Eingangs- und Ausgangsschaltung für 4.20mA Signale

[Michael S. (michaelsaan)]

Guten Tag,

ich möchte gerne bei einem Mikrocontroller Eingangssignale zwischen 4mA 
und 20mA einlesen. Der ADU des Mikrocontrollers erwartet Signale 
zwischen 0 und 3,3V. Mit einem Widerstand ist das einfach möglich und 
mir auch klar. Aber kennt jemand eine robuste Schaltung einer SPS dazu, 
wie sie in Industrieanwendungen verwendet wird? Beispielsweise wie dort 
mit Strömen verfahren wird, die größer als 20mA sind.
Und in diesem Zusammenhang, hat jemand die Schaltung einer solchen SPS 
für die Generierung von 4 bis 20mA Signalen aus 0 bis 3,3V? Vielen Dank.

[Christoph Z. (rayelec)]

Für Sender gibt es ICs z.B. von Texas Instruments (XTR1xx). Als 
„Empfänger“ reicht ein präziser Widerstand. Der Bereich zwischen 0..4mA 
enthält oft auch noch Informationen wie z.B. Fehlermeldungen. Schutz 
mittels PTC, Polyfuse in Serie und TVS-Diode(n) parallel. Über Filter 
etc. musst du selber nachdenken.

[Harald A. (embedded)]

XTR111, gibt es für weniger als 50ct. Notwendige Größe des ext. 
Transistors nicht unterschätzen - nur als Tip.

Beim Stromeingang muss man halt sehen, dass man den Kurzschlussfall 
gegen 24V abfangen muss. Gehen wir mal von 30V max. aus, dann wären wir 
bei 9W Verlust an einer 100Ohm Bürde. Will keiner. Man muss Spannungen 
an der Bürde ab einer gewissen Höhe abschnüren. Wie das genau geht werde 
ich hier nicht 1:1 aufführen, verrate dafür aber eine einfachere 
Möglichkeit:
Schalte einen PTC wie z.B. Murata PRG18BB470MB1RB in Reihe davor, der 
heizt bei zuviel Energie am Eingang mit seiner kleinen thermischen Masse 
sehr schnell auf, wird hochohmig und schützt die Bürde. Parallel zur 
Bürde noch eine 5V TVS-Diode. In dieser Konstellation kann man zwar 
keine 0805-Bürde wagen, aber 1206 oder 2512 wird nicht kaputt gehen. 
Nachteilig an dieser Schaltung ist, dass die ermittelte Spannung an der 
Bürde nicht unbedingt auf den Fehlerfall rückschließen lässt.