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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einfache Digitale 4mA -20mA Treiberschaltung?


Autor: Mark (Gast)
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hallO!

Ich brache eine Schaltung die mir aus einem TTL Signal, ein 4mA-20mA 
Stromsignal generiert. Wie mach ich das möglichst einfach, ohne IC?

Ich dachte daran einen Transistor mit verschiedenen Basiswiderständen zu 
Schalten (durch weitere T) damit veschieden Ströme. Doch da muss der 
Transistor im linearbetrieb sein, was wieder Gegenkopplungen 
erforderlich macht damit der Strom stimmt.
Oder über schaltbare Stromquellen und Diodenentkopplung?
Mir fehlen die Ideen?

Was soll ich tun?

MFG

: Verschoben durch Admin
Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Mark (Gast)

>Ich brache eine Schaltung die mir aus einem TTL Signal, ein 4mA-20mA
>Stromsignal generiert. Wie mach ich das möglichst einfach, ohne IC?

Wie 4-20 mA? Nur die zwei Stufen?
Lies mal was über Netiquette.

>Mir fehlen die Ideen?

Siehe Konstantstromquelle. Kann man mit einem normalen 
Bipolartransistor machen.

MFG
Falk

Autor: horst007 (Gast)
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Wie wärs mit nem R2R-Netzwerk auf nen OP der nen Transistor regelt. Ist 
ja quasi wie ein DA-Wandler. So wird es in der Industrie auch gemacht. 
In den Stromkreis nen Widerstand, an dem der OP die stromabhängige 
Spannung zum Vergleich abgreift.

Gruß aichtiZZle

Autor: horst007 (Gast)
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Falls du dann doch auf einen digitalen Baustein zurückgreifen möchtest, 
kannst du z.b. den AD420 nehmen.

Autor: Mark (Gast)
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Danke für die Ideen...
Ja, ich brauch nur die zwei Stufen 4mA - 20mA, (um das Digitale Signal 
abzubilden).
mit einem OPV einen Transistor regeln wollte ich eben nicht (kein OPV).

Konstantstromquelle an sich ist mir so halbwegs klar, nur weis ich nicht 
wie ich den Strom schaltbar machen kann. Ich komm auf keine Lösung außer 
wie schon erwähnt Basisstrom schalten, was ja wieder bedeuted das der 
Transistor im Linearbetrieb arbeiten muss.
Vielleicht hilft ein Stromspiegel?

Oder dem Vergleichswiderstand (auf den die Quelle regelt) einen anderen 
Widerstand zu- und wegschalten? Am besten mit einem Wweiteren 
Transistor.

MFG

Autor: nixchecker (Gast)
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So könnts gehn.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Mark (Gast)

>Ja, ich brauch nur die zwei Stufen 4mA - 20mA, (um das Digitale Signal
>abzubilden).

OK.

>mit einem OPV einen Transistor regeln wollte ich eben nicht (kein OPV).

Warum?

Siehe Anhang. Der Digitalausgang muss ein CMOS Typ sein und mit 5V 
Betriebsspannung laufen.

MFG
Falk

Autor: nixchecker (Gast)
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Hallo Falk!

Kannst du mir die Schaltung mal grob erklären? Die ist so schön kompakt. 
Aber ich kann grad nicht so nachvollziehen, was wann wo passiert. Wäre 
nett.

Autor: nixchecker (Gast)
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So reichts übrigens auch, aber Falks ist was kompakter!

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  nixchecker (Gast)

>Kannst du mir die Schaltung mal grob erklären? Die ist so schön kompakt.

Das ist eine einfache Konstantstromquelle mit Bipolartransistor. Die 
Spannung an der Basis ist konstant. Demzufolge ist es auch die Spannung 
am Emitter, nämlich um 0,7V weniger. Daraus lässt sich der Strom durch 
R1 bestimmen, welcher auch nahezu gleich in den Kollektor fließt. Der 
digitale Ausgang kann LOW oder HIGH sein, dementsprechend ist R4 einmal 
zu R3 und einmal zu R2 parallel geschaltet, es ergeben sich zwei 
Spannungsteiler. Die kann man ausrechnen und über den oben genannten 
Zusammenhang den Strom durch R1 für beide Fälle bestimmen.

