß der Tx "von oben herab" liefert(e). Dann kann der Rx damit tun was er will. D.h. ich zieh zuerst "von unten" einen Konstantstrom und den spiegle ich mit einem 2. OP und einem PNP. Isolation ist zwar sicherer aber viel teurer und meist ungenauer (vielleicht stimmt das nicht mehr).
Aber - das ist deine Sach ;-)
Servas
-- "5 Köpfe denken in 1 h produktiver als 1 Kopf in 5 h". Das sagen die 4 Köpfe mehrheitlich, die sich nach der 1-h-Besprechung mit dem 5-h-Einzeldenker selber auch für Produktive halten.
Seh ich auch so ;-) Teilweise. Der letzte Schaltungsvorschlag geht schon in die richtige Richtung.
Was deinen letzten Schaltungsvorschlag angeht, würde ich V1 in den linken Kasten zeichnen. Dann benötigst du für die Last nur noch 2 Drähte.
Die Eingangsbeschaltung ist natürlich so wie du sie in der Testschaltung gezeichnet hat nicht dazu geeignet, einen definierten Strom einzustellen, aber das ist dir sicher klar.
Anstelle des FET kannst du auch einen PNP-Transistor nehmen.
Wegen der Empfangsschaltung schau doch mal in den Tietze Schenk. Da gibt es auch eine einfache Schaltung für eine galvanische Trennung von Analogsignalen mit Optokoppler.
Das Prinzip ist, man gibt einen Strom auf eine LED eines Doppeloptokopplers. Die zweite LED treibt man mit dem Ausgang eines OP, der die Spannung an den beiden Phototransistoren vergleicht und den Strom durch die 2. LED so nachregelt, so dass beide Phototransistoren dieselbe Kollektorspannung haben. Das ist dann der Fall, wenn auch die Ströme durch die beiden LEDs gleich sind. In Reihe mit der 2. LED hast du einen Lastwiderstand, an dem du eine Spannung abnehmen kannst, die proportional zum Eingangsstrom ist. Nur die 1. LED ist vom Rest der Schaltung isoliert.
Dazu benötigst du dann: 1 Doppeloptokoppler z.B. ILD74, 1 OP und 3 Widerstände.
Die Genauigkeit ist allerdings nicht so toll. Hängt insbesondere von der Streuung der beiden Optokoppler ab. Musst du einfach mal abschätzen, ob es ausreicht.
Gruß
Stefan DF9BI
Wenn es im OP einen Widerstand vom Eingangspin zum Gate des ersten FET gäbe, hätte man das Problem auch nicht. Das wird der Hersteller aber wohl vermeiden, weil dadurch der Frequenzgang des OP negativ beeinflusst würde.
Ich vermute aber mal, dass dies in der Praxis nicht ganz so kritisch ist, wie es hier dargestellt wurde. Trotzdem ist das ein guter Tipp. Man kann ja einen 10K Widerstand zwischen C und OP einbauen. Schaden tut es ganz sicher nicht.
Gruß
Stefan DF9BI
Doch, es schadet. Deswegen muß der Widerstand mit Bedacht eingebaut werden. An dem Widerstand fällt Spannung ab. In den Eingang "rinnt" Strom hinein. Leider ist der Strom nicht genau angegeben und er schwankt. Und unglücklicherweise gibt es noch sowas wie den "Offset- strom", eine Bosheit sondergleichen. Die Symmetrie des Schutz-R nutzt deswegen auch nix.
Rauschen tut das Biest auch noch aber es rinnt wenigstens kein nennenswerter Strom drüber wodurch er sich wenigstens DAMIT nicht lästig machen kann.
Die Spannung, die am Schutzwiderstand abfällt, ist eine zusätzliche Offsetspannung. Deswegen kann der nicht klein genug sein. Ich habe mich stets bemüht, den R so zu dimensionieren, daß der R den Strom auf 3mA max begrenzt, das sollte der Eingang vertragen aber das ist ein Gefühlswert. Es kommt daher auf die Betriebsspannung etc. an aber womöglich auch darauf, was "horch, was kommt von draußen rein". Bisher haben _alle_ meine Schaltungen meinem Gefühl recht gegeben und sind am Morgen wieder brav losgelaufen.
