Hürde mit 4-20mA-Erfassung nach Software-Crash

Lysandros schrieb:

Widerstand im MΩ-Bereich liegt...Ist das normal? Verfügen solche Sensoren üblicherweise über eine Stromregelung, oder sind die meistens rein passiv?

Da drin ist ein kompletter aktiver Messverstärker für kapazitive Druckmessbrücken und dazu eine aktive Stromregelung, die (nahezu) bürdenunabhängig ist. Das ganze wird aus der Stromschleife gespeist.

Es gibt sogar mikrocontrollergesteuerte Messwandler mit 2-Draht-Anschluss und digitaler Kommunikation (HART) über die Stromschleife. Der A10 dürfte aber rein analog sein.

Lysandros schrieb:

Nach einem Software-Reset/Crash, ist nun die Spannung am dafür vorgesehenen externen "Shunt"-Widerstand gleich 0.035 mV,

Sicher, dass du dir nicht durch irgendwas den AD-Wandler zerschossen hast? Gibt es weitere Schutzschaltungen?

Im Einschaltmoment kann der Sensor kurzzeitig etwas mehr Strom fließen lassen und 21mA oder 22mA sind übliche Ausgangsströme für Fehlerzustände (Überdruck).

Miss die Spannung am Shunt mal mit einem Multimeter oder häng ein Multimeter in Reihe zum Sensor.

Ergänzung: Bist du dir sicher, dass du die Zweileiter- und nicht die Dreileitervariante hast?

Vielen Dank. Tatsächlich ist die Spannung am 165-Ohm-Widerstand gleich 0.035V, also wird der Strom weit unterhalb von 4mA sein. Der Sensor sollte bei einem Absolutdruck von 0bar einen Strom von 4mA generieren...An einem Duplikat des μCU messe ich jetzt den Eingangswiderstand. Dieser steigt aber kontinuierlich an, also ob sich irgendein Kondensator auflädt :/ Ich schaue in das Datenblatt

Sensor+ an 24V legen, Sensor- über 100 Ohm auf Masse. Spannungsabfall am R messen. Strom OK? Wenn nicht: Versorgung von Board zum Sensor bei angeschlossenem Sensor messen. Sensor abklemmen, am Board Widerstand nach Masse messen. Bürdewiderstand ok?

Im Einschaltmoment kann der Sensor kurzzeitig etwas mehr Strom fließen lassen und 21mA oder 22mA sind übliche Ausgangsströme für Fehlerzustände (Überdruck).

Nein, sowas kenn ich nur von mies designten Schrott. Im Einschaltmoment sollte der Strom unter 3.6 mA sein bis die analoge Elektronik laeuft oder falls es ein Mikrocontroller gibt, bis der laeuft. Dann sollte der Sensor seine Messung aufnehmen und einen passenden Strom ausgeben. Falls der Sensor einen Fehler feststellt darf er 21.5mA oder 3.8mA ausgeben. Beides sind erlaubte Fehlerzustaende.

Das sollte sich auch einfach an jedem Beliebigen Labornetzteil ueberpruefen lassen. So wie ich das hier aber sehe scheint der Sensor defekt zu sein.

Vanye

Lysandros schrieb:

(s.Anhang)

Gehen die beiden Labels uC_INP und uC_INN tatsächlich direkt an die µC-Pins? Das wäre ein wenig naiv. Denn wenn da mal einer "zufällig" einen Schlurzkuss in die Sensorleitung bringt, liegen 24V am µC-Pin an. Das dürfte das sichere Ende der sicheren Funktion des Pins sein.

Aber man könnte den ADC einfach testen, indem man einen 2k2 Widerstand statt des Sensors einsteckt. Dann sollten ca. 10mA fließen und der entsprechende Wert angezeigt werden.

Lysandros schrieb:

Falls jemand eine Idee hat, wäre ich dankbar.

Nimm zum Mesen des Stromes ein geeignetes Messgerät mit einem geeignetem Messbereich statt der allerletzten Stelle deines Netzteils.

Sebastian R. schrieb:

Im Einschaltmoment kann der Sensor kurzzeitig etwas mehr Strom fließen lassen und 21mA oder 22mA sind übliche Ausgangsströme für Fehlerzustände (Überdruck).

