Mesure de tension avec Arduino

Citation:

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Envoyé par Auteur

Ca me fait penser au montage pour la suppression des tensions d'offsets (input offset voltage null circuit dans les datasheet) sur les AOP comme le TL081 ou le LM741. :D

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C'est même exactement ça :D mais sur toute la chaîne de mesure (cela permet de compenser tous les incertitudes sur les V_OS et tous les I_OS.) Certains AOP ont des entrées dédiés pour faire ce genre de compensation.

Le I_OS souvent on le néglige mais dans de l'électronique de précision il peut être génant. Dans le cas idéal le courant de polarisation, ce petit courant que consomme l'entrée pour son électronique interne, (I_BIAS) de l'entrée "-" et le même que celui de l'entrée "+" mais en réalité ce n'est pas tout à fait vrai. Il y a une entrée qui consomme un peu plus que l'autre. La différence entre I_BIAS de l'entrée "+" et I_BIAS de l'entrée "-", c'est I_OS. Une fois qu'on a ajouté plein de résistances autour de l'AOP ce petit problème amène des décalages.

Bonjour

Je vais faire le montage test, strictement identique à celui préconisé par Vincent; procéder aux essais et je verrai en fonction des résultats obtenus, si des corrections sont nécessaires pour les 4 montages définitif.

@ Suivre

Bonjour

Petite question sur le schéma: La platine d'essai étant terminée (galère galère), j'ai préparé ma commande, mais difficile de trouver certaines résistances 5K ohm, et 72 k ohm par exemple.
Pour les 5k j'ai trouvé 5,1 k je pense que cela ira; pour les 72 k (apparemment valeurs non standards) je trouve 68k ou 82 k.
La 72k et la 1,5M ont l'air de réaliser un diviseur de tension; quelque chose à voir avec le gain?

Questions les valeurs de résistance sont t'elles critiques?

Pour les condensateurs MLCC, autant chercher l'Arlésienne; je mettrai de la céramique lambda.

@ suivre

Bonjour,
5.1k c'est bon.

Pour la 72k en effet ce n'est pas une valeur normalisée, tu peux mettre 68k ça ne va pas changer beaucoup la fréquence de coupure.

Voici une liste de condensateur https://www.mouser.fr/Passive-Compon...T&Ns=Pricing|0 (j'ai fait un pré-trie et classé du moins cher au plus cher, il n'y a plus qu'a choisir les valeurs)

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

La 72k et la 1,5M ont l'air de réaliser un diviseur de tension; quelque chose à voir avec le gain?

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Non pas avec le gain, si on veut du gain il faut placer un pont diviseur dans la contre-réaction négative de l'AOP (là il a un gain de 1 car la sortie rentre directement dans l'entrée moins, si on mettait un pont diviseur en passage alors on aurait du gain)

A+

Bonjour

Vincent Merci pour le lien.

Je n'avais pas choisi le bon fournisseur; je "rêvais" de prendre tout au même endroit et j'ai cru que Mouser était en Chine, mais ils ont une agence à Brive la gaillarde.

Je vais remettre mon ouvrage sur la table.

@ Suivre

Attention avec Mouser, mais beaucoup sont pareils, les prix sont HT et il faut 50€ d'achat pour éviter les frais de port. Il ne faut pas acheter que 3 condo :aie:

Bonjour,

Oui, pour les achats de composants il n'y a pas de bonne solution universelle

Parfois on trouve des affaires sur les gros sites de vente en ligne, mais il faut savoir ce qu'on achète, le problème étant que derrière le même vendeur se cache plusieurs fabriquants qui peuvent changer. Il arrive de racheter la même chose au même vendeur un peu plus tard et de se retrouver avec des produits différents.

il arrive que ce soit moins cher en achetant directement au fabriquant, par ex. j'ai eu un lot capteurs Adafruit presque deux fois moins cher en achetant directement aux USA, même avec le port. Je les ai reçu sous 15 jours.

Pour certains composants il arrive aussi que les vendeurs classiques comme Conrad soient compétitifs.

Il faut faire attention à tout ce qui est connectique ou électromécanique.
Des clones chinois ou sans marque sont souvent de qualité médiocre par rapport aux marques réputées
Et cela occasionne des faux contacts qui sont à l'origine de dysfonctionnements très difficiles à identifier.