Servas
-- "5 Köpfe denken in 1 h produktiver als 1 Kopf in 5 h". Das sagen die 4 Köpfe mehrheitlich, die sich nach der 1-h-Besprechung mit dem 5-h-Einzeldenker selber auch für Produktive halten.
Du kannst auch sogenannte Signaltrenner fertig kaufen. Das ist Industriestandardkram. Sowas bevorzuge ich aus zwei Gruenden:
Tja siehste, deshalb stehen die bei RS und Farnell schon fertig im Katalog. :-)
Olaf
Achso - ich meinte, daß aus Serien-Preisdrückgründen sowas überhaupt gar nie niemals nicht in Frage kommen würde.
:-(
Ja, das würde wohl teurer werden. Geht zwar nicht hauptsächlich um den Preis, aber ist sowieso noch nicht klar, ob das später jemals gebraucht wird. Falls ja, dann könnte man ja für den Empfänger eine galvanische Trennung fordern. Mal sehen, ob der Kunde damit einverstanden ist. Für die Hauptfunktion des Gerätes wird es zumindest erstmal nicht gebraucht, daher habe ich die Schaltung nochmal vereinfacht und mit einem Darlington aufgebaut:
Das läuft dann ohne Probleme mit Schleifenspannungen von 10V bis 40V und ich vermute mal die Genauigkeit liegt so bei ein paar Prozent, was man per Kalibrierung mit dem eingebauten Embedded Systems vielleicht auf
Das sieht schon ganz gut aus. Die Genauigkeitsprobleme hat auch eher der Receiver wenn er galvanische Trennung hat.
Warm werdend darf der ruhig. Nur nicht zu warm. Wenn du den Transistor anfasst und es noch nicht richtig schmerzt ist es ok. Das ist bis ca.
50C der Fall und das kann so ein Transistor schon ab.Zwei Anmerkungen hätte ich noch:
Dein Sender ist passiv und hat keine galvanische Trennung. Das bedeutet, dein Empfänger muss zum einen die Spannung V_loop zur Verfügung stellen und andererseits eine galvanische Trennung haben. Das ist doppelter Aufwand. Ich würde in dem Fall V_loop auf der Senderseite bereitstellen.
Wenn V_Loop vom Empfänger bereitsgestellt wird, könnte man den OP auch aus V_Loop versorgen und das PWM-Signal über einen Optokoppler einspeisen. Dann hätte man die galvanische Trennung auf der Digitalseite realisiert.
Gruß
Stefan
Ich habe den mal versucht, mit meinem Infrarot Thermometer zu messen und scheint bei ca. 60°C zu liegen. Laut Datenblatt soll der ja bis zu 150°C verkraften, zumindest die Sperrschicht selbst, daher müsste das ja eigentlich ok sein. Die Frage ist nur, wie warm darf es dann außen sein und ab wann schmilzt das Plastik weg?
Ja, gute Idee, werde ich optional per externer Verkabelung anbieten.
Das wäre natürlich die optimale Lösung und auch mit relativ wenig Aufwand möglich, da ich ja kein analoges Signal übertragen brauche, sondern nur das digitale PWM-Signal. Am besten wäre es dann noch, wenn die Aufbereitungsschaltung auch gleich aus der V_loop betrieben wird, also maximal 4mA für sich verbraucht und den Eigenverbrauch bis 4mA vom zu übertragenen Signal abzieht.
Für sowas zu entwerfen habe ich aber zu wenig Erfahrung, da müsste dann schon ein Experte wie Joerg ran :-)
-- Frank Buss, fb@frank-buss.de http://www.frank-buss.de, http://www.it4-systems.de
Datenblatt der einschlägigen Burr-Brown Teile studiert ?
Wenns tröstet, selbst führende deutsche Hersteller haben sich erst in den 80er den Gegebenheiten angepaßt:
MfG JRD
Die sind zu teuer, da ich auch nicht die hohe Genaugikeit brauche. Selbst in 1000'er Stückzahlen kostet das noch 8,76 Dollar und man braucht noch zusätzlich einen externen FET. Ansonsten sieht die Schaltung von
Danke für den Scan. Wie schon gesagt, habe ich da überhaupt keine praktische Erfahrung, aber die interessante Möglichkeit des Kurzschlusses des Sense-Widerstands durch falsche Masse sieht mir danach aus, als könnte das in der Praxis häufig auftreten, was sehr dafür spricht, die Schaltung mit der gemeinsamen Masse und 3-Leiter-Technik zu verwenden.
