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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Analogausgang 4..20mA -> ATMEGA32


Autor: Tobias H. (Gast)
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Hi

Ich bekomme demnächst einen Abstandssensor, der laut Datenblatt einen 
Analogausgang 4..20mA besitzt.

Wie bekomme ich daraus eine Spannung, die ich mit einem Atmel Prozessor 
messen kann?

Ciao Tobias

Autor: Andreas Thanheiser (Gast)
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mit nem Widerstand U = R * I

Autor: Tobias H. (Gast)
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achso, so einfach? Das war zu einfach für mich ^^

Also z.B. 'nen 250 Ohm Widerstand und ich bekomme bei 20mA einen 
Spannungsabfall von 5 Volt am Widerstand, die ich messen kann und bei 
4mA 1V?

Ciao Tobias

Autor: Fabian (Gast)
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nunja im datenblatt seht da bestimmt auch zu was... ist der stromausgang 
auch unter last konstant? usw. halt. Falls ja einfach mit nem 
gleichbleibenden widerstand, mit 250 ohm erhälst du für 20mA 5V!

Autor: Ralf Kellerbauer Whm (Gast)
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Fast ...

Man sollte vielleicht eher 125 Ohm (2* 250 Ohm parallel) nehmen, dann 
ist 0-2,5 V möglich und direkt (*) per AD ermittelbar.


(*) noch einen kleinen Widerstand/ F-Sicherung und Überspannungsschutz 
dazu wäre wohl für die Praxis angebracht.

Autor: Tobias H. (Gast)
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Hmm nein, steht nur noch kurzschlussgeschützt bei.

Aber Ist der Stromausgang auch unter Last konstant? Strom=Last, also 
müsste er ja auch bei 20mA noch 20 mA liefern...

Autor: Tobias H. (Gast)
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Hallo Ralf

Klar, je nachdem, was ich als AREF nehme. Wenn ich meine 5V 
Betriebsspannung auch an AREF lege, dann könnte ich zwischen 0 und 5V 
liegen, bei 2,5V AREF natürlich nur bis maximal 2,5V.

Aber ich glaube ich habe gerade begriffen, was Fabian meinte... ich kann 
natürlich auch nur 10 Ohm nehmen, dann bekomme ich aber wahrscheinlich 
Probleme mit dem Sensore...

Was meinst du mit
"(*) noch einen kleinen Widerstand/ F-Sicherung und Überspannungsschutz
dazu wäre wohl für die Praxis angebracht."?

Ciao Tobias

Autor: Ach (Gast)
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Hi,

überleg mal welche Ausgangsspannung das Teil haben müsste
um immer (also auch durch zig MegaOhm) 20 mA treiben zu
können ...

Autor: Fabian (Gast)
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wieso ist der Strom, der über einen widerstand fließt, der theoretisch 
an einer idealen stromquellen hängt, nicht sofort über die Spannung die 
über ihm abfällt messbar? Ich meine, wenn der Widerstandswert in der 
Software beachtet wird fällt je nach strom eine spannung über diesen 
widerstand ab, wieso also spannungsteiler oder sonstwas? Oder wieso 2x 
125ohm parallel? Wobei dies ja auch kein Spgteiler darstellt...

Autor: crazy horse (Gast)
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also hier scheint ja ein wenig Verwirrung zu herrschen...
DIe in der Industrie üblichen Stromschnittstellen 4-20mA sind natürlich 
(wie jede andere Stromquelle auch) erst mal kurzschlussfest.
Nach oben ist der max. Lastwiderstand (im Industriebereich Bürde 
genannt) natürlich begrenzt. Meist sind aber bis zu 1kOhm erlaubt. Das 
bezieht sich allerdings auf die gesamte Stromschleife, also incl. aller 
Leitungs- und Klemmenwiderstände als auch eingeschleifte 
Messwiderstände.
Der grösste Vorteil der ganzen Sache: das Signal wird unabhängig von 
Leitungslängen, wesentlich störfester als ein Spannungssignal und es 
können mehrere Empfänger mit einem identischen Signal versorgt werden, 
allerdings wird das neuerdings zunehmend weniger eingesetzt, dank SPS.
Früher sah es dann oft so oder ähnlich aus:
Sensor -> Anzeige vor Ort -> Anzeige in der Messwarte -> Reglereingang 
-> Hardware-Grenzwertschalter. Da wird auch klar, dass man den 
Messwiderstand klein halten soll, mit 250R in jedem Gerät wäre eine 
1k-Stromquelle bei obigen Beispiel schon über dem Limit.
Eingebürgert haben sich 100R oder 125R, aber wenn sonst nichts weiter in 
der Schleife liegt, spricht auch nichts gegen 250R.