MFG
Falk

Autor: nixchecker (Gast)
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Vielen Dank

Autor: Mark (Gast)
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Hallo!
Danke für die Vorschläge-

Die Schaltung von Falk ist ja schön kompakt. Aber wie soll das Signal 
ausgewertet werden? Einfach einen Bürdenwiderstand am Empfänger geht ja 
dann nicht mehr. Eine Spg Quelle müsste am Empfänger sitzen. Wäre kein 
ja machbar, nur müsste dann entweder die Quelle oder der Bürde 
"Highside" sitzen, das wäre wieder ungut. Oder überseh ich was?

Ach ja, sorry ich hab mich beim Digital Signal geirrt, es kommt von 
einem Open Kollektor Ausgang. Ok, ich könnte die Schaltung ja mit 
Push-Pull über zwei Transis treiben (statt des CMOS Ausgangs), Trotzdem 
bleibt das Empfängerproblem.

Die zweite Schaltung brauch einen Spg-Regler, muss ich mir noch 
überlegen...

MFG

Autor: Dennis (Gast)
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An der Empfängerseite brauchst du wieder einen Strom-Spannungs-Umsetzer, 
klar - einen Widerstand :)

Mit der Bürde muss der Stromausgang klarkommen - der regelt entsprechend 
die Spannung hoch.

Die Bürde darf natürlich nicht den Maximalwert übersteigen, bei der 
allein durch die Versorgungsspannung der Strom nicht mehr geliefert 
werden kann.

Aber das ist ja   R=U/I

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Mark (Gast)

>Die zweite Schaltung brauch einen Spg-Regler, muss ich mir noch
>überlegen...

Nö, du musst endlich mal den Artikel Netiquette lesen und vor allem 
VERSTEHEN!!!

Wenn du nur spärliche Informationen lieferst brauchst du dich nicht 
wundern, wenn das Ergebnis nicht deinen Erwartungen entspricht.

Siehe Anhang. Damit kann man problemlos mit Bürdewiderstand messen, und 
potentialfrei ist es durch den Optokoppler auch noch. Asls 
Speisespannung braucht man min. 7V + den Spannungsabfall über dem 
Bürdewiderstand. Wenn die 7V zuviel sind, muss man halt einen 2,5 oder 
3,3V Low Drop Regler für IC1 einsetzen und R2 und R3 anpassen.

MFG
Falk

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Falk Brunner schrieb:
> Nö, du musst endlich mal den Artikel Netiquette lesen und vor allem
>
> VERSTEHEN!!!


Wer 3 ! benutzt ist schon ziemlich krank.

Das gerade von Dir Falk -- trifft für Dich doch eher zu. Die Netiquette 
sind ausschließlich für Dich konzipiert worden. Hilft aber trotzdem wohl 
nicht viel.

Autor: --:-) (Gast)
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:-P

Autor: Mark (Gast)
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Welche Informationen noch?

Aus einem IC (Senderseite) mit open Kollektor kommt ein Digitales 
Signal. Dort hab ich 5V,12V. Übertragung nach 4mA 20mA Stromsignal. Zur 
Auswertung ein Bürdenwiderstand, klar. Im Empfänger hab ich 5VDC, 12VDC, 
230AC. Am besten wäre es, wenn die Quelle den Strom treibt.

Doch bei der ersten Schaltung mit ein T, und der mit Optokoppler braucht 
man im Empfänger eine Speisespannung. Ok, gibts es. Doch wo sitz dan die 
Spg-Quelle und die Bürde? Irgendwas sitzt dann Highside. Oder ich 
versteh nicht wie was gemeint, dann bitte erklären.

Die Schlatung von "Nixchecker" ist ja eine Stromquelle welche keine 
Speisung am empfänger braucht. Ich würde gerne nur Transistoren 
verwenden, der Grund ist, die sind sowieso in Massen im Einsatz, der 
Spg-Regler wäre ein Extrateil.
Vielleicht gibts ja einen Profi, der das nur mit Transistoren schaft.

PS: Netiquette hab ich gelesen...

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Mark,

Falk will dich nur verunsichern. Es macht ihm Spaß mit Anfängern Katz 
und Maus zu spielen und damit sein Wissen zu demonstrieren. 
Wahrscheinlich hat er gerade kein interessantes Projekt, wie viele hier, 
und vertreibt sich einfach die Langeweile.

Mark, der Strom den du erzeugst, soll der in einen Bürdewiderstand 
fließen, der beim Empfänger mit der Signalmasse verbunden ist? Dann 
brauchst du eine Stromquelle statt einer Stromsenke.

Erzähle mal mehr über dein Projekt.

