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Como convertir una señal 4-20mA a 0-10V en un PLC Arduino

Programar entradas analógicas con Arduino

 
 

¿Que és una señal 4-20mA?

¿Por qué es una entrada 4-20mA estandard?

Una señal 4-20mA es una señal analógica que, si se conecta a una placa Arduino o a un PLC Arduino Industrial te permite leer el valor del sensor. El Controlador recibe la señal de corriente del sensor, lo que permite transformar esta señal eléctrica a un valor interpretable para poder programar y listo para ser utilizado en el código del proyecto a desarrollar. Este valor es utilizado para el programador para saber las unidades de medida correctas  recibidas por el sensor y entender en que estado se encuentra el proyecto Industrial desarrollado.

Las señales 4-20mA son principalmente utilizadas para cableado en largas distancias porque la transmisión de señal por corriente recibe menos ruido eléctrico y menos interferencia EMC que si utilizamos el voltaje como medio de lectura. Cómo seria una entrada 0-10Vdc.

Arduino no es capaz de recibir una señal analógica de corriente porque las señales analógicas en Arduino funcionan de 0 a 5Vdc, por lo que es necesario transformar la señal de corriente a un voltaje. Es importante saber que los estándares de señales analógicas de voltaje de la industria trabajan de 0 a 10Vdc. Así pues, la forma de transformar una señal analógica 4-20mA es algo diferente porque en un PLC basado en Arduino las señales analógicas trabajan a 0-10Vdc.

Aplicación Industrial con Arduino para lectura de señales Analógicas:

Es necesario convertir una señal de 4-20mA en una de 0-10Vdc. En el siguiente esquema, puedes As you can see in the below diagram. You can understand how to transform a 4-20mA to 0-10v using Ohm Law. 

La familia de productos Ardbox  y los PLCs Industriales Ethernet industrial tienen varias señales analogicas /digitales configurables para leer este tipo de sensores.

Aplicación industrial Arduino de señales analógicas

 

Para realizar esto es necesário conectar una  resistencia de 500Ohm entre la señal analógica 4-20mA y el GND de la señal tal y como se muestra en el esquema. Haciendo esto, la señal analógica se modifica de Corriente a Voltaje.

¿Cómo puedes programar 4-20mA en tu controlador industrial Arduino?

PLC basado en Arduino
Conversor 4-20ma a 0-10V
Arduino IDE

Utiliza un PLC basado en Arduino

Arduino instalado como placa individual no está preparada para el uso en entornos Industriales. Por esta razón hemos realizado una Shield Industrial para arduino, en la que incluimos una placa Arduino Original y te permite utilizar arduino como PLC y es 100% compatible en ambientes Industriales bajo sus estandares.

Conversor 4-20ma a 0-10V

Mediante la Ley de Ohm  es fácil de entender como transformar una señal 4-20mA a 0-10V a través de una resisténcia de 500Ohm. Si necesitas probar esto con una placa Arduino Uno, Arduino Mega o Arduino Leonardo tienes que modificar el valor de la resisténcia de 500 a 250Ohms para poder transformar la señal 4-20mA a 0-5V.

Arduino IDE

Si quieres verificar de forma fácil puedes utilizar el Arduino IDE mediante el ejemplo: "analog Input" lo que permite leer la entrada analógica de 10 bits de Arduino lo que nos da un valor de 0 a 1023.
Si no has utilizado o no te sientes cómodo con el Arduino IDE tambien te puedes  SUSCRIBIR al CURSO GRATUITO

Requisitos:


¿Cómo cambia el valor de entrada a Arduino?

 Cuando tienes una señal de 4-20mA para 10bits obtienes los siguientes datos: 

4-20mA signal

10 bits

4mA

0 value

20mA

1023 value


pero, si convierte esta señal a 0-10Vdc, los resultados son: 

4-20mA

0-10Vdc10 bits
4mA2Vdc

204 value* (aprox)

20mA10Vdc

1023 value


 (*) Como se puede ver el resultado de 4mA (2Vdc), está cerca de 204. A continuación se muestra el gráfico lineal de donde provienen los resultados:

Gráfico
 

Este proceso puede ser fácilmente automatizado.

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