Mesure de tension avec Arduino

Bonjour

Dans le cadre de mon projet, je vais devoir mesurer 1 cas = des présences tension et 2 cas = des valeurs de tensions.

Pour le cas N°2, il s'agit de tensions variables entre 0 et 5v, délivrée par des capteurs: température, pression.

Les capteurs sont alimentés en 5v pour une UC.


Critère de choix solution
- Eviter de perturber cette UC.
- La précision de la lecture n'est pas primordiale, puisqu'il s'agit de voir les variations.
- Simple et pas cher
- Composant facile à mettre en œuvre et surtout à se procurer.

J'ai trouvé un schéma de mesure de tension pour Arduino, mais une vraie usine à gaz avec un AOP quasiment introuvable.

Je me propose d'utiliser un AOP en suiveur afin d'avoir une impédance d'entrée élevée, et une impédance relativement faible en sortie.

Caractéristique de cet AOP
Alimentation autour de 5v
- Faible consommation
- Fréquence: aucune importance, les signaux varient lentement
- Rail to Rail (paraît que c'est bien)
- Tension de déchet ne devrait pas poser problème
- Slew rate: idem Fréquence de travail
- Courant disponible en sortie: Entrée analogique Arduino

Comme toujours, on cherche ce qui est disponible.

J'ai trouvé en facilement disponible, LM358 (LM324); UA741.

A votre avis ces AOP sont t'ils adaptés à l'usage prévus ?

Dans la négative: Quel AOP utiliser pour cette utilisation

@+

Bonsoir

Trois au hasard OPA192, LT1677, TSV621 dispo à prix correct chez Mouser (et de 3 fabricants différents comme cela pas trop de jaloux).
Les points clefs c'est le rail to rail à 5V qui sont vraiment nécessaire selon ta description du projet. Un AO a généralement une tension d'alim plus grande et n'est pas toujours Rail-to-Rail.
Donc une simple recherche "ampli op rail to rail 5v" m'a donné ces résultats.

l'UA741 nécessite au moins 10V d'alimentation (entre -5V et 5V) et mange 2V vers les rails. Il lui faudrait une alimentation entre un -2.5V (ou moins) et un 7.5V (ou plus) pour traiter correctement des signaux de 0-5V
Le LM358 peut s'alimenter en 5V, descend au rail négatif (le 0V c'est bon) mais ne monte pas au rail +, il a un delta de 2V pour les entrées et 1.6V pour la sortie. Donc une alim de 7V est nécessaire pour un signal 0-5V, et encore il y a le risque de sortie erratique lorsque l'entrée est à 0V.

Delias

Salut,

Les mesures seraient-elles vraiment si mauvaises sans un montage suiveur ?

Je pense que les AOP de la série MCP600x (le MCP6002 contient 2 AOP, le MCP6004 en contient 4) de Microship pourraient te rendre également service.
L'alimentation Vd-Vss = 7 V max. Tu peux alimenter ce genre de composant entre 1,8V et 6V. Ces composants existent en boîtier DIP.

Bonsoir

Delias + 1000 je vais regarder ces modèles. Remarquez en réfléchissant un peu, j'aurais dû penser à ce type de requête sur le gogol.

Pour beginner.

Ce n'est pas une question de mesures bonnes ou mauvaises; il s'agit de perturber le moins possible l'unité centrale qui pilote les capteurs.
Ces petites choses sont chères et capricieuses (comme nos "douces").

@ suivre

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

Pour beginner.

Ce n'est pas une question de mesures bonnes ou mauvaises; il s'agit de perturber le moins possible l'unité centrale qui pilote les capteurs.
Ces petites choses sont chères et capricieuses (comme nos "douces").

---

Oui je comprends mais je pensais que l'impédance d'entrée du CAN de l'Arduino était suffisamment élevée (j'ai fait une petite recherche et il semble que la question ne semble pas évidente...). En gros si tu préfères la question est de savoir si l'impédance d'entrée d'un AO est vraiment supérieure à celle du CAN...

