Autor Tema: ayuda para monitorear sensor 4 20mA  (Leído 11174 veces)

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Desconectado ale_nevermind

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ayuda para monitorear sensor 4 20mA
« en: 31 de Agosto de 2009, 14:49:07 »
Saludos a todos, tengo que monitorear el nivel de agua con un PIC, en un tanque en el cual hay instalado un sensor ultrasonico con una salida de flujo de corriente de 4-20mA, lo mas practico seria una resistencia de aprox 250 Ohm, y asi obtener la escala completa de 0-5V, y asi alimentar el ADC del PIC pero resulta que esa corriente alimenta un variador de frecuencia Danfoss VLT-5000 para controlar la velocidad de la bomba de trasvase de este tanque.

si usara la resistencia no podria conectar el variador ya que toda la corriente se iria a la referencia, que en este caso es tierra, y si la pusiera en serie con la entrada del variador, esta seria mi referencia, mi consulta es la sgte: internamente se genera un voltaje en el variador ? (si asi fuera podria medir el voltaje en est  punto) o poner la resistencia en la salida del flujo y medir ahi? Tb vi que se puede hacer una configuracion con amp op, donde se toma una corriente insignificante del lazo, la cual es convertida a voltaje y se puede medir sin afectar la entrada al variador.

El problema es q no conozco esta configuracion u otra forma de hacerlo.

Espero que puedan ayudarme.

Desconectado manutek

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Re: ayuda para monitorear sensor 4 20mA
« Respuesta #1 en: 01 de Septiembre de 2009, 22:26:40 »
Hola ale, internamente en el variador no tiene nada que pueda inyectar tención sobre la entrada de los terminales de corriente de referencia, puedes medir la tención sobre los terminales cuando tiene circulando 20ma y cuando tiene 4ma tendría que ser proporcional a la corriente y al nivel de tanque.
salute¡
No es la conciencia del hombre la que determina su ser, sino, por el contrario, es su ser social el que determina su conciencia

Desconectado ale_nevermind

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Re: ayuda para monitorear sensor 4 20mA
« Respuesta #2 en: 03 de Septiembre de 2009, 23:42:19 »
muchas gracias por responder, aparentemente, seres la unica persona q al menos puso algo, jejeje...
La verdad q de esa forma dependo mucho del variador y que este activado, lo que creo q hare sera utilizar un optoacoplador con transistor de salida donde la corriente circule libremente en el fotodiodo a la entrada, y a la salida se cree una corriente proporcional sin afectar para nada al circuito, claro q tengo q diseñar los parametros del transistor de salida, y ademas adecuar un segundo amplificador para llegar a la los niveles de 0-5, ya que sin eso la corriente y voltaje tienen variaciones muy pèqueñas que no puedo medir...
espero poder publicar esto cuando lo logre... saludos hasta eel otro lado del mundo!!!

Desconectado maritov

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Re: ayuda para monitorear sensor 4 20mA
« Respuesta #3 en: 11 de Septiembre de 2009, 12:36:15 »
Hola ale_nevermind, te cuento que estoy estoy siguiendo tu proyecto, proximamente me embarcaré en algo similar. Quiero pasar corriente a tensión, pero con un optoacoplador y compensacion en temperatura si el optoacoplador lo requiere. A mi me alcanza con lograr 1-5vcc.

Saludos y éxitos!

Desconectado ale_nevermind

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Re: ayuda para monitorear sensor 4 20mA
« Respuesta #4 en: 11 de Septiembre de 2009, 23:39:13 »
hola que tal, me da gusto q estes siguiendo esto: ya empeze a hacer pruebas y debo comentarte q los resultados aun no son convenientes.
te explico lo que hize: la idea fue parecida a la tuya, tomar un opto y medir la salida de corriente con el voltaje en una resistencia, basandome en las curvas proporcionadas por el fabricante, especialmente en la relacino CTR (Current Transfer Ratio) y te cuento q fue un dolor de cabeza, ya q las curvas no se comportan de acuerdo a los parámetros especificados. Una vez dimensionada la salida para obtener un voltaje medible, decidi que por ser muy pequeño debe ser amplificado por un Amp Operacional no inversor (en esta parte no tuve problemas), donde si los tuve fue cuando fui inyectando corriente en el fotodiodo a la entrada (desde 4ma hasta 20mA) la salida obedece un CTR especificado en ciertos rangos (entre 8 y 15 mA) pero en los demas rangos el error da entre 10 y 15%(hize mediciones exhaustivas con todos los rangos, tomando una media y calculando la desviacion) incluso cuando es por debajo de 4mA el error es de 30% y por encima a 20mA el error de mas del 50%, entonces la salida de voltaje esperada, no cumple la relacion y el valor de voltaje leido no estara dando un valor verdadero. En algunos caso, este error es despreciable, pero en el mio (que debo medir la salida de un PHmetro) esa salida implica la diferencia entre un proceso de purificacion del agua y otro, pero en el caso del sensor de nivel ultrasonico, el operador solo necesita tener una idea.