Autor: Sonic (Gast)
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>Meist sind aber bis zu 1kOhm erlaubt.

Nein, meist nicht! Bei Druckmessumformern,gerade in der Industrie, sind 
bei 24V Versorgung eine Bürde von 250 Ohm gerade noch machbar. Bei 12V 
sind's dann nur noch 50 Ohm. Ein industrieller Messpfad 
(Analogverteilerkarte) ist für eine maximale Bürde von 600 Ohm (alle 
Ausblendungen zusammen) ausgelegt.
Zum Thema AVR: nimm' doch einen möglichst kleinen Widerstand und miss 
differentiell mit Faktor x10 (z.B., je nach µC unterschiedlich). 10 Ohm 
oder 50 Ohm sind gängige Werte für eine Bürde in Geräten wie z.B. 
Schreibern.

Autor: Tobias H. (Gast)
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Ok, wenn ich das jetzt alles richtig verstehe, fange ich mit 250 Ohm an 
und schaue, was ich für Messwerte bekomme.
Danach erniedrige ich den Widerstand so lange, bis ich meinen 
gewünschten Messbereich hab, richtig?

Ciao Tobias

Autor: Sonic (Gast)
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Musst mal im Datenblatt des Sensors gucken welche Bürde der bei welcher 
Betriebsspannung kann. Steht meistens drin. Wenn die Bürde zu hoch ist 
bleitbt er bei irgendeinem Wert 'hängen' und erreicht die 20mA nicht. 
Miss lieber erst mal mit einem Multimeter nach! Aber aufpassen! Einige 
schalten den Messshunt um! Dann kann's passieren dass du schon drüber 
bist wenn das Multimeter in Reihe ist.

Autor: Philipp Co (ba4_philipp)
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Mit welcher Spannung versorgst du denn den Stromkreis? Daran kannst du 
doch schon abschätzen wie groß der Widerstand werden darf.

Gruß Philipp

Autor: Tobias H. (Gast)
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naja, ist ja kurzschlussgeschützt der Ausgang :-) dann kann ja nicht 
viel passieren :-)

Mein Messgerät: 
http://www.gossenmetrawatt.com/deutsch/produkte/me...
Hab das Plus!

Autor: Tobias H. (Gast)
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Der Sensor wird voresrt mit 12V versorgt, später mit 24V

Autor: Philipp Co (ba4_philipp)
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Wird der Sensor dabei aus den 4mA versorgt oder hat er noch weitere 
Anschlüße?

Gruß Philipp

Autor: Sonic (Gast)
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@ Tobias H.:
Kommst du mit dem Teil klar? Ich muss mich mit so einem 'rumschlagen und 
finde die Abschaltfunktion, das Einschwingen der Anzeige und die 
Bedienung des Teils äußerst fragwürdig. Habe noch ein METRIX, hat zwar 
auch Schwächen (Drehschalter und Software), misst aber genau und lässt 
sich leicht bedienen.

Autor: Tobias H. (Gast)
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@Phillip

die 4..20mA liegen am Ausgang an. Der Sensor hat noch eine eigene 
Stromversorgung, wo er glaube ich um die 100mA zieht.

@Sonic: Also ich muss sagen, ich habe nicht so den Vergleich. Meine 
Messgeräte vorher haben maximal 5€ gekostet. Da ist der Sprung jetzt auf 
150€ oder was das noch gekostet hat schon enorm. Ich bin daher 
eigentlich sehr zufrieden.