Bonjour,

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

[...] je vais devoir mesurer [...] des valeurs de tensions [...] délivré par des capteurs: température, pression.

Les capteurs sont alimentés en 5v pour une UC.

Critère de choix solution
- Eviter de perturber cette UC.
...
[...]

---

Souvent on ne veut pas perturber la mesure mais de ce que je comprends toi tu ne souhaites pas perturber l'alimentation des capteurs ? C'est ça ?

Ce que Beginner veut dire c'est qu'il faut mettre en regard plusieurs choses :

- le courant de fonctionnement du capteur (le courant qu'il consomme sur l'UC pour son propre fonctionnement)
- l'éventuelle charge minimal dont il a besoin pour fonctionner correctement, ça arrive.
- le surcourant qu'apporterait l'impédance d'entrée du récepteur (par exemple le courant que tire l'ADC sur la sortie)

Je prends un exemple.
Tu as un capteur qui consomme 5mA sur l'UC (imaginons que c'est le courant du capteur pour son propre fonctionnement). Si tu connectes directement l'ADC d'un Arduino et que la conso monte à 5.5mA (500µA de plus). Les questions a se poser deviennent "est ce que 500µA peut malmener l'UC ?", "et si mon capteur consomme 5mA +/10% (5.5mA à 4.5mA) que représente 500µA avec une telle incertitude des le départ ?", "et si la doc de l'UC annonce qu'elle peut délivrer un courant min de 5mA (c'est le cas d'un régulateur 7805) et un courant max de 800mA, est ce que 500µA nécessite l'ajout d'une AOP ?"


En réalité ça dépend surtout des capteurs.
Tu as les références ?

Bonjour

Citation:

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Envoyé par Vincent PETIT

Bonjour,

Souvent on ne veut pas perturber la mesure mais de ce que je comprends toi tu ne souhaites pas perturber l'alimentation des capteurs ? C'est ça ?


Je prends un exemple.
Tu as un capteur qui consomme 5mA sur l'UC (imaginons que c'est le courant du capteur pour son propre fonctionnement). Si tu connectes directement l'ADC d'un Arduino et que la conso monte à 5.5mA (500µA de plus). Les questions a se poser deviennent "est ce que 500µA peut malmener l'UC ?", "et si mon capteur consomme 5mA +/10% (5.5mA à 4.5mA) que représente 500µA avec une telle incertitude des le départ ?", "et si la doc de l'UC annonce qu'elle peut délivrer un courant min de 5mA (c'est le cas d'un régulateur 7805) et un courant max de 800mA, est ce que 500µA nécessite l'ajout d'une AOP ?"

En réalité ça dépend surtout des capteurs.
Tu as les références ?

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Les capteurs sont montés sur un système d'injection gaz vieux de 15 ans, les références n'apporteront rien, le fabricant a été racheté et le système abandonné.
Quand à l'unité centrale, la documentation est quasi inexistante, et le peu que j'ai pu trouver ne rentre pas dans ces détails.
J'avais l'intention de mesurer la résistance d'un des capteurs.

En fait le montage d'un AOP est une mesure de prudence; il y a trop d'inconnues.

En ce qui concerne le choix des AOP, je peux passer à 12v pour leur alimentation.

@ Suivre

Ok je comprends mieux.

Si tu passes sur une alimentation 12V pour les AOP et que les signaux en entrée ont une amplitude de 5V alors ils n'ont plus besoin d'être Rail to Rail input/output. Le Rail to Rail input/output c'est quand on a un AOP dont les tension en entrée sont de la même grandeur que les tensions d'alimentation, et pareil pour la sortie. Les AOP de compétition que Delias a proposé ont une tension de déchet en entrée de quelques µV et d'une centaine de mV en sortie.

Le capteur de température est peut être un thermocouple ?

Question importante : est-il possible que les capteurs soient alimentés et pas l'Arduino ?

