4-20ma ölçme / Ana Barada Gürültü Yüksek Voltaj Problemi.

[Logan]

Merhaba arkadaşlar.

Bir projede kullanılmak üzere 4-20 ma ölçmemiz gerekiyor. Fakat projeyi zorlaştıran iki önemli nokta var.

1- Çözünürlüğün yüksek olması isteniyor (12 bit en az).
2- İstendiğinde aynı girişe 0-20 ma'de girilebilecek.

4 ma'de 0V, 20ma'de 5V veren bir opamplı devre kurduk fakat her seferinde kalibre etmek gerekiyor. Bu kalibrasyon olayında kurtulmak için nasıl bir yol izlememiz lazım? Hazır 4-20 ma girişi 0-5V'a dönüştüren bir IC var mı? Ayrıca bu IC 0-20ma'de de çalışır mı?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

İkinci olarak da merak ettiğim bir konu var. Üzerinde +365V DC olarak ayarlanmış PFC devresi olan bir makinenin DC barasına,çıkışı 160A-25.5V yükte iken osilaskop ile baktığımızda 40-50ns uzunluğunda 550V'lara varan pikler görüyoruz. PCB'ye bağlı olarak bu piklerde 680V'a varan artışlar görülebiliyor. EMC çalışmaları için 2 farklı kart çizdik. Birinci versiyonda 550V olan pikler ikinci versiyonda 680V'a çıktı. Layout olarak baktığımızda gerek yolların kalınlığı gerekse uzaklığı ile 2. versiyon çok daha iyi duruyor. Fakat belli bir çalışma peryodundan sonra PFC diyodu patlıyor. Denemek için Silicon Carbide diyot taktık, patlamadı. Ancak bu kez de H-Bridge devresinin H-side mosfetleri havaya uçtu. Nedeni ise belli. 600V'luk IGBT'ler 680V'luk pikler yüzünden yoğun stres altına girdi ve belli bir süre sonra patladı. Eski kart ile devam ediyoruz fakat bu piklerin sebebini çok merak ediyorum. Ana baradaki kondansatörlerin değerini arttırdık olmadı, adedini arttırdık yine olmadı. PFC bobininin çıkışı ile mosfetlerin drain uçları ve diyodun katoduna bağlı olan yolda gain oluşuyor ve belli bir süre sonra patlatıyor dedik. Yolları kestik dip dibe bağladık yine sonuç vermedi. Kontrol kartını daughter board yaptık, soketle taktık yine sonuç vermedi. Kısacası neden olduğunu anlayamadık. Konu ile alakalı olarak fikri ve düşüncesi olan varsa duymak isterim.







İyi günler, iyi çalışmalar.

[Logan]

Arkadaşlar PFC olayını aştık gibi. 4-20ma meselesine gelince sanırım hazır bir IC yok piyasada. Biraz daha araştırayım olmadı opampın yolları taştan. İdare edeceğiz artık.

[serhat1990]

Hocam , opamp kullanarak nasıl sonuçlar aldınız . Bende opamp kullanarak yapmıştım yalnız sizin dediğiniz kalibre problemini bende yaşadım . Bende hazır bir IC arıyorum . Bende inceliyorum bu zamanlarda ...

[sadogan]

Arkadaşlar PFC olayını aştık gibi. 4-20ma meselesine gelince sanırım hazır bir IC yok piyasada. Biraz daha araştırayım olmadı opampın yolları taştan. İdare edeceğiz artık.

Yüke 120 ohm seri direnc bağlayınca üzerinde 20ma de 2400 mv düşüyor.
Bu işinizi görmüyormu ?

[Logan]

serhat1990, elimizde DPI880 kalibrator var. Onunla denemeler yapıyoruz. 4ma'de tam 0V, 20ma'de tam 5V olacak şekilde çok stabil çalışıyor. Fakat dediğim gibi min ve max ayarı yapmak gerekiyor. Hazır entegre bulamadım piyasada. Bu tarz malzemeler genelde maxim'den çıkar. Araştırdım sitesini MAX9611'i buldum ancak digikey'de yar alan stok adetlerine bakınca gözüm korktu almaktan vazgeçtim.

sadogan, direncin değeriyle oynayarak çok yüksek olmamakla birlikte istediğim voltajı elde edebilirim. Ancak benim amacım 4-20 ma arasını 0-3.3 veya 0-5 V ile kalibre edip 0 ile 4ma arası oluşan ADC kaybından kurtulmak. Yoksa dediğin gibi 120R direnç koyar adc'den ne geliyorsa okurum işlerim. Fakat 4ma'e kadar olan kısım benim ölü bölgem olarak kalacak. Amaç bunu ekarte etmek. Normalde hedef 16bit ADC çözünürlüğü idi. Araya harici entegre koymayalım extra masraf çıkmasın diye düşünüp 12 bit'e düştük.

