Moin, ich würde gerne wissen wie ich mit dem Chip MCP3208(ein Analog Digital Wandler) einen Drucksensor auslesen kann. Der Drucksensor gibt seine Werte aus als Strom(4mA - 20mA; U=24V) der Chip kann aber nur eine Spannung von bis zu 5V(7V) auswerten und an meinen Raspberry Pi weitergeben. Ich habe einen 130 Ohm Widerstand genommen weil ich mir erhoffe so den Strom messen zu können und daraus digital, dann die Werte des Sensors zu berechnen. In dem Schaltplan ist der 24V Strang der Sensor dessen Strom ich messen muss(Ich messe den Spannungsabfall über den Widerstand und berechne den Strom). Der auszulesende Sensor kann nur mit maximal 750 Ohm als Widerstand arbeiten.
Die Frage ist: kann der Chip das überleben? So wie ich das sehe verbinde ich ein 24V Kreis mit N über den Chip. Der kann aber, so wie ich das sehe nur 7V ab, jedoch bin ich mir nicht sicher ob das nicht nur der Messbereich ist. zudem ist auch die Frage ob überhaupt eine solch große Spannung am Sensor anliegt weil er ja einfach nur hinter und vor dem Sensor angeschlossen ist und der Spannungsunterschied nur ~3V sein dürfte.
Ich hoffe mir kann hier jemand Tipps dazu geben der mehr Ahnung hat als ich. Natürlich hab ich schon versucht das Datenblatt des Sensors zu lesen, aber das habe ich leider nur teilweise verstanden.
Achja, die Anschlüsse die einfach vom Chip weggehen, sind am Raspberry Pi angeschlossen
Moin,
Wenn es nicht zu genau werden soll, dann geht das mit zwei Widerständen: https://resources.altium.com/de/p/wie-sie-mit-minimalem-bauteileaufwand-einen-4-20-ma-stromschleifenempfänger-entwickeln
Evtl. noch eine Zenerdiode als Überspannungsschutz auf den Eingang des MCP legen, das vermeidet evtl. Ärger.
-Luno
Kannst du mir sagen wo der zweite Widerstand hinkommt?
Aus dem Chip kommt ein bestimmter Strom, dem Druck entsprechend.
Die Bürde darf maximal 750 Ohm betragen? Nun, an 750 Ohm würden bei 20mA 15V abfallen. Diese 15V würden dann an deinem A/D Konverter anliegen.
Aber du hast ja 130 Ohm als Bürde, was 4,6V entspricht.
Da liegen niemals 24V an, denn dann müsste der Drucksensor bei 130 Ohm fast 185mA abgeben.
Deine Skizze hat also den Fehler, dass du 24V direkt an CH0 angeklemmt hast - da gehört aber der Ausgang des Drucksensors hin.
24V ist der Ausgang des Sensors, ich habe 24V dahin geschrieben weil ich da soviel messe gegen N
Hallo!
Hmmm, so wird dein ADC zum Heißleiter…
Zunächst sollte man immer das Datenblatt lesen, insbesondere den Abschnitt „Absolue Maximum Ratings“
Die Versorgungsspannung VDD soll zwischen 2,7 und 5,5V liegen
Der Raspberry verträgt an seinen I/Os nur 3,3V, bei mehr geht er kaputt. Du tust also gut daran, den ADC auch mit 3,3V zu versorgen, denn so werden auch die Pins Richtung Pi mit 3,3V betrieben.
VRef kannst du nicht mit 5V betreiben, denn da darf ja jetzt maximal (3,3V+0,6V=3,9V) dran!
VRef hat zwei Anwendungsfälle:
- Die Versorgungsspannung ist vielleicht nicht besonders präzise. Vielleicht sind es nur 3,2V? Und möglicherweise ist die Spannung auch nicht sonderlich stabil. Man kann an VREF daher eine saubere, präzise Spannung anlegen, die den Höchstwert für den ADC vorgibt.
- Wenn die zu messende Spannung im Bereich 0…1V liegt, VREF aber auf 5V liegt. dann nutzt man nur 20% des Messbereichs des ADCs. Legt man dagagen VREF auf 1V, dann liegt der Messbereich bei 0…1V, also genau in dem Bereich, in dem die zu messende Spannung liegt.
Du kannst aber erstmal VRef auf 3,3V legen. Nun gilt R=U/I. Die maximale Spannung am ADC soll 3,3V betragen, wenn 20mA durch einen Widerstand fließen. Macht R=165Ohm. Dieser Widerstand kann wie in Option 1 meines Schaltplans verwendet werden. Da 165Ohm eher ungewöhnlich ist, tun es auch 160Ohm.
Was aber, wenn du aus Versehen volle 24V statt dem 4…20mA-Signal bekommst? Dann wird der ADC zum Gleichriechter!
Eine Zenerdiode von 3,6V parallel zu den 160Ohm sorgt dafür, daß die Spannung am ADC nie über 3,6V steigt. Aber sie würde durchbrennen, wenn sie zu viel Strom leiten müsste. Das kann man durch die etwa 100Ohm vermeiden.
Jetzt noch ein wenig Mathe:
Bei 4mA liegen am ADC 0,64V an, bei 20mA 3,2V. Der ADC hat 12Bit, also 4096 Schritte, und liefert damit Werte von etwa 794…3970.
Deshalb sollte man den Spannungsteiler anpassen.
Trotz angeschlossenem 160 Ohm Widerstand?
ohne widerstand
Also Option 1, würde funktionieren, wäre aber nicht so sicher wie Option 2. Sehe ich das richtig?
Genau.
Auch Option 2 ist noch nicht ideal, aber schonmal besser.
Ich korrigiere meinen Beitrag mit der Anpassung:
Die Bürde ist der Maximalwert aus Leitungswiderstand und Messeingang. Es geht ja um die Spannungsversorgung des Sensors die beim größten Strom noch gewährleistet sein muss. (hier also 0,02*700=14V, bleiben für den Sensor noch 10V)
Also sollte es mit 160 Ohm als Shunt funktionieren.
Dann kommt auch (fast) die ganze Betriebsspannung da an.
Wenn ein Bauteil 4mA (oder mehr) durchlassen will, jemand da aber einen Widerstand von 1 MOhm anschließt (dein Messgerät), misst man halt nahezu die Versorgungsspannung.
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