Dans ce cas de figure, il y a un risque pour les capteurs et pour l'Arduino, car l'entrée d'un Arduino non alimenté est presque en court circuit à cause des diodes de protection internes

Une solution économique est de relier les capteurs à l'entrée de l'Arduino avec une résistance élevée (10K ou plus), sachant que ce sera un mode "dégradé" et normalement exceptionnel.

Attention : le problème se pose aussi avec un ampli op, qui, s'il n'est pas alimenté, peut avoir des entrées qui se comportent comme l'Arduino

La question est donc de savoir comment seront alimentés les différents systèmes reliés ensemble.

Voir ici également : https://www.developpez.net/forums/d2...no-n-alimente/

Bonjour

Réponse electroremy

Les capteurs sont alimentés en permanence par le système; je vérifierai ce point de toute façon.
Arduino sera aussi toujours alimenté.

Je me propose la séquence suivante:
1 - Mise sous tension de l'Arduino.
2 - Connexion des capteurs à la carte Arduino.

Si les entrées analogiques ne sont pas connectées, il n'y a pas de risque.

Je vais voir ton lien.

Bonjour,

c'est correct alors ; mais la résistance peut se montrer utile en cas de défaillance (rupture de fil, Arduino qui grille)

il faut aussi tenir du fait que dans une chaine de mesure, chaque élément peut contribuer à dégrader le signal

Les ADC intégrés à l'Arduino sont sur 10 bits, on a donc environ 1000 valeurs possibles pour une tension de 0 à 5V

Mais la résolution réelle va dépendre de la dynamique du capteur :

Par exemple, si votre capteur sort une tension allant de 2V à 3V, cette plage correspond à 200 valeurs possibles et pas 1000.
Dans ce cas de figure, le circuit de mesure, avec un ou plusieurs ampli-op, devra faire un décalage et une amplification, pour que la tension de sortie aille de 0V à 5V.
Dans mon exemple, il faut retrancher 2V puis amplifier d'un facteur 5 : sortie = (entrée - 2V) * 5
Bien sûr, votre programme devra gérer les deux cas extrêmes :
- une valeur de 0V ou proche de 0V peut signifier que la valeur réelle est possiblement inférieure
- une valeur de 5V ou proche de 5V peut signifier que la valeur réelle est possiblement supérieure

Il y a bien sûr l'impact lié au bruit, à la précision et la linéarité des capteurs et de l'ADC.

S'agissant de la linéarité et des erreurs "systématiques" il est possible d'étalonner l'ensemble de la chaine de mesure pour appliquer ensuite une correction mathématique :
- une simple fonction y = a * x + b suffit dans la plupart des cas pour corriger un décalage (avec le paramètre 'b') et un facteur de gain (avec le paramètre 'a')
- s'il y a une courbure vraiment gênante qu'il faut "redresser", alors on peut utiliser une fonction plus complexe, comme y = c * x² + a * x + b

S'agissant du bruit, il suffit de faire la moyenne de plusieurs mesures consécutives, bien entendu dans un laps de temps où on est sûr que la grandeur à mesurer ne varie pas.

Cela nous amène à un autre point très important : dans toute mesure "numérique", il faut respecter le théorème de Nyquist : la fréquence d'échantillonnage doit être au moins deux fois supérieure à la fréquence la plus élevée du signal.
Ne pas respecter ce théorème peut aboutir à des mesures totalement farfelues !
Et cela en faisant très attention aux signaux "carrés" dont les harmoniques correspondent à des fréquences beaucoup plus élevées que la fréquence fondamentale.
S'il y a beaucoup de bruit, il faut impérativement le filtrer, car le bruit contient naturellement des fréquences élevées.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%...0limit%C3%A9es.

A bientôt

Au sujet de la réduction de bruit par moyenne glissante, je vais donner une astuce.

Une des principales source de bruit est le 50Hz de notre alimentation secteur.

C'est la fameuse "ronflette" en audio, qui est le cauchemar des ingénieurs du son :aie:

Si les signaux que vous souhaitez mesurer une une fréquence très basse (bien inférieure à 50Hz), alors il suffit de faire la moyenne glissante (= la moyenne d'une série de mesures consécutives) sur une période de temps multiple de la période du secteur, c'est à dire un nombre multiple de 20 ms.

