Получение данных 4-20ma на датчике 0-1.2в

Тема в разделе "Посоветуйте детальки", создана пользователем FreemanRU, 11 июл 2020.

  1. FreemanRU

    FreemanRU Нуб

    Добрый день

    Дано:
    1. промышленный датчик, которые выдает значение в диапазоне 4-20mA, питается от напряжение 12-24В DC, в данный момент запитан от 12В.
    2. Датчик (в данном случае XBee), который умеет считывать напряжение от 0 до 1.2В и отправлять по воздуху значение в цифре. Запитан от 3.3 В. На входе считывания напряжения у него pull-up резистор на 30 кОм.

    Также "вокруг" есть напряжение 5В.

    Собственно вопрос. Как максимально грамотно сделать преобразователь 4-20ma => 0-1.2В?

    Сейчас сделано "на коленке" - стоит китайский преобразователь 4-20ma => 0-2.5В + простейший делитель на резисторах, который понижает это всё дело в 2 раза.

    Что не устраивает: преобразователь 4-20ma => 0-2.5В выдает стабильное напряжение, но при подключении делителя (используются 600 Ом резисторы) напряжение постоянно "скачет" в диапазоне +- 5mV, что при 1.2V получается многовато.
    Кроме этого, есть вариант в какой-то момент превысить напряжение (страшного для электроники ничего не будет, но часть значений потеряется), что можно исправить подобрав резисторы, но и само наличие делителя мягко говоря напрягает.

    Опционально: Какой может быть бюджет, если делать под заказ (2 шт.)?
     
  2. Daniil

    Daniil Гуру

    скажите, пожалуйста, что это? И от чего питается? Может там опорник нормальный поставить?
    а это что? Тут ацп как работает?

    Шум 5мВ достаточно низкий, поэтому, мне кажется, нужно смотреть в сторону разводки и фона, чем на готовые модули
     
  3. FreemanRU

    FreemanRU Нуб

    Питается от блока питания Mean Well MDR-40-12 (вместе с самим датчиком), сама плата вот такая фигня: https://aliexpress.ru/item/32897730503.html. Это единственное, что нашел с таким низким выходных питанием, остальное 0-5 или 0-10В. Понятно, что колхоз. Именно поэтому и был задан вопрос как сделать лучше.

    Обычный АЦП, https://www.digi.com/resources/documentation/digidocs/pdfs/90002002.pdf
    Дело точно не в нем. Если отключить всю схему от него, напряжение точно также "прыгает".

    Для 5 или 12В может быть не много, но на 1.2 это получается 0.4%, причем иногда бывают пики до 2% судя по логам. Многовато КМК. Тем более, что без делителя напряжение вообще стабильно как камень. т.е. "шум" появляется только когда добавлены эти два резистора.
     
  4. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    На прецизионном резисторе. Это простейший преобразователь тока в напряжение. Используется в большинстве измерительных приборов. Чтобы 20мА преобразовать в 1.2 вольта, необходим резистор в 60 Ом. Блок питания ставится последовательно (в сети полно примеров, как включаются токовые датчики).
     
  5. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    Не пойдёт. Нужен прецизионный блок питания для датчиков либо на этот вешать линейный стабилизатор.
     
  6. Daniil

    Daniil Гуру

    тут нет описания ацп.
    может быть, но он может увеличивать этот эффект. А чем вы проверяли шум при отключении ацп?
    нужно проверить элементы и заменить особоответственные китайские, на нормальные.
    согласен. Я рассматривал шум независимо от питания.
    соглашусь с паровозом. Для точности можно использовать N последовательных сопротивлений, каждое из которых равно 60/N Ом.
     
  7. FreemanRU

    FreemanRU Нуб

    Проблем в том, что у нас 4-20мА. Если просто взять 60Ом, то при 4мА будет 0,24 вольта. А должно быть 0. опять же, было бы хотя бы 5В - не проблема, можно было бы математикой добить, но при 1.2В мы теряем 20% измерений.