L'industrie automobile, médicale, aéronautique, et même du bâtiment (disjoncteurs) continue à faire fabriquer tout ce qui est électromécanique ou connectique en France.
J'ai beaucoup de ces fabricants comme clients dans mon travail.
Une part importante de leur process est consacrée au contrôle qualité (les machines font subir à chaque pièce une batterie de tests électriques et mécaniques, les rebuts sont éliminés, les pièces sont vendues avec un objectif zéro défaut)

Quand on achète des cartes électroniques, il arrive que les principaux composants soient de qualité mais que la carte elle-même soit bas de gamme avec des soudures peu fiables, et que les composants annexes (résistances, condensateurs) soient eux aussi du bas de gamme, sans parler des connecteurs qui peuvent être bas de gamme ou soudés de travers (très problématique pour les shields). C'est du gâchis.

A bientôt

Bonjour

A rajouter: Principale cause de suicide chez les bricolos électroniciens = commander chez mouser; une vrai usine, pas intuitif du tout le site.

J'ai quand même à peux prêt tout trouvé; je ne compare même pas les prix avec d'autres sites sinon j'en ai pour 6 mois!
J'en profite pour prendre une Mega 2560 révision 3 génuine de chez Arduino.

Tout ça à cause des céramiques MLCC C0G (Conrad n'a pratiquement rien); Vous êtes vraiment sûr que je ne peux pas mettre de la céramique "ordinuche" ?
Sinon tant pis! quand faut y aller faut y aller.
Reste à finaliser et voir l'addition

Si tu peux attendre jusque demain matin, je regarde ce qu'ils ont chez Conrad ?
Je pense que c'est Conrad qui a oublié la possibilité de faire un tri sur le substrat :D

Tu peux prendre des céramiques MLCC ou disque sachant que :

- Les céramiques C0G, Y5P, X5F ou X7R ça convient parfaitement, ça bouge en température mais +/15% max (X7R)

- Les céramiques Z5U/Z5V, Y5V ou Y5U c'est plus embêtant car ils peuvent varier jusqu'à 60% ou 80% selon la température :aie:
Pour un filtre c'est signe que sa fréquence de coupure va bouger avec la température. Dans ton application ce n'est pas nécessairement gênant mais tant qu'à faire autant

Bonsoir

Merci Vincent.

Bien sûr que je peux attendre demain.

Comme tu dis j'aimerais autant faire le schéma pilepoil comme prévu en théorie, même si je sais pertinemment que l'évolution sera lente: par exemple le signal T° mettra (conditions météo en ce moment) environ 20mn+ pour passer de 16° à 80°.

@+

Bonjour

Toujours sur ces foutus condensateurs.

J'ai interrogé Conrad, qui me dit que je ne peux pas prendre un condensateur par exemple 1,5p prévu pour une tension de service de 25v si ma tension d'alimentation est de 5v : ça va griller.

Il faut prendre une tension de service 5 v.

Le courant de charge dépendant de la capacité et de la tension d'alimentation, je suis surpris de cette affirmation: qu'en pensez vous?

@+

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

qu'en pensez vous?

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Qu'être électronicien ne s'improvise pas. 8O :mur:

La tension d'un condensateur est une limite de fonctionnement. Le condensateur peut monter jusqu'à cette valeur. C'est un max...
Donc il te faut un condo de 5V minimum. :fleche: Tous condensateur d'une valeur supérieure est bon.

Delias

Bonjour,
Tout d'abord je m'excuse de ne pas être revenu sur le sujet.
Pour tout dire, je suis peut être sur le point de lancer une activité pro dans le domaine de l'électronique et ça me prend beaucoup de temps (je dis peut être car je suis actuellement entrain de voir si c'est rentable pour le client et moi)

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

J'ai interrogé Conrad, qui me dit que je ne peux pas prendre un condensateur par exemple 1,5p prévu pour une tension de service de 25v si ma tension d'alimentation est de 5v : ça va griller.
Le courant de charge dépendant de la capacité et de la tension d'alimentation, je suis surpris de cette affirmation: qu'en pensez vous?

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Je plussoies Delias et il est probable que le commercial de Conrad veut que tu choisisses les composants les plus rentables.... pour eux.

Oui la tension de service d'un condo est la valeur max qu'il ne faut pas dépasser. C'est la tension de claquage de l'isolation du diélectrique. Comme dit Delias n'importe quelle tension de service supérieure à la tension max de ton électronique, convient.

A+

Bonjour

Pas de souci Vincent; bonne chance pour ton projet.