Par exemple, une boucle for() qui fait dix mesures espacées chacune de 2ms

Cela va éliminer totalement la composante 50Hz et ses harmoniques.
On appelle cela un filtre "en peigne".

Mieux, le parasite 50Hz va avoir l'effet d'un "balayage" et faire "hésiter" le convertisseur ADC entre 1, 2 ou 3 valeurs.
La moyenne glissante sur un multiple de 20ms aura pour effet d'améliorer la résolution de l'ADC.
C'est un petit secret : ajouter du bruit à une fréquence connue pour ensuite l'éliminer par calcul permet d'améliorer la résolution :mouarf:

L'astuce consiste donc à filtrer les parasites avec un filtre passe-bas dont la fréquence de coupure est au dessus de 50Hz, et d'éliminer le 50Hz avec ce fameux principe de moyenne glissante tout en bénéficiant de l'effet du balayage. 8-)

Je vous invite à expérimenter sur le sujet en testant différents algorithmes de mesure et différents filtres pour voir ce qui donne les meilleurs résultats.

A bientôt.

Bonjour

Quelques précision:

Les signaux à lire ont une constante de temps élevée; variation lente de l'ordre de la demi seconde pour le plus rapide.

La précision n'a aucune importance, seul l'évolution m'intéresse.

Pas de signaux carrés, ni sinusoïdaux, juste une tension qui évolue entre 0 et 5v au maximum.

N'étant qu'un électronicien opportuniste (Arduino oblige), je ne vois pas ou placer ces résistances de protection.

J'ai par ailleurs, malgré l'aide du forum, beaucoup de mal à choisir les amplis opérationnels.

J'en arrive à ma demander, si je ne devrais pas investir dans un oscilloscope basic pour visualiser mes signaux avant de développer le système. Avez vous un modèle à me conseiller? Merci

@+

Bonjour

Citation:

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La précision n'a aucune importance, seul l'évolution m'intéresse.

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Quelle est l'amplitude de cette évolution ? Si elle est faible, alors la résolution compte, car avec un ADC, une pente douce sera vue comme le franchissement d'une marche d'escalier de temps en temps

Effectivement, il existe des oscilloscopes pour PC, certains sont en WIFI :

https://www.velleman.eu/products/vie...g=fr&id=416586

Le Wifi permet d'isoler galvaniquement le PC

Pour des signaux très lent, un oscilloscope c'est du luxe, on peut se contenter d'un "datalogger"

A bientôt

Bonjour,

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

J'en arrive à ma demander, si je ne devrais pas investir dans un oscilloscope basic pour visualiser mes signaux avant de développer le système. Avez vous un modèle à me conseiller? Merci

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Pour des signaux continues je pense que l'oscillo ne t'apportera pas grand chose. Avec le mien les seules choses que je vérifie en continue, c'est par exemple le taux d'ondulation résiduelle d'un pont redresseur ou le taux d'ondulation de mes alimentations (je regarde donc mes tensions DC en mettant mon oscillo en couplage AC) ou encore une chute de tension (pour chopper un événement) avec déclenchement, il me sert surtout pour le reste ; le non continue. Dans ton cas tu risques de voir qu'une ligne qui monte.

Après pour un électronicien l'achat d'un oscillo reste quand même quelque chose d'intéressant dès qu'on va plus loin dans la conception.

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

J'ai par ailleurs, malgré l'aide du forum, beaucoup de mal à choisir les amplis opérationnels.

