0-10V / 4-20mA okuyucu devre

[Erol YILMAZ]

Benim de zayif. Ama resimlerine bakiyorum.
Çizimlerine bakiyorum.
Birkaç ufak deneme derken birşeyler cikiyor ortaya.

"Analog güçlendirme" dersleri lazim aslında.
En basta direnci, gerilim bölmeyi, şöntü bilmek gerek.
V=i x R denklemini anlamak lazim.
Ardından transistor, fet, opamp vs.

[Salih]

Arkadaşlar Temel fizik veya elektronik konularına dönelim lütfen !

V = I x R

120 ohm luk direnç ten bahsediyorum, I = V / R

V yi ölçüyoruz, R sabit, I çıkar buradan...

BJT de isterse 1 V kalsın, önemli değil, çünkü Fark Alıcı devremiz var, sadece dirence bakıyor...
BJT deki gerilim düşümü hiçbir şekilde etkilemiyor durumu.

Şüphe eden varsa önce mantık yürütsün, sonra kafasına yattıysa yada yatmadıysa denesin sonucu görsün.

Üstteki mesajda gerekli noktaları aydınlattığımı düşünüyorum.

Almanlar Analog modüllerinde RÖLE mi kullanıyor muş ?

@Allegro hemen kızma, haklısın.
Ben acele yazmışım. Röle kontağı yerine transistörde olur, dediğin gibi.

[ahmet_zxc]

arkadaşlar, bu konuda ciddi tecrübemin olduğunu düşünüyorum.

voltaj ölçüm kısmına ve allegronun devresine bişey demiyorum denemek lazım.

ancak akım ölçümünde 100 ohm, 250 ohm yada 500 ohm direnci devreye sokup çıkarmak için;

role, dijital role, transistör, fet vs vs malzemelerin iç direncinden dolayı kullanılması pek akıllıca olmuyor.

yani mutlaka kullanılır, ama;

üretim sonrası kalibrasyon yaparsanız ve çalışma sırasında sisteme ekleyeceğiniz bir sıcaklık sensörü ile kompanzasyon yaparsanız olur.

bu işler de seri üretimde tam karın ağrısıdır.

[Salih]

arkadaşlar, bu konuda ciddi tecrübemin olduğunu düşünüyorum.

voltaj ölçüm kısmına ve allegronun devresine bişey demiyorum denemek lazım.

ancak akım ölçümünde 100 ohm, 250 ohm yada 500 ohm direnci devreye sokup çıkarmak için;

role, dijital role, transistör, fet vs vs malzemelerin iç direncinden dolayı kullanılması pek akıllıca olmuyor.

yani mutlaka kullanılır, ama;

üretim sonrası kalibrasyon yaparsanız ve çalışma sırasında sisteme ekleyeceğiniz bir sıcaklık sensörü ile kompanzasyon yaparsanız olur.

bu işler de seri üretimde tam karın ağrısıdır.

Üzerinde gerilim düşürdüğümüz direnç elemanı için haklısın,
ama haklı olarak, @allegronun dediği bu direnci devreye alan yarı iletkenin direncinin ölçmeye
etkisi olmaz diyor.

[ahmet_zxc]

daha önce telefondan tam inceleyememiştim şimdi ayrıntılı inceledim..

datasheet te 817 nin emiter kollektör iç direncini bulamadım.

ama mutlaka bir iç direnci var, 4066 gibi bir dijital role kullanırsanız 5-10 ohm dirençle karşılaşırsınız.

fetler genellikle 50-100mohm yani 0,1 ile 0,05 ohm arasında iç dirence sahip. oradaki 120 yada ne kullanırsanız o dirence seri olarak eklenecek bu direnç. ölçmeye az yada çok mutlaka etkisi var.

ayrıca 1Mohm luk direnç te paralel direnç olarak hesaba girer kii.. işleri çoook karıştırır. transistör iletime geçtiğinde mutlaka 1Mohm direnç devreden ayrılmalı, yada kullanılmamalı.

ben orada kullandığınız 120 hm direnç yerine 250 ohm direnç kullanıyorum ve binde bir toleranslıları kullanmaya özen gösteriyorum. oradaki direç ölçmede çok önemli, ölçümü direkt etkiler.

[LukeSkywalker]

Devredeki fark alici opamp sadece sont direncinin gerilimini olctugu icin alttaki anahtarlama elemaninin ic direncinin herhangi bir etkisi yok.

[Salih]

4-20mA kaynağı, diyelim 10mA çıkış veriyor kendi iç mantığına göre.
Bizim ölçme devremizdeki 250 ohm dirence bir kaç ohmluk artı veya eksi değer
bu akım değerini değiştirmez.
Çünkü akım değerini sensör tespit ediyor.
Bizde ölçme yaparken 250 ohm üzerindeki gerilimi dikkate alıyoruz.
Dolayısı ile dirence seri bağlı çok afaki bir değer olmadıkça
bir kaç ohmluk değerler ölçmeye etki etmez diyoruz.

