Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 4-20mA über Diode anschließen


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Mucki (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

wegen zu wenigen Eingängen am E/A-Modul einer SPS-Steuerung, möchte ich 
zwei Sensoren mit 4-20mA Signal parallel auf einen Eingang legen. Es ist 
immer nur einer von beiden Sensoren aktiv. Um die Sensoren voneinander 
zu entkoppeln würde ich jeweils eine Diode zwischen den 4-20mA-Ausgang 
des Sensors und den gemeinsam verwendeten Eingang schalten.
Klappt das so oder ist es generell keine gute Idee in eine 
4-20mA-Leitung eine Diode zu integrieren? Eigentlich ist es ja in Reihe 
und die 4-20mA-Schnittstelle vom Sensor müsste dann die Spannung um die 
0,7V anheben, die an der Diode abfallen, damit wieder der vom Sensor 
gewollte Strom fließt ... oder hab ich da ein Denkfehler?

Liebe Grüße
Mucki

von Falk B. (falk)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Mucki (Gast)

>zwei Sensoren mit 4-20mA Signal parallel auf einen Eingang legen. Es ist
>immer nur einer von beiden Sensoren aktiv.

Das heißt, mit Strom versorgt?

> Um die Sensoren voneinander
>zu entkoppeln würde ich jeweils eine Diode zwischen den 4-20mA-Ausgang
>des Sensors und den gemeinsam verwendeten Eingang schalten.

Braucht man nicht, wenn jeweils ein Sensor keinen Strom hat. Anders 
herum geht es so oder so nicht. Wenn beide Sensoren immer Strom haben, 
aber per Software etc. inaktiv geschaltet sind, fließt dennoch der 
Minimalstrom von bis zu 4mA.

>Klappt das so oder ist es generell keine gute Idee in eine
>4-20mA-Leitung eine Diode zu integrieren?

Das ist unkritisch, aber nutzlos.

> Eigentlich ist es ja in Reihe
>und die 4-20mA-Schnittstelle vom Sensor müsste dann die Spannung um die
>0,7V anheben, die an der Diode abfallen, damit wieder der vom Sensor
>gewollte Strom fließt ... oder hab ich da ein Denkfehler?

Ja. Es ist eine STROMschnittstelle. Der Sensorausgang, der gleichzeitig 
die Versorgung ist, ist eine Konstantstromquelle, die sich nicht für 
derartige Spannungsabfälle interessiert, die werden ausgeregelt. Es muss 
einzig und allein eine genügend hohe Speisespannung anliegen.

Wenn du also auf Nummer Sicher gehen willst, speist du die Sensoren über 
einen Wechslerkontakt, da kriegt immer nur einer Saft.

von Einer (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mucki schrieb:
> oder hab ich da ein Denkfehler?

Sollte funktionieren.
Hauptsache du weist immer welcher Sensor aktiv ist.
(ersetze das 0,7V besser durch den Begriff Durchflußspannung)

MfG

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mucki schrieb:
> Eigentlich ist es ja in Reihe und die 4-20mA-Schnittstelle vom Sensor
> müsste dann die Spannung um die 0,7V anheben, die an der Diode abfallen,
> damit wieder der vom Sensor gewollte Strom fließt ...
Ja, das stimmt.

> oder hab ich da ein Denkfehler?
Auch das, denn du denkst in Spannungen. Das ist unnötig, denn der Sensor 
versucht, einen Strom zu liefern. Und das tut er auch über schlechte 
Steckerkontakte oder lange Leitungen hinweg. Und eben auch über Dioden 
hinweg. Und er kann das so lange, bis sein Ausgangstreiber an der 
Versorgungsspannung anstößt...

Ich würde die Dioden auf jeden Fall einbauen, wenn es ist nicht genau 
definiert ist, wie sich der zweite, inaktive Sensor verhält. Evtl. 
versucht er, sich aus der am Ausgang angelegten Spannung zu versorgen, 
zweigt sich selber Strom ab und verfälscht so das Messergebnis.

: Bearbeitet durch Moderator
von GB (Gast)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Ich hoffe, keine Zwei-Draht-Sensoren, mit denen funktioniert es nicht.

von Mucki (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

danke für eure Antworten!!

Die Sensoren kann ich getrennt voneinander einschalten. Ich weiß eben 
nicht wie Konstantstromquelle im Sensor aussieht und ob nicht ein Teil 
des Stroms den der aktive Sensor rausdrückt in den Eingang des inaktiven 
Sensors abfließt. Das wäre dann eine Parallelschaltung mit 
Stromteilerregel. Damit hätte ich am SPS-Eingang nicht mehr das was der 
Sensor eingestellt hatte. Deshalb dachte ich an die Entkopplung durch 
zwei Dioden.

Falk B. schrieb:
> Braucht man nicht, wenn jeweils ein Sensor keinen Strom hat.
Kannst du mir einen Hinweis geben wo ich nachlesen kann, warum das so 
ist?
https://www.mikrocontroller.net/wikifiles/9/90/Konstantstrom.gif
Hier zB würde doch ein Strom über den Lastwiderstand nach Masse 
abfließen, oder irre ich da?

