4-20 mA Signal mit Transistor schalten (ESP32)

[Stefan M. (cthulhu)]

Ich bereite gerade eine Schaltung mit ESP32 vor, um den Füllstand einer 
Zisterne zu Messen. (d.h. Sensor ist noch nicht da). Der Sensor wird in 
Reihe an eine 12-36VDC Quelle angeschlossen (hier sind es dann 12V) und 
in dem Stromkreis fließt entsprechend, je nach Füllstand, der Strom von 
4-20mA.
Zum Simulieren habe ich einen LM317 als Konstantstromquelle mit Drehpoti 
zusammengelötet, der Liefert ca. 1-20mA.

Als Ansatz habe ich die angehangene Schaltung von Werner Rothschopf 
genommen.
(Quelle: 
https://werner.rothschopf.net/202009_arduino_stromschleifenschnittstelle_4mA_20mA.htm) 
(siehe Beispiel 2)
Die Messung funktioniert mit einem R1=150Ohm einwandfrei. (ESP32 hat 
3,3V)

Mein Gedanke war jetzt, warum die ganze Zeit dort Strom durchjagen, man 
kann ja auch zur Messung den Sensor bestromen und danach wieder 
abschalten.
Meine Versuche sind aber kläglich gescheitert... vermutlich habe ich 
einen Denkfehler.

Rumliegen habe ich BC337-40 (NPN) und BC327-40 (PNP).
Als Basiswiderstand an 3,3V bei max. 20mA habe ich Pi mal Auge 4k 
genommen.
- NPN zu verwenden und hinter R1 zu packen, führt zu 12V am ADC Eingang, 
das will man nicht.
- PNP direkt an die Spannungsquelle, vor den LM317 (bzw. 
Füllstandssensor), sollte meiner Meinung nach klappen, es sollte 
lediglich die Spannung Uce zusätzlich abfallen, also die Spannung über 
dem 150Ohm Widerstand minimal geringer ausfallen. Leider kommt aber beim 
Testen der Schaltung lediglich 4mA aus dem Stromkreis bei maximaler 
Poti-Einstellung.

Was sagt ihr, müsste das gehen oder hab ich einen groben Schnitzer 
irgendwo?

[Peter D. (peda)]

Keine Prosa, mach ne Zeichnung.

[Stefan M. (cthulhu)]

Vereinfacht wäre es so wie angehangen.

[Joachim B. (jar)]

Stefan M. schrieb:
> Vereinfacht wäre es so

unnötig oder unbrauchbar, nimm ein Photomos Relais um die 12V vom ESP32 
hi side zu schalten!
für die ADC Auswertung einen passenden Spannungsteiler oder r2r OPV zum 
Auswerten.

[Obelix X. (obelix)]

Jeden zweiten Tag stellt hier einer die Frage, "Wie schalte ich 12V mit 
einem MC".

Suche : 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wie_kann_ich_mit_5V_vom_Mikrocontroller_12V_und_mehr_schalten.3F

[Stefan M. (cthulhu)]

Danke...

Mitgliedercounter mikrocontrollet.net -= 1

[Vanye R. (vanye_rijan)]

Und..dabei eines nicht vergessen. Der Sensor braucht natuerlich 4mA
um sich selber zu versorgen. Wenn du den abschaltest und wieder 
einschaltest dann muss er natuerlich neu booten und sonst so machen was 
er alles macht bis er wieder ein Messergebnis liefert. Und je nach 
Sensor kann das sehr lange dauern weil darin ja alles auf Strom sparen 
gebaut ist. .-)

Vanye

[Rainer W. (rawi)]

Stefan M. schrieb:
> Mitgliedercounter mikrocontrollet.net -= 1

Mit vier Beiträgen in 10 Jahren fehlt dir vielleicht etwas Übung in der 
Präsentation deiner Problemstellungen und im Umgang mit dem Forum - 
nicht gleich aufgeben und Kopf hoch ;-)

[Manfred P. (pruckelfred)]

Stefan M. schrieb:
> Vereinfacht wäre es so wie angehangen.

Da fehlt die Ansteuerung des PNP.

Joachim B. schrieb:
> unnötig oder unbrauchbar, nimm ein Photomos Relais um die 12V vom ESP32
> hi side zu schalten!

Du bist Verfechter von PhotoMOS, aber solange keine Trennung notwendig 
ist, tun es auch zwei Transistoren aus dem Bastelvorrat.

> für die ADC Auswertung einen passenden Spannungsteiler oder r2r OPV zum
> Auswerten.

Er schickt 20mA durch 150 Ohm = 3 Volt, kann der ESP ohne Teiler.

[Joachim B. (jar)]

Manfred P. schrieb:
> Du bist Verfechter von PhotoMOS,

und damit von Minimierung von Bauteileanzahl und damit Lötstellen und 
Fehlermöglichkeiten.

[Hans-jürgen H. (hjherbert)]

Stefan M. schrieb:

Als Basiswiderstand an 3,3V bei max. 20mA habe ich Pi mal Auge 4k
genommen.

Das verstehe ich nicht.

[Gebhard R. (Firma: Raich Gerätebau & Entwicklung) (geb)]

Manfred P. schrieb:
> Er schickt 20mA durch 150 Ohm = 3 Volt, kann der ESP ohne Teiler.

Ja, am Labortisch. Um die Sache robuster zu machen, falls die 
Sensorleitung einen Kurzschluß hat, sollte der 150Ohm Widerstand 
zumindest 1W können, oder durch einen PTC in Serie geschützt werden. Den 
ESP32 Eingang sollte man mit Dioden klemmen.