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acquisizione segnale strumento 4-20mA con PIC

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[1] acquisizione segnale strumento 4-20mA con PIC

Messaggioda Foto Utentesorecaro » 8 ago 2015, 19:30

Buonasera a tutti. Avrei bisogno di un consiglio per realizzare un piccolo progetto che ho in mente.
Il progetto che vorrei realizzare prevede di acquisire un segnale 4-20mA proveniente da uno strumento industriale. La situazione che ho ora è la seguente:


Il DCS le "legge" il segnale dello strumento a due fili e lo elabora .
Ora io vorrei acquisire questo segnale e poterlo visualizzare anche su un display ed avrei pensato di usare un PIC con un display LCD


Ora il mio quesito è: come posso leggere questo segnale con un PIC lasciando inalterato il DCS???
Ho cercato su internet ed ho trovato strumenti che sdoppiano il segnale 4-20mA, ma la mia intenzione e realizzarne uno io, o almeno capire come funzionano
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[2] Re: acquisizione segnale strumento 4-20mA con PIC

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 8 ago 2015, 19:42

Non conosco il PIC, ma se ha degli ingressi analogici 0- 5 V ad alta impedenza come gli ATMEL usati in Arduino, se il DCS legge la corrente tramite la caduta di tensione su una resistenza, potresti metterti in parallelo all'ingresso del DCS (verifica prima se il morsetto di ritorno del DCS è a massa. Per la verifica leggi le caratteristiche di ingresso del DCS o misura con un voltmentro la tensione ai suoi capi.
Oppure aggiungi una resistenza da 250 ohm in serie ( con 20 mA cfadono 5 V) e misuri la caduta di t4ensione con il PIC.

Se pubblicassi ll circuito di ingresso del DCS potrei confermarti se la cosa è sicuramente possibile.

O_/
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[3] Re: acquisizione segnale strumento 4-20mA con PIC

Messaggioda Foto Utentesorecaro » 9 ago 2015, 12:56

MarcoD grazie per la risposta, proverò il tuo consiglio
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[4] Re: acquisizione segnale strumento 4-20mA con PIC

Messaggioda Foto Utenteboiler » 9 ago 2015, 16:41

Puoi anche semplicemente misurare la caduta di tensione su una resistenza di precisione e basso tempco da 1 ohm (o qualcosa di simile). La caduta di tensione massima sarà attorno ai 30 mV (condizione di fault) e il DCS nemmeno se ne accorge. Devi solo valutare se l'ADC del PIC basta o se ne serve uno esterno.

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[5] Re: acquisizione segnale strumento 4-20mA con PIC

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 9 ago 2015, 16:54

boiler ha scritto:Puoi anche semplicemente misurare la caduta di tensione su una resistenza di precisione e basso tempco da 1 ohm (o qualcosa di simile). La caduta di tensione massima sarà attorno ai 20 mV Boiler

30 mV sono pochini, un AD di solito è da 1 o 5 V fondo scala, dovresti amplificarla con un operazionale, ma allora introduci un errore di offset che (puoi recuperare) ma non la variazione con la temperatura.
Potresti mettere un operazionale connesso come amplificatore di transresistenza (entri in corrente e esci in tensione),ma sempre devi amplificare.

Costa meno portare la la Rserie a 10 o 100 o 250 ohm

Mettendo la resistenza in serie, occorre analizzare il problema della masse: non puoi avere DCS e PIC con la stessa massa in comune, forse sono già isolati fra loro, ma l'isolamento è costoso/scomodo e se puoi farne a meno è meglio.

Quale è la precisione/risoluzione del sensore? 0,5 % del fondo scala ??
Quale è la risoluzione del DCS e del PIC che vuoi avere ?
Occorre esaminare il circuito del caso specifico.
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[6] Re: acquisizione segnale strumento 4-20mA con PIC

Messaggioda Foto Utenteboiler » 9 ago 2015, 17:14

MarcoD ha scritto:30 mV sono pochini, un AD di solito è da 1 o 5 V fondo scala


?% :?:

Prendiamo per esempio questo:
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/241418fa.pdf

Puoi farlo funzionare con una Vref di 100 mV.
Abbiamo quindi un LSB che vale 6 uV, in altre parole tra 0 e 30 mV abbiamo qualcosa oltre i 5'000'000 di punti. Quanto basta per fregarcene del noise floor (probabilmente siamo sui 20 ENOB, sempre piú che sufficienti).

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[7] Re: acquisizione segnale strumento 4-20mA con PIC

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 9 ago 2015, 17:34

boiler ha scritto:Prendiamo per esempio questo:
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/241418fa.pdf
Puoi farlo funzionare con una Vref di 100 mV.
Abbiamo quindi un LSB che vale 6 uV, in altre parole tra 0 e 30 mV abbiamo qualcosa oltre i 5'000'000 di punti. Quanto basta per fregarcene del noise floor (probabilmente siamo sui 20 ENOB, sempre piú che sufficienti).
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=D>
L' LTC2414 e' potentissimo:risoluzione 24 bit connessione con bus seriale SPI :ok:
Tuttavia: tempo conversione 160 ms (se preciso è lento, ma va benissimo), mi pare sia a 28 piedini. Costo 8 $ (forse costa più del PIC).
La scelta dipende dai requisiti dell' OP (original poster, ossia chi ha iniziato il thread); si sarà posto tutti questi problemi!! :mrgreen:
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[8] Re: acquisizione segnale strumento 4-20mA con PIC

Messaggioda Foto Utenteboiler » 9 ago 2015, 17:57

MarcoD ha scritto:Tuttavia: tempo conversione 160 ms (se preciso è lento, ma va benissimo), mi pare sia a 28 piedini. Costo 8 $ (forse costa più del PIC).


Ehmbè?
Per quale applicazione ti servono piú di 6 samples al secondo da un sensore industriale?

Hai presente la fiamma sul camino delle raffineria che brucia i prodotti inutili? Ecco, lì viene monitorata la concentrazione di ossigeno e quando questa supera il 40% della soglia di esplosione inferiore l'intero tubo viene inondato di azoto e inertizzato. La fiamma viene letteralmente soffiata via. Quanto veloce pensi che sia il sensore? Hanno tempi di reazione sulla decina di secondi!

Ma va bene, cerchiamo qualcosa di piú veloce:
http://datasheets.maximintegrated.com/e ... X11202.pdf

19 ENOB a 120 sps
Vref: almeno 1 V (c'è un errore di stampa nel datasheet), quindi perdiamo un po' di risoluzione. Possiamo permettercelo.
Ingressi completamente differenziali (quindi nessun problema con un possibile diverso riferimento per i due apparecchi)
Piccolo: 10 pin (potremmo averne meno con l'I2C, ma non è un bus robusto e non lo consiglio volentieri quando c'è di mezzo un'applicazione industriale).
Economico: 2.64 USD.

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[9] Re: acquisizione segnale strumento 4-20mA con PIC

Messaggioda Foto Utentesorecaro » 9 ago 2015, 20:19

Il sensore è un trasmettitore di pressione 0-10bar 4-20mA HART.
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