Galvanisch getrenntes 4-20mA Interface

Es gibt eine relativ einfache Schaltung mit Doppeloptokopplern. Steht eventuell im Tieze-Schenk, wenn ich mich nicht irre.

Ein Optokoppler befindet sich vor dem Eingang, der andere Optokoppler im Rückkopplungszweig des OP.

Gruß

Stefan

Wenn es ihn ( als Hybrid ) gäbe wäre er teuer und schwer beschaffbar. Preiswert sind Schaltungen aus Standardbauteilen.

a) Naheliegend sind Optokoppler und gute Genauigkeit erreicht man durch digitalen Betrieb a la PWM oder U/f-Wandler. Dann muß das Meßsignal aber eher DC sein. b) Schlechtere Genauigkeit, etwas weniger Schaltungsaufwand haben analoge Optokoppler. c) wie a) aber mit Pulsübertrager, kann man sich ja was auf Ringkern wickeln. Die sind nicht so lahm wie Optokoppler, sodaß man bei etwas Aufwand Geschwindigkeit und Genauigkeit bekommt. Für konkretere Vorschläge wäre gut zu wissen

• wieviele Kanäle in und out ?

• jeder Kanal eigene getrennte Speisung oder z.B. 4 Sender aus gemeinsamem Netzteil versorgt ?

• welche Genauigkeit: 8 Bit ? 12 Bit ?

MfG JRD

Es gibt anstatt von Optokopplern neuerdings magnetisch gekoppelte Verfahren. Leider habe ich den Namen vergesssen, ichc meine , dass sie von AD produziert wurden. Das ist vor Monaten mal der Hype gewesen, aber jetzt habe ich nichcts mehr davon gehört.

Robert

Florian Schenk schrieb:

Schau dir mal HCNR200 bzw. HCNR201 von Agilent an.

Gruß Dieter

Am 2004-09-08 schrieb Florian Schenk:

Suche mal ein wenig im Internet: Trennverstärker für obiges Signal sind Standardbauteile in der Analogmesstechnik. Wenn du solche Teile nicht unbedingt bei Phoenix Contact suchst, sind sie auch durchaus bezahlbar.

nennen sich ADUM1100 bzw ADUM1400 und sind von AD, wenn man Wert auf niedriges Rauschen legt, nicht zu empfehlen!

Gruß Alex

Florian Schenk wrote: Besser:

uC -> 2-3 Optokoppler -> DAC mit I2C oder SPI -> 4-20mA Transmitter

Brauchst Du eine Stromquelle oder geht auch eine Senke? Wenn Senke, kannst Du DAC und Transmitter auch direkt aus der Stromschleife versorgen, ansonsten ist ein DC/DC Wandler nötig. Übrigens gibt es serielle DAC's mit eingebautem Transmitter, AD421 z.B. wäre geeignet. Dank 3-Draht Interface einfach optisch zu trennen.

Hallo!

Erstmal danke für alle Antworten! Ich benötige 4 Ein- und 4 Ausgänge.

Ich fasse mal zusammen:

1. Möglichkeit:

DAC -> Optokoppler (z.B. HCNR200) -> Transmitter Gleicher Weg geht auch in die andere Richtung.

1. Möglichkeit:

SPI/I2C/?? angeschlossener Transmitter/Receiver mit getrennten Digitalsignalen, z.B. mit ADUM14XX.

Soweit richtig?

Da ich eher im uC-Bereich angesiedelt bin, ist mir die 2. Möglichkeit natürlich sympathischer :-)

Habe ich das soweit richtig zusammengefasst?

Gruss, Florian

Florian Schenk schrieb:

Ja.

Aber für die Erste hast du eine fix&fertige Applikation im Datenblatt des HCNR200/201, hab ich selbst schon verwendet und irgendwo auch mal fertige Module für TX bzw. RX zu gar nicht utopischen Preisen gesehen. Einfach mal bei Agilent anfragen, die sollten eigentlich wissen wer sowas herstellt.

Gruß Dieter

Da hast Du natürlich recht. Nur wäre sich der Bauteilaufwand bei der "Digital"-Lösung kleiner als bei der "Analog"-Lösung.

Da ich mich mit der Materie nicht wirklich auskenne, wär mir geholfen, wenn Du sagst, dass die HCNR20X-Lösung die sinnvollere ist. Dann würde ich das versuchen :-)

Gruss, Florian

Florian Schenk schrieb:

Nicht wirklich.

Sinnvoller? Na ja, da müsste man schon etwas mehr über die Problemstellung wissen. Ich gehe mal davon aus, dass du fertige 4-20mA Sensoren und Aktuatoren hast und die galvanisch getrennt an den uC adaptieren willst. Da sehe ich die Lösung mit den OKs als zweckmäßiger an, mit A/D und D/A am/im uC wirst du ja wohl schon Erfahrung haben.

Gruß Dieter

Ok. Da hast du auch wieder Recht. Ich probiers aus.

Gruss, Florian

Völlig klar warum galvanische Trennung und woher die Speisung kommt nicht. Wenn man nur den Controller und ferngespeiste, ungeerdeneten Sensor hat, hat man nominell Stromquelle im Controller und nicht unbedingt galvanische Trennung ( vgl die ICs von BurrBrown / TI ). Es kann allerdings trotzdem praktisch sein im Controller Optokoppler zu haben und Absturz des Controllers bei Spikes zu verhindern. Wenn der Sensor eigene Speisung und/oder eigene Erdung hat wird Optokoppler schon zwingender wegen Erdschleifen. Dann muß man aber festlegen welches von beiden Enden die Speisung vornimmt. a) das eigene Ende speist immer. Dann muß man kleinen Trafo oder DC/DC-Wandler einbauen, hat aber reichlich Strom, was für für kompliziertere Schaltungen wie die A/D bzw. D/A-Wandler nützlich ist. b) das eigene Ende ist passiv. Dann hat man nur die 4-20mA und das Problem mit 4mA Optokoppler linear anzusteuern. c) universell. Man hat sowohl Netzteil eingebaut, als auch Schaltung nach b) und der Endanwender kann beliebig konfigurieren. MfG JRD

Ja, die haben diese Trafos-on-chip. Allerdinx sind das doch Digitalkoppler, wie ist das jetzt mit dem Rauschen zu verstehen? Senden die Müll durch die Gegend?

ja, die haben einen periodischen Refresh-Zyklus im MHz-Breich, was zu unangenehmen Erscheinungen führt, Modulation der Supplyspannungen, Spikes im mV-Bereich...

Hab ich irgendwie befürchtet. Geben eine Seite lang damit an, wie immun die Dinger gegen Magnetfelder sind... Mit der Zeit muss man ein Auge dafür entwickeln, was in Datenblättern "vergessen" wurde... wie schon damals der Offsetstromdrift beim 741er :-]