-- Frank Buss, fb@frank-buss.de http://www.frank-buss.de, http://www.it4-systems.de
60° dürfte ok sein. Man kann aber auch an ein TO92 Gehäuse einen kleinen Kühlkörper anbringen.
Ich würde aber davon ausgehen, dass der eher wegen einer Fehlbeschaltung von außen, z.B. zu hohe Spannung verstirbt.
Das Plastik schmilzt übrigens nicht. Der Transistor platzt irgenwann auf auf und der Kunststoff verkokelt. Ganz selten mal explodiert sowas richtig.
Manchmal stirbt der Transistor auch einfach so. Meistens wird er dann hochohmig.
Kann man z.B. über eine Brücke an der Klemmenleiste umschaltbar machen.
Also einfach nicht nur 2 Klammen für das Ausgangssignal sondern 3 oder 4 und wenn man die interne Versorgung will, muss man eben zwischen Pin 3 und 4 eine Brücke legen. Oder ein Jumper auf der Platine.
Gruß
Stefan
Unter der Annahme daß der D/A-Wandler unten an 0 - 5V hängt ca. so:
Der TLC271 ist "low bias" damit langsam also zusammen mit dem NFet weniger Schwingneigung. Hat Eingang 0 - 4V, Ausgang 0 - 4V. Der BS107 bzw. BS170 ist ein N-Mosfet bis 200V.
Der TL081/TL080 oder LF355/356/357 sind BiFet. Da geht der Eingangsbereich bis zur positiven Versorgung. LF155/156/157 könnte nominell mehr Versorgungsspannung.
Kann man extern per Kerko runterkompensieren, hat sonst zusammen mit dem TO220-PFet bei 0-4mA Schwingneigung, weil der da sehr steil ist. Eventuell benötigt man am Ausgang des OP Spannungsteiler gegen positive Versorgung damit der den Fet sicher abschalten kann: OP geht nur bis ca. 1V an Versorgung.
Beide OPs single-supply: hat man Pins für Offset-Abgleich mit Poti, was in Kleinserie gangbar ist. Wenn man das nicht will müsste man auf bessere Typen von TI bzw. Analog Devices ausweichen. Oder den Fehler durch Offsetspannung tolerieren. Da sie CMOS bzw. JFet sind hat man wenig Probleme mit Biasstrom.
MfG JRD
Ich habe da noch einen anderen Chip gefunden:
Ist zwar nochmal was teuerer, als die Burr-Brown Teile, aber dafür ist bereits ein D/A-Wandler eingebaut und sieht recht genau aus. Den werde ich wohl einsetzen.
-- Frank Buss, fb@frank-buss.de http://www.frank-buss.de, http://www.it4-systems.de
Am Sat, 20 Oct 2007 02:23:15 +0200 schrieb Frank Buss:
Mift, ich dachte so etwas willst du nicht verwenden, sonst hätte ich dir den AD420 nennen können.
Tat recht problemlos genau das, was er sollte.
Lutz
-- Mit unseren Sensoren ist der Administrator informiert, bevor es Probleme im Serverraum gibt: preiswerte Monitoring Hard- und Software-kostenloses Plugin auch für Nagios - Nachricht per e-mail,SMS und SNMP: http://www.messpc.de Neu: Ethernetbox jetzt auch im 19 Zoll Gehäuse mit 12 Ports für Sensoren
Ja, das dachte ich auch erst. Da aber nach Rücksprache der Kunde mehr Wert auf Genauigkeit und Zuverlässigkeit als den Preis legt, kommt der AD420 jetzt rein. Ich würde das mit diskreten Bauteilen nie so gut selbst hinbekommen, habe aber einiges gelernt, beim Versuch es zu entwerfen.
Danke, gut zu hören.
-- Frank Buss, fb@frank-buss.de http://www.frank-buss.de, http://www.it4-systems.de
Am Sat, 20 Oct 2007 08:06:55 +0200 schrieb Frank Buss:
Kleine Korrektur: ich habe eben noch mal nachgeschaut, es war damals der AD421:
Lutz
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