    За этим и пришел :) "Нормальных" не нашел.

    Обычным вольтметром :)

    ОК, попробую.
     
  8. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    НЕТ.

    В приборах на батарейном питании величина этого резистора - 100Ом. Производители таких приборов просто берут резистор на 100 0.1% с нулевым ТКС и не задают лишних вопросов.

    Таки шо вы хочите? Типовой радиолюбительский подход.
     
  9. FreemanRU

    FreemanRU Нуб

    Что нет??? Модуль ожидает на входе 0 - 1.2, именно эти значения оцифровывает. Да что да, должно быть 0.

    Я хочу чтобы было лучше, чем сейчас, а вы предлагаете "радиолюбительский подход". Для чего? У меня сейчас точность 2% в худшем случае, а вы мне 20% предлагаете. Не, ну круто, чё. Спасибо. Я вроде не просил налепить из говна и палок какую-нибудь схему лишь бы было. Такими схемами весь интернет завален.
     
  10. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    Чтобы было лучше, необходимо использовать АЦП с двумя Vref. Такой обсуждается в соседней ветке и там ТС не понимает, зачем там так сделано. Такие АЦП есть в составе МК. Например, в MSP430G4xxx, MSP430FR4xxx ну и прочих. У MSP430 номенклатура очень богатая. Собственно, в измерительном датчике с высокой долей вероятности будет стоять MSP430, потому как она одним корпусом закрывает все потребности.

    я всё намекаю и намекаю, что этот модуль не подходит для данной задачи. Либо выкинуть его, либо прикручивать костыли. Второй подход и есть
     
    Daniil нравится это.
  11. FreemanRU

    FreemanRU Нуб

    К сожалению, это не просто модуль. Это приеме-передатчик. на них построена сеть и используется, до этого только для цифровых датчиков. Понадобилось подключить аналоговый, из-за одного датчика сеть переделывать не будут.
    Есть готовые решения от того же Digi, но цена - $100 за один датчик 4-20ma и ожидание 2 месяца. Я лучше кому-то за кастомное решение здесь в два раза меньше заплачу, я не думаю, что тут работы много. Даже китайское поделие за 200 рублей работает нормально, просто на слишком высоком напряжении (была даже мысль договориться с ними, может переделают, но там глухая стена непонимания английского).
     
  12. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    Я в курсе. Там внутри, скорее всего, СС2530 от TI.

    Есть доступ к исходникам?

    Лови костыль
    SHIFT.png

    ОУ нужен RtR. В любом случае про ноль можно не мечтать - какие-то мВ будут на выходе при нуле на входе. Называется такая штука смещением нуля.
     
    FreemanRU и Daniil нравится это.
  13. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

  14. Daniil

    Daniil Гуру

    Осталось узнать какие и посмотреть как их улучшить
    а этот мультиметр видит дребезг при подключенном ацп? А ацп видит дребез при подключенном мультиметре?
     
  15. FreemanRU

    FreemanRU Нуб

    Да в обоих случаях.

    [риторика] Вот этого я не понимаю. Тот же модуль от Digi дает гарантированный ноль. Китайский модуль вообще подстройкой может выдать отрицательное напряжение (реально, до -0,5В). [/риторика]

    В общем, пока что жду ответ от китайских друзей на счет data sheet, но слабо верится. Параллельно буду пробовать другие резисторы. Ну и попробую реализовать предложенную схему.
     
  16. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    Ну если в 12-ти битном АЦП за рабочие принять 10 бит (а 2 бита списать на шумы и нелинейности), то сигнал ниже 1 мВ будет воспринят как ноль. Это для опоры в 1.2 вольта.
     
  17. FreemanRU

    FreemanRU Нуб

    Ну это да, это понятно. Но "какие-то мВ" != "ниже 1 Мв" :)
     
  18. Unixon

    Unixon Оракул Модератор

    ОУ с биполярным питанием в помощь + точные делители в ОС.