165R direnç kullanacağımı ve max voltajı 3.3V'a ayarlayacağımı varsayıp kısaca hesap yapacak olursak;

20ma'de 165*20=3300mV

Fakat 4mA'i 0 kabul edeceğim için 4096/20=205*4=820.

Bu şartlar altında okuma yaparsam benim sıfır noktam 820 değeri olacak. Zaten 12 bit bile yetmezken bir de mevcut çözünürlüğün 5/1'ini kaybedeceğim.

Opamp ile yapmamızın sebebi budur. Böyle de devam edecek sanırım.

[EGE]

XTR111 sanırım işinizi görür,

Kolaygelsin

[OG]

Hocam benzer birşeyi düşünmüşsünüzdür ama fikir olsun veya aynı konuyu arayanlar için ön fikir olsun

Sistem -  ve  +  volt besleme ister.

-1V referans üretilmesi gerekir

Opampların offset değerleri iyi olmalı.

BUFFER olanlar kullanılmayabilir, 2 kaynağı yüklemesin diye ilave edildi.

http://s2.dosya.tc/server/14j1Wr/4-20mato1-5V.rar.html


upload photos

[F.T]

OG hocam bu devrenin 4-20 ma den 0-20 ma çevirenini nasıl bir yöntemle elde ederiz.ayrıca hocam -1 voltu 24 volt dc olacak bir beslemeden en basit nasıl bir yöntemle elde ederiz.
Logan hocam sizdeki 4-20ma 0-5 volt devresi bu tip bir yapımı?

[OG]

Hocam bunu örneğin şöyle sağlayabilirsiniz

Bir akım basıcı (kaynak) yaptınız, akımı ayarladığınız bir değerde bastınız, Ölçtünüz hata varsa düzelttiniz.

Bu devreye uyarlamak isterseniz,
Son çıkışı (0-5V)  basılan akımın değeridir, tabi artık volt olarak elinizde bu değer,

Akım basan devrenizdeki girdiniz ile (genelde bu da vot olur, örneğin bir pottan gelen değer) bu çıkan değeri karşılaştırır ve hata düzelterek işlemi halledersiniz.

-1 voltu 24 volt dc olacak bir beslemeden en basit nasıl bir yöntemle elde ederiz.

Yanlızca -1 voltu basit yöntem ile elde edersiniz ama üstteki devrede yanlızca -1V değil ayrıca opampın dif beslenmesi gerekir. Yani +- kaynağa cevirmek gerekir.

Ancak - değerin çok yüksek olmasına gerek yok çünkü çıkış 0V dan aşağı inmeyeceği için gerekli olan -1 Voltu da düşünürsek  2 yada 3 Volt - gerilim üretseniz yeter.

Bunu mesela 34063 gibi bir elemanla yapabilirsiniz. 555 ile yapabilirsiniz, pic pwm ile yapabilirsiniz, basit transistorlu bir devre ile yapabilirsiniz vs.

-1V un temiz olması unutulmamalı. İyi bir eleman ile sağlanmalı, en azından TL431 gibi.


Opamplar düşük ofsetli, düşük ısıl sürüklenmeli gibi iyi mal olmalı, sonucta olcum devresi.

[serhat1990]

@Logan , Anladım Hocam ucuz bir IC bulamazsak opampla devam edecez o zaman .
OG Hocam çok güzel paylaşım emeğinize sağlık .

[Logan]

OG çok güzel anlatmış. Ben ise aşağıdaki devreyi kullanıyorum. Özel opamp olmasına gerek yok. LM358 iş görüyor. Fakat küçük bir ayrıntı var. Çıkıştan gelen eksi voltajlar işlemciye zarar vermesin diye çıkışa bir diyot koymak gerek.

[F.T]

OG hocam ayrıntılı açıklamanız için teşekkür ediyorum.çok faydalı oldu.
Logan hocam sizin devrenizde 4-20 ma 0-5volt ayarını bi türlü tuturamadım.nasıl ayarlarız açıklarsanız sevinirim.
iyi çalışmalar.

[sadogan]

@Logan

165R direnç kullanacağımı ve max voltajı 3.3V'a ayarlayacağımı varsayıp kısaca hesap yapacak olursak;

20ma'de 165*20=3300mV

Fakat 4mA'i 0 kabul edeceğim için 4096/20=205*4=820.

Bu şartlar altında okuma yaparsam benim sıfır noktam 820 değeri olacak. Zaten 12 bit bile yetmezken bir de mevcut çözünürlüğün 5/1'ini kaybedeceğim.

Evet scale 1/5 kaybolur. Ama kulandığıniz işlemci veya adc nin -referans girişi var ise
(3300/4096)*820=660,6 milivoltluk bir referans girildiginde  (3300-660,6)/4096=0,644 milivolt cözünürlükte
full scale ölçüm yapabilirsiniz.