Merci pour les réponses, j'avais regardé les formules, et en écoutant le gars, je sentais bien qu'il était électronicien comme moi je suis la reine d'Angleterre.

Avec toutes les infos recueillies sur le forum je vais enfin lancer ma commande.

@ suivre

Bonjour

Encore une question bête; vu la difficulté pour moi de fabriquer le pseudo circuit imprimé (en plus il m'en faut 5 et je suis nul avec les softs de dessin spécialisés) ; si je n'utilise pas le filtre; y a t'il un risque pour ma carte Arduino?

@ Suivre

Bonjour,
Non il n'y a pas de danger pour le Arduino, le danger était plutôt de faire des mauvaises mesures si l'environnement est bruyant (bruit électrique, parasites, perturbations, ...)

Tu peux mettre en place une solution logiciel ; faire plein de mesures successives puis faire une moyenne.

Bonsoir

Vincent vous êtes un prince!

Je ne me souci pas trop pour la cohérence des mesures; je sais exactement quelles valeurs enveloppes j'attends .
Ce qui m'inquiétait c'était de flinguer ma carte Arduino Mega que je vais acheter pour l'occasion.

Je vais commander l'intégralité du matériel filtre compris; mais la première carte sera câblée sans le filtre, je verrai en fonction des premières mesures pour le reste.

Sans vouloir être pontifiant, je dois dire que sans le forum je serai encore à l'âge de pierre sur mon problème.

@ Suivre

Bonjour,

A défaut d'un montage subtil, il est possible d'utiliser l'approche RC que j'avais proposé comme solution a minima. La capacité n'est pas critique, elle doit être grande devant les 20 pF. Plus elle sera grande plus il est possible d'augmenter Re au delà des 10 k recommandés. Il ne faut cependant pas exagérer : 30 à 50 k sont acceptables de même que quelques uF pour le condensateur. Au delà, il faut commencer à s'intéresser aux les effets d'antenne au retard apportés par le RC, aux diviseurs de tension négligeables avant...

Le câblage peut même être volant même si je n'aime pas trop.

Pièce jointe 596809

L'entrée du uC est une illustration de ce que voit le montage extérieur, pas la réalité du circuit (que je ne connais pas précisément).

Bonne chance à Vincent pour son projet. L'acquisition d'un analyseur de spectre est de la partie ?

Salutations

Bonjour

Merci Guesset

Ton montage me tente bien aussi; simple à réaliser; j'ai 5 points de mesure, ça ne coûtera rien d'essayer ce montage sur une mesure.

Pour le circuit interne de l'UC gaz c'est l'inconnu; pas de documentation; plus de fabricant, la seule indication que j'ai, c'est la recommandation d'utiliser un appareil de mesure dont l'impédance d'entrée est au minimum de 10 Mhoms.

Je sais seulement avec précision, dans la majorité des cas, ce que je vais mesurer: Signal tension continue, entre de 0 jusqu'à 5 v maximum, avec une variation lente; pour mon usage les valeurs en elle même n'ont pas d'importance, seul compte le contrôle de l'évolution du signal.

Précision: je suppose que le petit dessin avec une sinusoïde correspond à l'entrée Arduino.

@+

Salut l'ami ;)

Citation:

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Envoyé par Guesset

Bonne chance à Vincent pour son projet.

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Merci :D
Dans quelques jours je démarre officiellement mais en gardant pour l'instant mon boulot, que je réduirai probablement à 50% mais je ne souhaite pas le quitter. Je suis père de 4 enfants (j'ai activement luté contre la disparition de mon espèce :mrgreen:), il y a des choses que je ne peux pas tenter.

Citation:

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Envoyé par Guesset

L'acquisition d'un analyseur de spectre est de la partie ?

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Oui mais dans un second temps.

Pour le moment mes prestations concernent l'expertise électronique (schéma existant) + mise au point + le dépannage/réparation pour de cartes/appareils électroniques assez spéciales (ce ne sont pas des cartes de télévisions que l'on remplace sans même regarder, là il faut que ça refonctionne et le matériel est coûteux car certifié).

Ensuite et si le temps me le permet, il y aura les prestations étude + industrialisation + production de solution électronique (hard/soft) avec un partenaire ayant déjà des capacités de production petites à moyennes séries. C'est dans ce cadre là que je comptais acheter mon analyseur de spectre.

Bref... pour faire simple je suis entrain de m'intégrer à un réseau où il manquait cruellement la compétence électronique.