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Est ce que tu souhaites qu'on te fasse un schéma ? Si oui, rappelle nous juste la tension d'alimentation et l'excursion maximal (5V si j'ai bien compris)

Citation:

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Envoyé par electroremy

Si elle est faible, alors la résolution compte, car avec un ADC, une pente douce sera vue comme le franchissement d'une marche d'escalier de temps en temps

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C'est vrai !
Il existe des techniques en traitement du signal, le Dithering => https://fr.wikipedia.org/wiki/Dither_(audio) pour faire simple on ajoute volontairement au signal un bruit de valeur moyenne nulle ainsi on ajoute une information non gênante qui estompe l'effet "marche d'escalier de temps en temps"

Bonjour

Vitesse d'évolution des signaux tension:
1 - exemple j'ai un capteur qui mesure la température du liquide de refroidissement du moteur, j'ai déjà fait des contrôles et le temps de chauffe en hiver est environ 10mn pour atteindre 50°.
2 - exemple ,pression absolue, prise sur le collecteur d'admission, elle évolue en fonction du régime du moteur, donc de l'accélération.

Je pense que l'évolution de ces signaux ni trop lente ni trop rapide est gérable par l'ADC , de plus lesdits signaux étant utilisés par l'UC pour gérer l'injection, notre petit Arduino devrait s'en sortir.
Je vais effectuer une série de mesures, sur deux capteurs et noter les valeurs en fonction du temps.

Les amplitudes de mesure pour tous ces capteurs sont entre 0 et 5v.

Pour le schéma avec ampli opérationnel, je suis preneur; mais aussi et surtout sur le modèle à utiliser, car là je suis à cours d'idées.

Pour les marches d'escaliers; cela ne devrait pas me gêner à l'utilisation, je ferais une affichage numérique.

En résumé: le but du montage est d'espionner le système gaz, pour trouver, soit l'organe soit le capteur qui ne se comporte pas comme prévu; ceci devrait me permettre de réparer le système et ainsi d'éviter de ferrailler un véhicule de seulement 50000km; vous voyez que l'enjeu est de taille (pour info pratiquement plus personne n'est capable de réparer ce système gaz obsolète et plus fabriqué).

@ Suivre

Citation:

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Envoyé par Vincent PETIT

C'est vrai !
Il existe des techniques en traitement du signal, le Dithering => https://fr.wikipedia.org/wiki/Dither_(audio) pour faire simple on ajoute volontairement au signal un bruit de valeur moyenne nulle ainsi on ajoute une information non gênante qui estompe l'effet "marche d'escalier de temps en temps"

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Alors voilà le nom de mon astuce avec la ronflette sur la réponse #13 (https://www.developpez.net/forums/d2.../)

Faire exprès d'injecter un peu de parasite 50Hz pour l'éliminer par le calcul ensuite en choisissant judicieusement la période de la moyenne glissante est encore mieux, car le bruit ajouté est éliminé.

A bientôt

Citation:

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Envoyé par electroremy

Alors voilà le nom de mon astuce avec la ronflette sur la réponse #13 (https://www.developpez.net/forums/d2.../)

Faire exprès d'injecter un peu de parasite 50Hz pour l'éliminer par le calcul ensuite en choisissant judicieusement la période de la moyenne glissante est encore mieux, car le bruit ajouté est éliminé.

A bientôt

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Bonjour

Merci de vos réponses.

Mais n'oubliez pas tout de même que vous avez affaire à un béotien de l'informatique doublé d'un gland en électronique.
Je vais certainement garder mes marches d'escaliers.

Si vous avez un schéma avec la fameuse résistance de protection + le nom d'un ampli opérationnel pour faire mes mesures: j'achète!

@suivre

Bonjour,

Pour mieux vous conseiller, il faut en revenir à vos besoins

On a beaucoup parlé de ce que l'Arduino doit mesurer, mais ensuite, il va faire quoi de ces mesures ?

- Allumer un voyant ?
- Faire sonner une alarme ?
- Afficher quelque chose sur un ordinateur ?
- Envoyer un SMS d'alerte ?
- Mémoriser l'historique des valeurs (y compris pendant votre absence) pour ensuite examiner ça tranquillement ?

