4-20mA Normsignal Kurzschlussfest

[Sebastian K. (pwned4d)]

Hallo,
für ein Projekt benötige ich einen Eingang für 4-20mA am µC, diesen 
wollte ich gerne Kurzschlussfest ausführen, ich finde aber keine 
Schaltung im Netz (habe wahrscheinlich nicht die richtigen 
Suchbegriffe).

Meine Idee war einfach den möglichen Stromfluss durch Widerstände zu 
begrenzen, aber dann hätte ich ein Problem an meinem Vorgesehen 
µC(Atmega 328p). VIN am ADC wäre größer als VREF(1,1V Intern) wenn ich 
einen Messwiderstand von 47Ohm verwende, ich möchte aber auch nicht 
weiter runter gehen, da ich dann Messbereich verkleinere.
Den Begrenzungswiderstand kann ich auch auch nicht größer machen da die 
Spannung am Sensor dann nicht mehr reichen würde (die wollen in der 
Regel noch mind.12V haben, meiner will die auf jeden fall).

Am besten wäre es wenn alle Bauteile bei Reichelt bestellbar wären.

Wenn ihr Tipps oder Links habt dann gerne her Damit.

Viele Dank und schöne Grüße
Sebastian

[Falk B. (falk)]

Sebastian K. schrieb:
> für ein Projekt benötige ich einen Eingang für 4-20mA am µC, diesen
> wollte ich gerne Kurzschlussfest ausführen,

Gegen was? 230VAC?

Eine STROMschnittstelle ist schon kurzschlußfest. Wenn allerdings dein 
Sensor versagt, dann hast du die volle Speisespannung des Sensors an 
deinem Meßshunt. Dann hilft eine Sicherung, sei es eine klassische oder 
eine selbstrückstellende (Polyfuse). Gegen die Überlastung des Shunts 
hilft eine Klemmung mit kräftigen Dioden, ggf. 2-3 in Reihe. In Richtung 
ADC reicht ein RC-Filter mit ausreichend hochohmigem Längswiderstand 
(1-10k).

[kurzschlußfest (Gast)]

Erklär doch erstmal, was Du mit "kurzschlußfest" bei einem EINGANG 
meinst.
Oder erklär einfach, was Du machen willst.

Sonst wird das nix.

[Als Gast hier (Gast)]

Nimm einfach einen 500Ohm Widerstand und messe ggf. über einen 
Spannungsteiler mit dem ADC des Controllers die Spannung, die über dem 
Widerstand anliegt. Wenn du Angst hast, kannst du dann noch ne ZDiode 
zum Schutz des ADC einbasteln. Der Rest ist Software.

[Peter Z. (hangloose)]

Du könntest folgende Schaltung verwenden...

https://www.mikroe.com/4-20ma-r-click

https://download.mikroe.com/documents/add-on-boards/click/4-20ma-r/4-20ma-r-click-manual-v100.pdf

Dann kannst du deine 4-20mA per SPI auslesen

[Harald A. (embedded)]

Sebastian K. schrieb:
> Meine Idee war einfach den möglichen Stromfluss durch Widerstände zu
> begrenzen,

- Bürdenwiderstand 47R normal gegen Masse
- das obere Ende des Widerstandes mit Source eines niederohmigen MOSFETs 
verbinden
- Gate dieses MOSFETs fest an 5V (oder einen Portpin, dann ist die Bürde 
sogar schaltbar)
- am Drain die Auswertung anschließen

Vorschlag für MOSFET z.B. IRLML0030

Geht die Spannung an der Bürde z.B. über 4V schnürt der MOSFET durch die 
niedrige GS Spannung (hier 1V) ab. Bedeutet natürlich Nichtlinearität, 
aber nicht (bzw. kaum) im Nennbereich. Der Stromfluss ist begrenzt, der 
Widerstand muss für nur ca. 500mW dimensioniert werden. Aber Achtung, 
die Grenzen des MOSFETs müssen berücksichtigt werden.

[Harald A. (embedded)]

EDIT: Der IRLML0030 ist je nach zu erwartender maximaler 
Kurzschlussspannung evtl. zu klein, um die Wärme loszuwerden. Wenn der 
schaltbar ist (per Portpin) kann man per SW allerdings gegensteuern 
(Takten und schauen, ob der Kurzschluss schon weg ist).

[Ansgar K. (malefiz)]

Was machst du eigentlich 2 Leiter oder 4 Leiter Anschluss

[Sebastian K. (pwned4d)]

Danke erstmal an alle

@Ansgar wird 2-Leiter

Ich habe mich dann für die Variante mit dem Mosfet und Abschaltung von 
Harald entschieden, würde dann den IRLML0040 nehmen, 30V ist mir dann 
ein bissel knapp.

Den Wert für R4 habe ich einfach genommen weil ich den schon im Projekt 
verbaut habe. Gegen genererllen Überstom schützt das Netzteil selber, 
das macht blos 83mA 
(https://www.meanwell.com/Upload/PDF/IRM-02/IRM-02-SPEC.PDF)

mfG Sebastian

[Harald (Gast)]

Wozu eigentlich der OP, der bringt doch keinen Vorteil an dieser 
Stelle?!