Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 24V Infrarot-Temperatursensor mit 4-20 mA Ausgang an Arduino


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von Jakob T. (Gast)


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Hallo liebe Leute,

ich würde gerne einen Infrarot-Temperatursensor, der mit 24 Volt DC 
Versorgungsspannung läuft mit einem Arduino auslesen. Es handelt sich um 
folgenden Sensor:
http://de.rs-online.com/web/p/products/0553349/

Laut Datenblatt wird die Temperatur mit 4-20 mA am Ausgang des Sensors 
übertragen.

Ich hatte gedacht das ganze mit einem Optokoppler (4N35) mit dem Arduino 
zu verbinden. Als Vorwiderstand habe ich einen 2,2 kOhm Widerstand 
gewählt. Und einen Pullup-Widerstand von 1 kOhm. Der geplante Schaltplan 
ist mit angehängt.

Kann das so funktionieren oder bin ich auf dem Holzweg? Habe es mit 
diesem Schaltplan leider noch nicht zum laufen bekommen.

Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen.

Liebe Grüße Jakob

von Keller Im (Gast)


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Nee, so geht das nicht

von THOR (Gast)


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Jakob T. schrieb:
> Laut Datenblatt wird die Temperatur mit 4-20 mA am Ausgang des Sensors
> übertragen.

Ein Fall für einen I/U Konverter, siehe LM358 Datenblatt.

Deine OK Idee kann funktionieren, ist aber unnötig kompliziert und vor 
allem viel zu ungenau. Allein die Temperaturkoeffizienten von LED und 
BJT.

von Keller Im (Gast)


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Besser ist ein Strom --> Frequenzwandler --> OKoppler

von Manfred (Gast)


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THOR schrieb:
> Ein Fall für einen I/U Konverter,
Auch Widerstand genannt?

von Harald W. (wilhelms)


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Jakob T. schrieb:

> Laut Datenblatt wird die Temperatur mit 4-20 mA am Ausgang des Sensors
> übertragen.

Dann sollte eigentlich ein Widersrtand als Strom/Spannungswandler
reichen. Die an ihm abfallende Spannung kann man dann mit dem
Aduino messen.

von Joachim B. (jar)


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Harald W. schrieb:
> Dann sollte eigentlich ein Widersrtand als Strom/Spannungswandler
> reichen. Die an ihm abfallende Spannung kann man dann mit dem
> Aduino messen.

welche Analogspannung wird denn gewünscht?
Es gibt 5V Arduinos und 3,3V Arduinos, für alle gilt U an Pins <VCC+0.6V
bei maximal 20mA berechnet sich der R mit maximal Umax 4,5V zu 4,5/20mA 
= 220 Ohm.

Für 3,3V eben entsprechend, wählt man interne Ref. von z.B. 1,1V oder 
2,56V muss man eben nochmal rechnen.

Ist immer noch nicht galvanisch getrennt, das ginge einfacher mit 
Arduino an Potezialtrennung SIM1 versorgt, der kann so messen und gibt 
die Messwerte über Optokoppler galvanisch getrennt seriell raus.

von Jakob T. (Gast)


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Vielen Dank für die Antworten.

Ich hatte auch schon gedacht das nur über einen Widerstand zu machen, 
aber ich dachte mit dem Optokoppler wäre es sicherer.

Um den Widerstand zu berechnen müsste ich doch aber die externe 
Stromquelle mit 24V einbeziehen, richtig? Ich habe einen 5V Arduino, 
wenn ich also auf eine Spannung von ca. 5V am Analogen Input kommen will 
und der Strom der am Temperatursensor maximal 20mA ist, rechne ich doch:

(24V - 5V) / 0,02A = 950 Ohm

Und diesen Widerstand schalte ich dann einfach am Pluspol in Reihe?

von Joachim B. (jar)


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Jakob T. schrieb:
> Um den Widerstand zu berechnen müsste ich doch aber die externe
> Stromquelle mit 24V einbeziehen, richtig?

nicht wenn nur 5-20mA geliefert wird, dann interessiert die die Spannung 
nicht weil 20mA an 220 Ohm nur 4,5V ergeben, kann der Strom etwa auf 
40mA steigen dann droht dem ADC wegen 220 Ohm Überspannung, aber das 
gaben deine Angaben nicht her.

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

In dem Stromkreis ist der Strom überall gleich.
Der Sensor begrenzt den Strom auf 4...20mA, wodurch an Ihm selber 
genügend Spannung abfällt, daß die interne Elektronik arbeiten kann.

Dadurch kannst Du recht einfach über einen simplen Widerstand (an GND) 
auf die an Ihm abfallende Spannung (per ADC erfasst) auf den 
zugrundeliegenden Strom schließen.

Sobald Du allerdings den Sensor brückst, liegen volle 24V an Deinem 
Mess-Widerstand und somit an Deinem Arduino-Pin.
Weiter wird der Widerstand Das auch nicht überleben und, sich thermisch 
zerlegend, 'verduften' ;)

Eine Z-Diode zur Begrenzung der Pin-Spannung dürfte hierbei ebenfalls 
nur kurz halten - also besser den Sensor nie brücken/kurzschließen.

MfG

von Frank K. (fchk)


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So geht das richtig:

https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/823

http://www.ti.com/lit/ug/tidubl8a/tidubl8a.pdf
(den Teil mit dem IO-Link kannst Du ignorieren)

fchk

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