En fonction de ce que vous voulez faire :
- si c'est juste allumer un voyant ou faire sonner une alarme si on dépasse une valeur limite alors un AOP tout seul suffit
- si c'est pour afficher quelque chose sur un ordinateur, on peut se passer d'arduino et utiliser une solution de "datalogger" toute faite
- l'Arduino sera utile si vous voulez surveiller quelque chose pendant longtemps sans être obligé d'avoir un ordinateur allumé en permanence.

Bref, la question essentielle, c'est le but recherché dans sa globalité, pas simplement un problème de mesure.

Cordialement

Bonjour Jean Claude,
Voici le schéma que je te propose

Pièce jointe 593368

R5, D1 et D2 sont des éléments de protections de l'AOP MCP6002. Les diodes ont le rôle de "clamp", si la tension du capteur vient dépasser 5V alors D1 va se mettre à conduire et écrêter l'éventuelle surtension à 5.6V. Le MCP6002 pouvant supporter 7V entre ses broches d'alimentation, il survivra. La diode D2 c'est pour l'inverse, c'est à dire au cas où la tension du capteur viendrait à devenir négative et passer sous 0V, dans ce cas de figure D2 va se mettre à conduire et écrêter l'éventuelle soustension à -0.6V. R5 sert à protéger les diodes D1 et D2 en limitant le courant qui va les traverser.

U1 est câblé en suiveur, gain de 1, afin de présenter une grande impédance d'entrée, c'était ton souhait dans le cahier des charges. Note que R5 n'a aucune importance, elle ne fera augmenter de 5 kΩ la gigantesque impédance d'entrée de l'AOP. L'entrée de l'AOP va tirer 1pA sur l'entrée du capteur et le courant de fuite des diodes ajouterons environ 50nA.

U2, R2, R3, C1 et C2 forme un filtre passe bas du second ordre, c'est une configuration classique "Sallen-key" avec un gain de 1, il assure principalement le rôle de filtre anti-repliement (antialiasing) pour l'ADC. La fréquence de coupure est de 1 kHz, toutes les fréquences au delà seront atténuées.

C3 est le condensateur céramique de découplage à placer le plus proche possible des alimentations du MCP6002.



ps : j'ai prix l'AOP proposé par Auteur parce qu'il est pas cher et il est disponible dans un boîtier DIL (composant traversant facile à souder). Je ne trouve que des versions CMS de l'OPA192.

Citation:

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Envoyé par Vincent PETIT

Voici le schéma que je te propose

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Joli schéma !

Bonjour

Alors là Vincent Petit vous êtes un Prince.

Merci pour ce schéma.

Juste une dernière question si j'ose abuser de votre patience: Combien vont consommer les alimentations du montage (en gros); j'aurai 4 montages à alimenter et le choix de 2 sources d'alimentation; soit Arduino, soit une alimentation 5 v volts que j'ai fabriqué basée sur un 7805.

Je vais de toute façon lire la "datasheet" du MPC6002.

@ Suivre

Je me réponds à moi même!

Consommation du MCP6002 100 microA (typique?) donc au total 800 microA je dois pouvoir les alimenter par Arduino.

@Suivre

Bonjour Jean Claude,
Vu la conso tu peux alimenter l'électronique par le 5V de l'Arduino. Avec un 7805 ce serait dommage car il a besoin d'au moins 5mA de charge pour bien réguler, il faudrait alimenter une LED en plus par exemple.

Bonjour Vincent

Je vais donc tout alimenter par Arduino.

J'ai lu la "datasheet" dans tout les sens, je n'ai rien vu qui ressemble à la tension de déchet du MCP6002.

Quelqu'un connaît t'il le terme anglais?

J'ai trouvé les amplis à 0,54€; je vais les mettre sur support; me reste plus qu'à vérifier les composants qui me manque.