A+ les amis ;)

Bonjour Jean-Claude,

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

... Précision: je suppose que le petit dessin avec une sinusoïde correspond à l'entrée Arduino...

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Non l'entrée de l'Arduino est le plot au début de la zone grisée.

Le cercle avec une sinusoïde symbolise la source du signal c'est-à-dire ici l'appareil sur lequel tu te branches.

Salut

Bonjour

Merci Guesset.

Si j'ai enfin tout compris, la partie grisée représente le convertisseur AD de l'Arduino; j'ai cru qu'il représentait l'unité centrale gaz.

Vu le plot grisé!

Je vais tester ça en premier, je doit avoir le matériel en stock.

@ Suivre

Bonjour à tous

J'avais mis mon projet en sommeil, car occupé par les choses de la vie (pas celle qui vous viennent immédiatement à l'esprit: les autres).

Je réactive donc ce post.

En résumé, je vais utiliser le montage RC modèle Guesset.

Je me suis monté un petit banc de test. Alimentation 5v 7805; Variateur de tension à l'entrée du circuit RC, par un potentiomètre 10k monté en résistance variable.

Contrôle de la tension en sortie du RC et contrôle de la consommation de courant sur l'alimentation.

Pour le circuit RC Résistance 12k; condensateur 100nf.

Schéma suit quand j'aurai retrouvé comment on insère une image.

@+

Bonjour

Le schéma pour valider le circuit RC. Le but étant de voir la tension de sortie en fonction de la tension d'entrée.

Je vais peut être mesurer aussi la tension en amont du circuit RC.

Pièce jointe 605963

Faîtes vos remarques sans hésiter.

@+

Bonsoir

Test réalisé avec ce schéma.

Les résultats sont plutôt inattendus; voyez vous même.
Le potentiomètre est un 100k.
Le voltmètre utilisé sur ce schéma est du type classique à aiguille de résistance interne inconnue, mais plus beaucoup plus faible que celle d'un multimètre numérique.
Résultats
1. Consommation de courant 0,020 mA
Tension mesurée 2v mini à 5,02 maxi; il y a une tension de "déchet" 2v; pourquoi si Rpot = 100k la tension n'est pas à 0.
2. Si on remplace le voltmètre par un contrôleur numérique (impédance d'entrée >10Mohm; les valeurs de tension lues sont mini 4,99, maxi 5,02 et la consommation de courant est nulle.
3. Si on branche en // les deux mesures de tension, V-aiguille mini 2v maxi 5,02; V-multi mini 0,45v maxi 2,45v et la consommation de courant redevient égale à 0,020mA.
Conclusions
Il semble que pour fonctionner, le circuit RC doit débiter un courant minimum (ce qui ne semble pas être le cas avec un multimètre).
La tension de "déchet" est peut être due au temps de décharge du condensateur?
Pour des tensions continues, la solution RC est t'elle valable?
Test avec Arduino: un risque à prendre; à savoir quelle sera consommation de la lecture analogique ?

@+

Bonjour Jean-Claude

Résultat normal, on peut même en déduire l'impédance du voltmètre analogique (2V/20µA -> 100kΩ).
Pour le calcul du régime établi, le condensateur peut s'enlever (il n'a pas d'effet) . Là tu te retrouve avec juste une ligne 5V qui a une grosse impédance, mais qui n'est jamais tirée à la masse.

Avec le voltmètre analogique tu as un diviseur de tension (R2 c'est le voltmètre, tension mesurée = tension entrée * R2 / (Pot+R1+R2)).

Le condensateur n'intervient que lors d'un changement d'alimentation, il va "temporiser" l'arrivée au régime établi.
A l'enclenchement de l'alimentation, la tension en sortie ne sera pas immédiatement 2V ou 5V, mais mettra 5*((Pot+R1)//R2)*C pour y arriver (soit au plus lent 50 millisecondes, ce n'est pas perceptible)

Pour faire cette exercice, et pour le mesurer avec un Arduino, il faut varier (en créneau) l'alimentation, en branchant ce circuit non pas sur l'alimentation, mais sur une sortie de l'Arduino. (L'Arduino met trop de temps à démarrer pour espérer mesurer la courbe si l'alimentation est commune entre lui et ce circuit).
Pour le mesurer de visu, il faut un gros condensateur (et là on commence à avoir des problèmes avec les éléments parasites), ou un oscilloscope (et il faudra un générateur de signal carré pour alimenter le circuit vu qu'il faut un signal répétitif pour le voir).