GB schrieb:
> Ich hoffe, keine Zwei-Draht-Sensoren, mit denen funktioniert es nicht.
Nein, der Sensor hat zwei Versorgungsleitungen, Schaltausgänge und eben 
den von mir verwendeten Analogausgang.

Vielen Dank nochmals und liebe Grüße
Mucki

von Falk B. (falk)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Mucki (Gast)

>Die Sensoren kann ich getrennt voneinander einschalten. Ich weiß eben
>nicht wie Konstantstromquelle im Sensor aussieht und ob nicht ein Teil
>des Stroms den der aktive Sensor rausdrückt in den Eingang des inaktiven
>Sensors abfließt.

Das geht schlecht, wenn der andere Draht in der Luft hängt.

> Das wäre dann eine Parallelschaltung mit
>Stromteilerregel.

Nö, nur wenn sie beide gleichzeitig versorgt werden würden. (Futur II 
ist schon geil)

>> Braucht man nicht, wenn jeweils ein Sensor keinen Strom hat.
>Kannst du mir einen Hinweis geben wo ich nachlesen kann, warum das so
>ist?
>https://www.mikrocontroller.net/wikifiles/9/90/Kon...

Na schalte mal 2 dieser Schaltungen parallel und klemm eine von VCC ab. 
Welcher Strom fließt dann wo lang?

>Hier zB würde doch ein Strom über den Lastwiderstand nach Masse
>abfließen, oder irre ich da?

Du irrst, u.a. weil du dir kein gescheites Bild von deinem Aufbau 
gemacht hast. Das solltest du nachholen, old School Papier und Bleistift 
reichen vollkommen.

>> Ich hoffe, keine Zwei-Draht-Sensoren, mit denen funktioniert es nicht.
>Nein, der Sensor hat zwei Versorgungsleitungen, Schaltausgänge und eben
>den von mir verwendeten Analogausgang.

Dann geht es so oder so nicht, du musst aktiv mittels Wechslerkontakt 
umschalten.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mucki schrieb:
> GB schrieb:
>> Ich hoffe, keine Zwei-Draht-Sensoren, mit denen funktioniert es nicht.
> Nein, der Sensor hat zwei Versorgungsleitungen, Schaltausgänge und eben
> den von mir verwendeten Analogausgang.
Ich würde in diesem Fall niemals davon ausgehen, dass der geheime Sensor 
keinen Strom in seinen Ausgang hineinlässt...

GB schrieb:
> Ich hoffe, keine Zwei-Draht-Sensoren, mit denen funktioniert es nicht.
Doch, mit denen würde es natürlich auch funktionieren. Wenn der inaktive 
Sensor offen gelassen wird, sogar ganz ohne Diode:
1
 +24V  ---Sensor---------.
2
                         |
3
                         o------Bürde----- GND
4
                         |
5
 offen ---Sensor---------'

Falls es unbekannte Pfade geben könnte, die den Sensor auf unbekanntes 
Potential oder GND ziehen, und der Sensor einen Rückstrom haben 
könnte, dann braucht es wieder die Diode:
1
  
2
 +24V  ---Sensor------>|----.
3
                            |
4
                            o------Bürde----- GND
5
                            |
6
  GND  ---Sensor------>|----'

Und weil man das "Könnte" meist nicht abschätzen kann, baut man für 10 
Cent die Diode ein.

von Falk B. (falk)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Lothar Miller (lkmiller) (Moderator)

>Und weil man das "Könnte" meist nicht abschätzen kann, baut man für 10
>Cent die Diode ein.

Und dann kommen die Kümelkacker und sagen

"jaaaa, aber was ist denn mit dem Leckstrom der Diode? Der verfälscht 
das Meßergebnis! Erst recht bei 100°C Umgebungstemperatur und 24 Bit 
Auflösung!!!"

<Zeter, Mordio ON>

von U. M. (oeletronika)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
ob deine Ideen umsetzbar sind, müßte man ausprobieren.
Es fehlen Informationen, um eine sichere Aussage zu machen.
> Mucki schrieb:
> Nein, der Sensor hat zwei Versorgungsleitungen, Schaltausgänge und eben
> den von mir verwendeten Analogausgang.
Evtl. kannst du da einen Schaltausgäng (Relais) verwenden, um den 
20mA-Ausgang abzuschalten bzw. umzuschalten.
Alternativ kannst du auch ein externes Relais mit Wechslerkontakt 
verwenden, mit dem du die 20mA-Ausgänge umschaltest. Wenn du mind. einen 
Sensor deaktivieren kannst, indem du die Betriebsspannung abschaltest, 
dann kannst du parallel zu diesem Sensor auch das Relais mit umschalten.
Das wäre die sauberste Lösung.
Gruß Öletronika

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.