@ Suivre

Bonjour,
Voici les deux paramètres que tu cherches :

Pièce jointe 593544

Bonjour,

Concernant la technique d'ajout de bruit pour récupérer de la résolution après filtrage, ça marche sauf au voisinage de 0. En effet, superposé à une valeur proche de 0, le bruit va produire des valeurs positives et négatives (moyenne 0), mais les valeurs négatives vont êtres ramenées à 0 (plage de numérisation 0..5 V). La moyenne bruit n'est alors plus nulle après numérisation (phénomène de détection) et le filtrage n'y pourra rien. Il faut donc faire attention au niveau minimal du signal à capter et ne pas superposer un bruit d'amplitude supérieure à ce niveau.

La détection du bruit explique pourquoi en photographie le bruit est plus gênant dans les zones sombres car il "décolle" les noirs.

Concernant le filtrage on peut substituer un filtre récursif à la fenêtre de moyennage. Le plus simple (ordre 1) a la forme Y_n = Y_n-1 + a.(X_n - Y_n-1 ) avec a < 1 (on prend souvent a = 2^-p pour pouvoir remplacer les multiplications par des décalages et rester avec des entiers). On peut également prendre X_n = 2^q.X_{n_capté} pour augmenter la résolution notamment si on utilise l'ajout (avec modération :oops:) de bruit. Ce filtre est un passe-bas similaire à un RC. L'avantage est qu'il consomme peu de ressources mémoires.

Salutations

Citation:

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Envoyé par Guesset

Concernant la technique d'ajout de bruit pour récupérer de la résolution après filtrage, ça marche sauf au voisinage de 0. En effet, superposé à une valeur proche de 0, le bruit va produire des valeurs positives et négatives (moyenne 0), mais les valeurs négatives vont êtres ramenées à 0 (plage de numérisation 0..5 V). La moyenne bruit n'est alors plus nulle après numérisation (phénomène de détection) et le filtrage n'y pourra rien. Il faut donc faire attention au niveau minimal du signal à capter et ne pas superposer un bruit d'amplitude supérieure à ce niveau.

La détection du bruit explique pourquoi en photographie le bruit est plus gênant dans les zones sombres car il "décolle" les noirs.

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C'est une excellente remarque !

A bientôt

Bonjour

Donc si j'ai bien lu la tension de déchet du MCP6002 = 0,025v.

Petites questions:
1 - Les câbles de liaisons entre les capteurs et l'UC gaz ne sont pas blindés; le filtre ( schéma Vincent) est t'il nécessaire dans mon cas de figure?
2 - Je comptais utiliser des câbles blindés pour mes raccordements; utile?
3 - Je possède un wagon de diodes 1N4007; je pense qu'elles feront l'affaire; un lecture des datasheets s'impose. Vérification faîte: la différence est que la 4148 est une diode de commutation rapide, ce qui dans mon cas ne semble pas se justifier; pour le reste ça passerais.

@ Suivre

Bonjour Jean Claude,

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

Donc si j'ai bien lu la tension de déchet du MCP6002 = 0,025v.

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En sortie oui.
En entrée il y en une aussi, c'est plutôt une incertitude qu'un déchet, elle est de 0.0045V. Sur un signal qui évolue entre 0V et 5V on peut dire qu'une imprécision de 4.5mV n'est pas très grave, mais au besoin on peut complexifier l'électronique pour faire une calibration logicielle (ça devient du luxe *)

* on pourrait mettre par exemple un relai en tête du montage dont la borne "NO" (normalement ouvert) va à la masse et l'autre borne "NC" (normalement clos) va au signal afin que le Arduino puisse faire une calibration. Imaginons que le système démarre, le relais est en "normalement ouvert" car pas encore commandé, celui-ci amène donc la masse jusque l'ADC du Arduino en passant par toute la chaîne d'AOP. L'ADC de l'Arduino ne va pas mesurer la tension de masse à 0V, il va lire les tensions de déchets/décalages/incertitudes de la chaîne d'AOP (par exemple +4mV) et là le Arduino via un programme de calibration peut décider que cette tension est le 0V. En fait se programme sera un petit offset négatif de -4mV qui compense les +4mV d'incertitude de la chaîne d'AOP.