Zwischen 21µA und 21mA liegt ein Faktor 1000. Der Messwert bedeutet eher, dass der Sensor keinen Strom aufnimmt, vielleicht weil er verpolt angeschlossen ist.

Lysandros schrieb:

Nach einem Software-Reset/Crash, ist nun die Spannung am dafür vorgesehenen externen "Shunt"-Widerstand gleich 0.035 mV, was einem Strom von 0.021mA impliziert

Im Schaltbild gibst du für den Shunt einen Wert von 165 Ohm an. Das passt alles nicht zusammen.

Ich fürchte mal auch, Du hast den µC geschossen. Zu den 165Ω hängen nun 0Ω parallel. Ein Software-Reset/Crash dürfte aber nicht die Ursache sein. Eine elektrostatische Entladung wäre möglich.

Ich mache immer Schutzwiderstände (10kΩ) in Reihe zu den Eingängen des µC und 100Ω in Reihe zu den Ausgängen.

Peter D. schrieb:

Ich fürchte mal auch, Du hast den µC geschossen.

Wenn bei zwei bekannten Größen (U, R) und einer berechneten (I) das ohmsche Gesetz scheinbar verletzt wird, hat das andere Ursachen ;-)

Bei dem angegebenen Spannungsabfall von 0.035 mV über dem Shunt, würde ich erstmal die Temperaturen der Anschlussstellen überprüfen 🤣

Leider ist die Überschrift schon falsch, es müsste heißen:

Bürde für 4-20mA Erfassung, nach Hardware-Pfusch.

Man muß dafür sorgen das keine 24V an den MC kommen kann. Schon beim anschließen liegen 24V an, wenn man den Pluspol zuerst anschließt. Solange kein Strom fließt liegt 24V am Pin des MC.

Ein ähnliches Problem ist bei einem weiteren System vorgekommen, nachdem der Stecker des Sensors im Betriebszustand kurzzeitig getrennt wurde. Erst wurde ein zu hoher Druck angezeigt, beim ein-ausschalten dann einfach 0Pa...Ich verstehe noch nicht ganz, wie es sein kann, dass 24V am μCU-Pin anliegen. Das kann ja nur passieren, wenn der Sensor kurzschließt oder? Und wenn der Sensor kurz getrennt wird, dann fließt ja überhaupt kein Strom, richtig?

Lysandros schrieb:

....

Mein Rat: Schaue dir die Schutzschaltungen an, welche z.B. in SPS oder KFZ verwendet werden. Die Entwickler machen da nicht ohne Grund einen solchen Aufriss.

Die Schaltung ganz oben ist nicht nur primitiv, sondern auch hemmungslos optimistisch. Eher sogar elektronischer Suizid.

Lysandros schrieb:

am μCU-Pin anliegen. Das kann ja nur passieren, wenn der Sensor kurzschließt oder? Und wenn der Sensor kurz getrennt wird, dann fließt ja überhaupt kein Strom, richtig?

Sensor 'kurz' getrennt, bedeutet abstecken und wieder anstecken? Wenn beim Anstecken die +24V zuerst Kontakt bekommt, sieht der uC Pin diese 24V.

Arduino F. schrieb:

Die Schaltung ganz oben ist nicht nur primitiv, sondern auch hemmungslos optimistisch. Eher sogar elektronischer Suizid.

Ich dachte ja auch erst, das ist eine Hobbybastelei und das ganz oben ein Prinzipschaltbild.

Wenn das hier mehr als eine Bastelei ist Lysandros schrieb im Beitrag #7943834:

ähnliches Problem ist bei einem weiteren System vorgekommen

dann ist da Prinzipell etwas schief gegangen.

Bei professioneller Leiterplattenentwicklung ist die Kunst nicht die Funktion abzubilden. Das ist "nur" notwendiges Kriterium. Die wesentliche Aufgabe ist diese Funktion auch unter den widrigen Verhältnissen der Realität zu erreichen.

• niemals Pins des µC direkt nach draußen
• alle IOs mit Überspannungsschutz
• Verpolungsschutz

Typischerweise sind ca. die Häfte der Bauelemente nur deswegen vorhanden.

EMV und Störunterdrückung lasse ich jetzt gleich mal weg, das ist nochmal ein eigenes Kapitel für sich.