Quizás este cometiendo algún error al dimensionar el opto que conseguí (que es el 4N25 de fairchild), si tienes algun diseño que me pueda servir, bienvenido.

Para terminar, te comento mi nueva idea, que se me ocurrió siguiendo algunos hilos en este foro: Utilizar un amplificador diferencial con Amplificadores Operacionales... seria poner una resistencia en serie a la linea 4-20mA, y medir la diferencia de voltaje en estos dos puntos, pero poniendo resistencias de entra hacia el AmpOp muy grandes en relacion a la resistencia en serie, tal que la señal no se vea afectada.

La unica desventaja q encuentro en esto con relacion a la utilizacion del opto, seria que al utilizar esta linea, podemos sufrir las consecuencias del ruido filtrado en ella, ya que a veces se suele poner un cable con longitud considerable para enviar la señal entre el sensor y el equipo controlador.
« Última modificación: 11 de Septiembre de 2009, 23:41:26 por ale_nevermind »

Desconectado ale_nevermind

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Re: ayuda para monitorear sensor 4 20mA
« Respuesta #5 en: 11 de Septiembre de 2009, 23:53:58 »
te envio el circuito q pienso utilizar con AO....temp1
y con esto es con lo que simulo la entrada de corriente... temp2

Desconectado pablolode

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Re: ayuda para monitorear sensor 4 20mA
« Respuesta #6 en: 13 de Septiembre de 2009, 20:31:20 »
hola gente..Mirando unos libros de mi biblioteca sobre amp. operacionales tengo este circuito que   es un conversor corriente tension en base a un LM 107 y segun mis calculos  una r de 250 omh andaria bien ,les paso el circuito. espero que les sirva , saludos.

Desconectado soy-puma

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Re: ayuda para monitorear sensor 4 20mA
« Respuesta #7 en: 13 de Septiembre de 2009, 21:17:20 »
Hola Ale : te cuento que yo trabajo bastante con este tipo de sensores que transmiten en corriente, normalmente el sensor se comporta a su salida como un generador de corriente, por lo tanto lo que se intenta mantener constante y proporcional a lo sensado es justamente la corriente dentro de un rango de la carga y la tension de alimentaciòn particulares para el tipo de sensor dado; por lo que normalmente uno puede colocar una resistencia en serie y medir la caida de tension.
Espero que te sirva este dato.
Un saludo.
CARPE DIEM

Desconectado ale_nevermind

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Re: ayuda para monitorear sensor 4 20mA
« Respuesta #8 en: 14 de Septiembre de 2009, 01:42:02 »
Hola Ale : te cuento que yo trabajo bastante con este tipo de sensores que transmiten en corriente, normalmente el sensor se comporta a su salida como un generador de corriente, por lo tanto lo que se intenta mantener constante y proporcional a lo sensado es justamente la corriente dentro de un rango de la carga y la tension de alimentaciòn particulares para el tipo de sensor dado; por lo que normalmente uno puede colocar una resistencia en serie y medir la caida de tension.
Espero que te sirva este dato.
Un saludo.

Muchas gracias por la respuesta...
te cuento q eso es exactamente lo que hize inicialmente... utilize una resistencia de 200Ohm y logro leer la escala completa en el PIC sin ningun problema.... pero el problema radica en q esta salida  se convierte en una salida totalmente dedicada para este propósito... entonces resulta q si se necesito esa salida para controlar algo, como un variador de frecuencia en mi caso, entonces esta opción queda anulada... ya q toda la corriente circularia en esta resistencia, y de ahi a tierra.

Cuando se tiene varias salidas en el equipo, esta es una muy buena opcion, pero estamos dependiendo demasiado de las características del equipo, y viendo catalogos, las diferencias de precios por contar con una salida mas es considerable.

Les aconsejo probar con el circuito q propuse mas arriba... un conversor I/V con amplificador operacional, aun estoy probandolo, pero me parece q va a funcionar. La ventaja de esto es q simplemente se necesita conectar la resistencia en serie, la corriente q ingresa al AO no es significativa. pero se debe tener cuidado en cuanto voltaje caeria en esta resistencia, y tomar en cuenta la impedancia de entrada al equipo al cual se este conectando, como tbn la resistencia de salida del medidor, tal que Ix(Rm+Rs+Re) sea siempre menor al voltaje que pueda entregar el medidor... en mi caso son 24V, y Re=500 Rm=200, de acuerdo a los manuales... escogi Rs=100 para que el voltaje en este punto sea solo 2V



Desconectado ale_nevermind

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Re: ayuda para monitorear sensor 4 20mA
« Respuesta #9 en: 14 de Septiembre de 2009, 01:47:03 »
hola gente..Mirando unos libros de mi biblioteca sobre amp. operacionales tengo este circuito que   es un conversor corriente tension en base a un LM 107 y segun mis calculos  una r de 250 omh andaria bien ,les paso el circuito. espero que les sirva , saludos.

