Нужна схема включения датчика 4-20mA, нужно сделать универсальный вход-выход Опции

[PCBExp]

Один контакт разъема должен использоваться и как вход (датчика) и как выход. С выходом все более-менее понятно (как ему работать чтоб не мешаться и самому не мешать) а вот со входом не все ясно (или не понимаю чего-то). Входом у нас 12-битное АЦП будет. Если кто какой документ на эту тему имеет - буду благодарен за ссылку. Я если кто схемой угостит - вообще п

[rezident]

Сообщение модератора. Убрал оффтопик.

[PCBExp]

Сообщение модератора. Убрал оффтопик.

Спасибо модератору. Правда я сам не сразу свою тему нашел - но видимо модератор прав - здесь ей место.

Всего у нас 1 разъем на 8 контактов. 1 - земля, со 2 по 7 - входы-выходы 8 - питание

Я в самом начале тему описал неполно. Есть дополнение. Кроме токового входа и релейного выхода контакту еще неплохо бы уметь ловить логические уровни от 0 до 1 вольта - логический ноль и от 4 до 30 вольт логическая единица. Собственно земляной контакт (номер 1) нужен для детектирования логических уровней

Питание думаем сделать 14 вольт на контакте разъема. Если контакты (2-7) используются как выходы то реле на 12 вольт (как самое распространенное) не умрет. В случае если контакты (2-7) будут входами, то 12 вольт выпадет на датчике и 2 на резисторах на которых и будем мерять. Наш источник защищен от внешнего высокого напряжения диодом (в прямом включении).

[rezident]

Кроме токового входа и релейного выхода контакту еще неплохо бы уметь ловить логические уровни от 0 до 1 вольта - логический ноль и от 4 до 30 вольт логическая единица. Собственно земляной контакт (номер 1) нужен для детектирования логических уровней

Универсальные решения не бывают дешевыми. Экономия на количестве контактов выйдет вам явно дороже дополнительных коммутаций и защит.

Питание думаем сделать 14 вольт на контакте разъема.

Тогда приготовьтесь, что не всякий датчик сможет работать с вашим токовым выходом. На 500 Омном шунте пассивного датчика, например, при 20мА упадет 10В, а ему (датчику) наверное еще и запитаться от токовой петли захочется.

Наш источник защищен от внешнего высокого напряжения диодом (в прямом включении).

А источник питающий выходы изолирован от измерительных входов? Т.е. допускает плавающий потенциал? Либо по другому спрошу, измерительная часть позволяет подачу на вход небольших по значению отрицательных напряжений?

[PCBExp]

...Тогда приготовьтесь, что не всякий датчик сможет работать с вашим токовым выходом. На 500 Омном шунте пассивного датчика, например, при 20мА упадет 10В, а ему (датчику) наверное еще и запитаться от токовой петли захочется.
....

Вот этот пункт меня особенно интересует.

Включаю я датчик например давления от хонивела. У него напряжения питания от 9.5 до 35 вольт. Питать я его собираюсь 24 вольтами. Как понять сколько на нем выпадет из этих 24 вольт? Или сколько я должен высадить на ограничивающих резисторах?

[rezident]

Включаю я датчик например давления от хонивела. У него напряжения питания от 9.5 до 35 вольт. Питать я его собираюсь 24 вольтами. Как понять сколько на нем выпадет из этих 24 вольт? Или сколько я должен высадить на ограничивающих резисторах?

У датчика отдельные выводы питания или он от токовой петли питается? Если питание отдельное, то диапазон соответствует указанному 9,5В...35В. Если же запитка от токовой петли, то минимальное напряжение определяется датчиком тока в вашем приборе. Рассчитывать в таком случае следует на Uпит=Rшунта*25мА+9,5В. Значение 25мА взято с тем расчетом, что приборы с интерфейсом токовая петля 4-20мА обычно сигнализируют аварийное состояние пониженным (меньше 3,5мА), либо повышенным (выше 22,5мА) током в петле. Допустим у вас датчик тока в измерителе 249Ом, значит питание должно быть 249Ом*25мА+9,5В ≥ 16В. Лучше, если будет не менее 18В. Вообще 24В (18В...36В) это типовое значение напряжения питания для токовой петли 4-20мА.

[PCBExp]

Нарисовали вот такую схему.

Краткое описание - напряжение на разъеме пока выбрали 12 вольт. Посмотри на реле от заказчика и возможно поднимем до 14, потому как на R5 может 2 вольта выпасть. R1 и R9 – 0.25 или 0.5 ватта

Режим 1 - релейный выход.
Лог. единица с GPIO_RL1 открывает Q5. На R5 выпадает около 2 вольт и реле открывается. Лог ноль все это дело глушит. Защитный диод ставится на самом реле. Если релейного выхода при открытом ключе коснутся аварийные 50 вольт, то сработает наша защита и Q5 закроется. На R1 все опасное выпадет. А до включения защиты стабилитрон D2 защитит АЦП. При этом на коллекторе Q7 будет лог единица (+5V) которая через D1 попадет на АЦП. Главный процессор поймет, что сработала защита потому что все «штатные» напряжения ниже 4 вольт.

Режим 2 - аналоговый вход 4-20 mA. Датчик включается между контактами 1 и 2 разъема. Q5 открыт лог. единицей. На R5 выпадает напряжение достаточное для измерения тока. Далее напряжение через R9 отправляется на АЦП. Если опять авария – см. выше.

Режим 3 - дискретный вход логический ноль от 0 до 1 вольта. Логическая единица - от 4 до 30 вольт. В этом режиме Q5 закрыт. На резисторе R5 выпадает все, что будем мерить. Это самый тяжелый случай. В случае 4 вольт на R5 выпадет 15 mV. Смогу ли я выловить эту логическую единицу своим АЦП????? Пока выбрали TLV1570. Опора у нее 3.8 вольта то есть младший бит - 3.8/1024=0.0037 вольта. Боюсь, что не увижу я в шумах эти 4 бита. Покритикуйте еще что-нибудь.

PS Я хорошо умею искать на сайте Texas Instruments . У других производителей как-то неудобно после TI. Может кто другое 8-ми канальное АЦП посоветует? Можно на 12 бит . Желательно с внутренней опорой и не дороже 6 баксов в России.

Сообщение отредактировал PCBExp - Feb 18 2010, 11:22

Эскизы прикрепленных изображений