[ahmet_zxc]

Devredeki fark alici opamp sadece sont direncinin gerilimini olctugu icin alttaki anahtarlama elemaninin ic direncinin herhangi bir etkisi yok.

evet haklısın orayı kaçırmışım. fet yada transistörün ölçmeye etkisi yok.
mesaj birleştirme:: 28 Aralık 2014, 15:10:08

4-20mA kaynağı, diyelim 10mA çıkış veriyor kendi iç mantığına göre.
Bizim ölçme devremizdeki 250 ohm dirence bir kaç ohmluk artı veya eksi değer
bu akım değerini değiştirmez.
Çünkü akım değerini sensör tespit ediyor.
Bizde ölçme yaparken 250 ohm üzerindeki gerilimi dikkate alıyoruz.
Dolayısı ile dirence seri bağlı çok afaki bir değer olmadıkça
bir kaç ohmluk değerler ölçmeye etki etmez diyoruz.

anladım..

bu birazda sizin ne kadar hassasiyete ihtiyacınız olduğu ile alakalı.

benim uygulamalarımı 16 bit adc nin altı kaldırmıyor, genellikle 24 bit kullanıyorum..

aslında mesele sizin nekadar sapmaya razı olduğunuzla doğru orantılı.

[Klein]

Bazı firmalar bu işi şöyle çözüyor. Cihazın yanında diren veriyorlar.  Direnci klemense dışarıdan takıyorsunuz.  Bu firmalar uyduruk firmalar değil. 
Ben genellikle şöyle yapıyorum. Giriş standart 0-10V  , Akım girişi için  header pin koyuyorum. Oraya da üzerinde direnç olan bir kart yapıyorum.
Akım girişi lazım olunca kartı takıyorum bitiyor.
Ama smartIO diye tabir edilen girişi  cpu ile ayarlanabilen bir kart yapacaksanız, o zaman bir BJT transistör ile akım şöntünü devreye alabilirsiniz. sıkıntı olmaz.
Transistörü şönt ile GND arasına koyabilirsiniz.  İsterseniz giriş ile şönt arasına da koyabilirsiniz. Her durumda da sorunsuz çalışır.

Şönt direnci ve başka sebeplerden dolayı oluşacak ufak tefek hataları da kafaya takmanıza gerek yok.   
nPiyasadaki 4-20mA sensörlerin çoğunu %1-2 civarındadır. Eğer bu tip bir sensör kullanıyorsanız 10bit ADC bile işinizi görür.
Eğer 12 bit kullanırsanız  ve şöntü 250R ( 2.5V adc referansı kullanıldığını varsayarak) kullanırsanız, 0-10V bölücülerinde hiç değişiklik yapmadan aynı girişi akım girişi olarak kullanabilirsiniz.   
%0.1 , %0.25 gibi doğruluklara sahip sensörler çok pahalıdır.

[tmcone]

Ölçüm için farksal yükselteç kullanılmak zorunda değil. Şönt direncin 250R ise diyelim ki Rds=250mR olan bir FET kullanıldı. Bu durumda hata sadece 250*1e-3/ 250 => %0.1 olacaktır. Bu da 10 bitlik ADC kullanılıyorsa yaklaşık 1 LSB lik  hataya tekabül eder. Piyasadaki birçok sensörün çıkış çözünürlüğü 10 ya da 12 bittir. Daha yüksek çözünürlüklü bir ADC kullanımı gereksiz maliyet olur.

0-10V ile 4-20mA ölçümünü aynı pinden yapabilirsin. Bunun için ekstra karta veya girişe ihtiyaç yok. Şönt direncine paralel 0-10V girişi ölçeklendirmek için kullandığın dirençler varsa akım hesabında toplam giriş empedansını dikkate almalısın. Bu yüzden şönt 250R değilde 24X.XXX R olacaktır. Burada dikkat edilmesi gereken önemli bir husus var. Kullanıcı akım direnci bağlı iken girişe 0-10V veya daha fazla gerilim uygulayabilir. Bu da akım direncine zarar verebilir. Bunu önlemek için belirli bir seviyenin üzerinde akım direncinin bağlantısı kesilmelidir.

[frederic]

Çok güzel cevaplar gelmiş, her birinize ayrı teşekkür ederim dostlar. Şönt direnci bir transistör ile devreye alıp bir kaç deneme yaptım sıkıntı görünmüyor. Bir kaç gün saha performansına bakıp pcb çizimine başlayacağım.

[Erol YILMAZ]

İstediğin gibi oldu mu? Nasil durum?