Hey muchas gracias por la respuesta, pero te comento q tu circuito me parece  q es al contrario para convertir tension en corriente... se parece al q publique anteriormente, fijate los enlaces q puse...

Este circuito lo estoy utilizando para simular la salida de 4-20mA, y el otro es el conversor I/V pero el objetivo es q la corriente entre y salga del circuito sin tener perdidas...

Como dije en mi anterior post, estoy probando este circuito y espero poder aportar mis resultados para la ilustracion de todos ustedes cuando termine las pruebas, con todo el diseño aplicado

Gracias, y estate atento a q termine...
Saludos desde Bolivia

Desconectado jansuini

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Re: ayuda para monitorear sensor 4 20mA
« Respuesta #10 en: 14 de Septiembre de 2009, 12:44:24 »
Hola:
Para aislar las mediciones vienen aisladores de entrada 4-20 y salida 4-20 autoalimentados .Cuestan como 100U$S pero me parece poco en relacion al variador Danfoss.
En internet podes encontrar datos
.
Sds.
Jorge

Desconectado edp

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Re: ayuda para monitorear sensor 4 20mA
« Respuesta #11 en: 14 de Septiembre de 2009, 16:18:19 »
Yo creo que si las alimentaciones del variador y del circuito con el pic son independiente (internamente, no me refiero a la alimentación desde la red), puedes medir sobre la resistencia que series con el variador, si la fuente que alimenta al pic es con un trafo independiente, no debería haber ningún problema, si es una conmutada ya depende de la fuente, pero casi seguro que también funciona.
Por otra parte, si el variador es medianamente serio, la entrada de corriente estará aislada galvanicamente del circuito del variador. por lo que tampoco tendrias problemas de todas formas.
En último caso, ¿desde donde alimentas el transmisor?, puedes poner la resistencia seriada a continuación de la salida negativa de la fuente, y tomar el punto entre la resistencia y la fuente como GND para el pic y el otro extremo a una entrada.
Saludos

Desconectado monoalra

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Re: ayuda para monitorear sensor 4 20mA
« Respuesta #12 en: 17 de Septiembre de 2009, 13:59:55 »
Fijate en el manual del Danfoss, que las salidas tanto analogicas como digitales estan aisladas galvanicamente
http://www.bwclark.com/downloads/danfoss/vlt5000/controlio.pdf

Si no estas utilizando alguna de las dos salidas analogicas, podes programar una de estas con la funcion de retransmision de la señal de entrada, (Set point) , ademas esto lo podes hacer de 0-4/20mA o sea que directamente con la resistencia de 250ohms podes leer de 0 a 5vcc 0-255 en el conversor AD interno del micro
Te dejo el link del manual del danfoss, pagina 118 (parametros que admiten las salidas analogicas)
http://mcliterature.danfoss.com/WebPublish/doc_MG51C522.pdf
espero haberte ayudado

Cordiales saludos

Desconectado maritov

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Re: ayuda para monitorear sensor 4 20mA
« Respuesta #13 en: 17 de Septiembre de 2009, 14:37:41 »
Hola gente, yo tambien estoy haciendo algunas prubas y les comento:

1- En lo posible NO quiero usar Amplificadores Op!!!
2- Primero hice pruebas con el Opto 4N25 y la transferencia corriente-tension no era lineal, aunque no la descarté, de última metía en el micro la ecuación y que él solito se arregle. Ingresé los datos y grafiqué en excel y la ecuacion de tendencia es:

y = 1,9177Ln(x) - 1,3299
R2 = 0,995 (desviación, cuando mas cercano a 1, mejor es la ecuación)

x=corriente [mA]
y=tension [V]

∆V=2.25 V

3- De casualidad probé con CNY17-3 y lo bueno es que la transferencia es lineal, de nuevo ingrese los valores a excel, grafiqué, y obtuve:

y = 0,1929x - 0,0958
R2 = 0,9988 (desviación, cuando mas cercano a 1, mejor es la ecuación)

x=corriente [mA]
y=tension [V]

∆V=3.06 V

4 - Conclusiones:

   - Obvio que me quedo con el CNY17-3, una ecuacion lineal requiere menos recursos del pic que si tendría que usar un logaritmo.
   - Aunque el ∆V es 3.06 V (de 0.64 a 3.7), muchos pueden pensar que es poco, en mi caso me sobra! Y además me quedan margenes de tensión y detectar "zonas prohibidas" y alertar. Por ejemplo puede pasar que mi sensor (me ha pasdo) envíe 25mA, yo lo puedo detectar y dar una alarma.
   - Hasta el momento he utilizado solo 2 componentes (CNY17-3 y resistencia de 150 ohms al 1%), por lo que resulta mas facil compensar luego en temperatura.
   - La compensación de temperatura la pienso hacer con un termistor, luego les comento como fue (espero no tener que usar AmpOp!!!).
   - Que nuestro desarrollo tenga la característica "Aislado galvánicamente" siempre le da un valor agregado, por ende se puede "vender" mejor.

     ___________

Saludos amigos
luego les comento como fue la compensacion






 

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