Kai Klaas

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Aus einem IC (Senderseite) mit open Kollektor kommt ein Digitales
>Signal.

Das Signal wird also einfach von einem Open-Kollektor-Ausgang erzeugt? 
Da wird in der Regel noch ein Pull-up verwendet. Ist da schon was 
angehängt?

>Dort hab ich 5V,12V.

Du meinst, du hast dort eine 5V Versorgung und eine 12V Versorgung?

Womit wird denn das IC gespeist mit dem Open-Kollektor-Ausgang?

>Im Empfänger hab ich 5VDC, 12VDC, 230AC. Am besten wäre es, wenn die
>Quelle den Strom treibt.

Was ja auch kein Problem ist. Wie groß soll denn der Bürdewiderstand 
sein?

Kai Klaas

Autor: Mark (Gast)
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@kai: Genau so ist es, die Bürde ist auf Signalmasse, über denn 
Spannungsabfall möchte ich detektieren. Deshalb Speisespannung am 
Sender, also wie du sagst eine Stromquelle.
Ok, zu Projekt:
Übertragen werden Sektorzeiten an einer Motocross/Modellauto Strecke. 
Die einezelen Messstationen (ein µC) übertragen an einen Master (weitere 
µC oder Interfacekarte für PC. Frequenz ist nur ~1kHz. Kabel ist 
Klingeldraht, hab ich fast unendlich zur Verfügung". Strecke bis 100m. 
Mit Spgübertragung empfang ich nur Müll, besoders wenn Elektroautos 
herumrauschen. Der Drahtwiderstand unterscheidet sich erheblich, je nach 
Messpunkt, daher dahcte ich an 4mA 20mA. Auserdem kann das die 
Interfachkarte auswerten. MFG

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Wenn die Ströme nicht sehr genau sein müssen, könntest du es so wie im 
Anhang machen.

Allerdings brauchst du eventuell noch einen Level-Shifter oder Inverter 
am Open-Kollektor-Ausgang.

Nochmals: Der Open-Kollektor-Ausgang, ist der in einem Chip, der mit 5V 
versorgt wird oder mit 12V?

Außerdem, wann genau muß 4mA fließen, wann 20mA? Meint, was hat der 
Open-Kollektor-Ausgang dann jeweils für einen Pegel?

Kai Klaas

Autor: Mark (Gast)
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Bürdenwiderstand sodass die Quelle bei max Drahtwiderstand noch Treiben 
kann, ist jetzt glaub ich so 20E. So 100E als Bürde. 2V gehe leicht zu 
auswerten. Die Quelle mit 12V hat kein Problem zum Treiben..

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Mit Spgübertragung empfang ich nur Müll, besoders wenn Elektroautos
>herumrauschen.

Das läßt vermuten, daß du noch ein anderes Problem hast, das durch die 
Verwendung eines Stromsignals unter Umständen nicht gelöst wird. Hast du 
Mehrfacherdung?

Kai Klaas

Autor: nixchecker (Gast)
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Also ein Spannungsabstand von 0V - 5V wirst du dir nicht so arge 
Störungen einfangen, dass das die Pegel signifikant verändert!

Autor: Mark (Gast)
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Erdung? Geerdet ist nichts. Bei 5V gabs einfach Störungen. Eine 
Lichtschranke mit 4mA 20mA Ausgang konnte Problemlos mit der 
Interfacekarte eingelesen werden.
Selbst wenn das Stromsignal für dieses Problem nicht die Lösung ist, 
würde ich Trotzdem gerne eine Schaltung kennen für die Umsetzung auf 
4-20mA.
MFG

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Ich persönlich würde Falks Schaltung noch um einen Brückengleichrichter 
erweitern. Der kann auch teils oder ganz aus Zenerdioden sein!

Und dann ab ins Wiki. So schlecht ist sie nämlich nicht. Vor allem 
leicht zu verstehen.

Kennt eigentlich jemand die Vorgaben für 20mA-Technik was Genauigkeit 
usw. angeht?

Autor: Mark (Gast)
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Die Schaltung von Kai hab ich mal berehcnet und simuleirt, funktioniert 
wie ich es haben wollte.
Die Schaltungen von Falk sind nur Stromsenken also nicht das was ich 
suche (Wie öfter erwähnt)

Nixchekers Schaltung werd ich auch mal simulieren und dann beide 
Aufbauen und Testen dann entscheiden.

Danke an alle die geholfen habe,
MFG

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