Delias

PS: calculs fait un peu vite, sans prise en compte de la résistance additionnelle, ni des décimales.

Bonjour

+1 Delias

J'avais bien pressenti que la résistance interne de l'appareil de mesure devait jouer sur la validité de ladite mesure; mais n'étant pas électronicien...

Du coup je reviens en arrière et envisage d'utiliser un amplificateur opérationnel en suiveur de tension:

Exemple: LM358; alimentation simple 12v; peut être une zener pour protéger l'Arduino bien que cela me semble inutile.
Mes deux capteurs ayant la même configuration d'alimentation (même +5v; même masse) je devrais pouvoir utiliser un seul composant puisque le LM358 est un "dual ampli-op).

J'ai quand même réussi à trouver quelques informations sur un des capteurs à instrumenter:

Le capteur Map mesure la pression absolue dans le collecteur d'admission, il est alimenté en 5v par le calculateur, la masse est fournie par le calculateur; ce capteur délivre une tension continue entre 0v et 5v.
Ce capteur est connecté de la manière suivante: alimentation 5v; masse; sortie signal.
je présume que la mesure doit se faire entre la sortie signal et la masse.

@suivre

Bonjour,

Comme écrit par Délias, le problème de mesure résulte d'une erreur de méthode. Le montage à vide tel que montré fournira toujours 5 Volts (si l'alimentation accepte de fonctionner correctement sans courant de sortie). Seule sa résistance de sortie variera entre 12 k et 112k, pas sa tension. Bien sûr en charge, ne serait-ce que celle du voltmètre analogique, il en résulte le pont diviseur déjà évoqué.

Mettre en sortie un ampli op en suiveur revient pratiquement à laisser le montage en l'air donc la tension de sortie restera constante à 5 Volts quelque soit la charge (dans les limites des possibilités de l'ampli op) et quelque soit la position du potentiomètre (ici en résistance variable. En fait il sera possible de faire disparaître les résistances et condensateur sans rien changer à la sortie. Mais dans ce cas là, la suppression de l'ampli op ne changera rien non plus.

Je pense que le montage de test devrait ressembler à cela :

Pièce jointe 606112

Le montage se présente comme une source de tension variable de 0 à 5 V avec une résistance de source équivalente de 0 (pour 0 et 5 V) à 25 k (pour 2.5 V). J'ai laissé le condensateur qui peut être utile pour les variations courtes et brutales de la charge (par exemple certains convertisseurs sans échantillonneur bloqueur). La tension à vide (a.5 V avec a = 0..1) sera à peu prés respectée en charge si celle ci est élevée devant la résistance de source équivalente (a.(1-a).100 k). Dans ce cas un ampli op pourrait être utile. Ou diminuer la valeur du potentiomètre. Vers 5k la résistance de source équivalente la plus élevée ne fera que 1.25k.

Salutations

Bonjour Guesset

Juste une question? le résistance RL en // sur le voltmètre, quel est son rôle et sa valeur? je suppose que sont rôle est de faire débiter l'alimentation; dans ce cas je n'en ai pas besoin puisque j'ai mis une Led pour justement la faire débiter environ 7mA.

Pour l'ampli Op je suis surpris, puisqu'on appelle cette utilisation "suiveur de tension".

Une autre question me turlupine: pourquoi mon contrôleur numérique ne voit pas les variations de tension?

@+

Bonjour Jean-Claude,

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

Juste une question? le résistance RL en // sur le voltmètre, quel est son rôle et sa valeur? je suppose que sont rôle est de faire débiter l'alimentation.

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La résistance représente la charge (L pour Load). Ca peut être n'importe quoi, une LED par exemple :D . Mais si une alimentation n'a pas de charge c'est qu'elle ne sert à rien.

Ton problème justement est que lorsque tu mesures avec un multimètre numérique qui a une très forte résistance d'entrée, tu mesures quasiment un montage sans charge. Cela signifie qu'il ne débite pas de courant. Dans ton cas où toutes les résistances sont en série, pas de courant implique pas de chute de tension dans les résistances (U = RI ca te dit certainement quelque chose). Tu retrouves donc en sortie la tension de 5V de l'entrée.

Ce ne sera pas le cas avec le montage que je te propose car le potentiomètre représente une charge interne au montage (en clair les 5 V débitent au moins dans la 100k).

Je crois que tu devrais revoir les principes de l'électricité sinon tu continueras à te faire des nœuds pour des problèmes mineurs.

Salut