Die Abschaltfunktion ist wirklich sehr nervig. Wenn man einige 
Messreihen durchführt, geht es einfach nach der bestimmten Zeit aus. 
Wenn du auch die Plus Version mit IR-Schnittstelle hast, kannst du das 
aber beheben. Aktivier einfach die IR-Schnittstelle, egal ob du sie 
brauchst oder nicht. Dann ist die Abschaltfunktion deaktiviert!
Das "Einschwingen der Azzeige"? Was meinst du damit? Die Wartezeit, in 
der das Messgerät automatisch den Messbereich wählt und dann anzeigt? 
Finde ich in Ordnung. Ist vielleicht 1 sek. und bei anderen Messgeräten 
musst du dafür laufend am Schlater rumdrehen. Und wenn du einen 
Messbereich fest haben willst, geht das ja auch. Man kann den 
Messbereich ja auch manuell wählen!

Was stört dich an der Bedienung? So viel zu bedienen gibt es da ja 
nicht. Einstlellen ob: Spannung AC, Spannung DC, Strom bis 300mA, Strom 
bis 10A (hier jeweils mit Taste Func umschaltbar zwischen AC und DC), 
Widerstand, Diode. Den rest macht das Messgerät selber. Und an der 
Genauigkeit kann ich auch nicht meckern. Die soll doch im Null Komma 
irgendwas Prozent Bereich liegen!?

Also ich hab mir sagen lassen, dass das Messgerät von der Profiklasse 
das Einsteigermodell ist. So kommt es mir auch vor und genau das war, 
was ich gesucht hatte...

Aber schreib doch mal genauer, was dich stört.

Ciao Tobias

P.S.: Wie überträgt man eigentlich Daten per Infrarot? In der kleinen 
beiliegenden Kurzanleitung steht nur, wie man das aktiviert...

Autor: Pöhli (Gast)
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eine qualitativ besser Lösung als einfach einen Wiederstand zu nehmen 
findest du im Aplication Note 823 von Maxim. Du bekommst auch eine 
bessere Auflösung da die 16mA Differenz auflöst und nicht 20% Auflösung 
an die unteren 4mA verschenkst. Die Referenzspannung sollte einstellbar 
sein, so das 4-20mA = 0-5V auf  0-1000LSB aufgelöst werden ( wenn du zB 
den internen Wandler eines Atmega nimmst)

Ich hab das gerade gebaut, samt USB Schnittstelle per FTDI, und 0-1V und 
0-10V Messung auf den anderen A/D Kanälen.

Autor: Sonic (Gast)
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@ Tobias H.:
Die Genauigkeit steht ausser Frage, die ist klasse! Das 'Einschwingen' 
der Anzeige ist nervig, weil das Teil ca. 1.5s wirre Werte zeigt. 
Manchmal darf das nicht sein. Ich arbeite in einer Reparaturabteilung 
eines großen Energieversorgers, bin daher vielleicht etwas verwöhnt was 
die Messtechnik angeht. Das mit der IR-Übertragung hab' ich auch schon 
probiert, habe auch den RS232-Zusatz, hab's aber nicht hinbekommen. Das 
Teil hat doch tausend Einstellmöglichkeiten (Mittelwerte usw.), da 
blickt ohne Anleitung keine Sau durch! Da ist das METRIX (MX56, ca. 
750€) um Klassen besser! Die Batterien (2xAA) halten auch nicht 
besonders lange. Die Abschaltautomatik funktioniert nur bei konstantem 
Messwert, das heißt, wenn ich kontinuierlich messe schaltet es ab, wenn 
die Strippen offen sind läuft es bis die Batterien leer sind. Ist 
wirklich kein 'Hit', auch wenn's draufsteht.

Aber sorry, ist der falsche Thread!

Autor: Marcus (Gast)
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Die meisten Sensoren kommen sehr gut mit einen 500 Ohm Widerstand aus (= 
2-10V Ausgang. Sehr viele Sensoren Hersteller z.B. siehe Datenblatt 
http://www.waycon.de/fileadmin/pdf/Seilzug_Sensor_SX.pdf haben 
Wegaufnehmer mit unterschiedlichen Ausgängen z.B. 0-10V, SSi, CANBUS 
Profibus EtherCat....

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