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

1 - Les câbles de liaisons entre les capteurs et l'UC gaz ne sont pas blindés; le filtre ( schéma Vincent) est t'il nécessaire dans mon cas de figure?

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Le filtre est nécessaire pour éviter le repliement spectrale, c'est une sorte d'artefact de mesure si jamais une perturbation trop rapide, par rapport à la fréquence à laquelle tu lis l'ADC, est captée par la filasse et d'autant plus que l'entrée a une impédance élevée.

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

2 - Je comptais utiliser des câbles blindés pour mes raccordements; utile?

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Pas forcément si tout est dans le même carter (la même enceinte), comme dans les avions ou les voitures, poser le fil de mesure contre la masse est très efficace. Mais il faudrait que je vois un schéma de principe du câblage et des photos de tout ça.

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

3 - Je possède un wagon de diodes 1N4007; je pense qu'elles feront l'affaire; un lecture des datasheets s'impose. Vérification faîte: la différence est que la 4148 est une diode de commutation rapide, ce qui dans mon cas ne semble pas se justifier; pour le reste ça passerais.

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Oui à la rigueur tu peux mettre ça si tu en as beaucoup. Après si le signal ne peut pas dépasser 5V car l'alim de l'UC est de 5V, les diodes ne servent à rien. On en met si on a peur d'une mauvaise manipulation ou s'il y a des incertitudes quant aux niveaux des tensions mais si on est sur, on n'en met pas. Dans les design que j'ai fait, j'en ai rarement mis.

Bonjour Jean-Claude,

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

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1 - Les câbles de liaisons entre les capteurs et l'UC gaz ne sont pas blindés; le filtre ( schéma Vincent) est t'il nécessaire dans mon cas de figure?
...

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Si les fils d'origines ne sont pas blindés (paire torsadée peut être) et pas ridiculement courts, cela incite à penser que l'impédance d'entrée sur l'UC gaz est à relativement faible impédance car moins sensible aux parasites. Alors cette UC pourrait être "piratée" par un autre montage à impédance assez élevée (un Arduino par exemple) sans même s'en rendre compte et sans prendre les précautions d'un étage augmentant l'impédance d'entrée.

Comme l'Arduino présente une impédance d'entrée non négligeable, si le câblage vers lui n'est pas très court (> 30 cm pour fixer un ordre de grandeur) la paire torsadée voire blindée devient utile. Avec le montage du filtre haute impédance de Vincent, on pourrait imaginer le placer au plus près de l'UC gaz (en toute rigueur c'est seulement le premier étage qu'il est intéressant de rapprocher de l'UC mais il est dur de couper le CI en 2) et faire une adaptation d'entrée basse impédance côté Arduino pour fiabiliser la liaison. Mais ça devient une usine à gaz (oui, jeu de mots facile :oops:).

Hors de propos, je me demande si on a le droit d'intervenir sur ce type d'équipement. Par exemple, les assurances ne pourraient elles pas s'abstraire de toute responsabilité (c'est un vrai métier :mouarf:) si l'installation a été modifiée ?

Salutations

Bonjour

Citation:

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Envoyé par Guesset

Bonjour Jean-Claude,

Si les fils d'origines ne sont pas blindés (paire torsadée peut être) et pas ridiculement courts, cela incite à penser que l'impédance d'entrée sur l'UC gaz est à relativement faible impédance car moins sensible aux parasites. Alors cette UC pourrait être "piratée" par un autre montage à impédance assez élevée (un Arduino par exemple) sans même s'en rendre compte et sans prendre les précautions d'un étage augmentant l'impédance d'entrée.

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Les fils sont long parfois de + d'un mètre, et le câblage a certainement été fait par des singes: on dirait Beyrouth; des fils dans tous les sens et qui se croisent et se recroisent sans raison apparente.

Citation:

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Envoyé par Guesset

Comme l'Arduino présente une impédance d'entrée non négligeable, si le câblage vers lui n'est pas très court (> 30 cm pour fixer un ordre de grandeur) la paire torsadée voire blindée devient utile. Avec le montage du filtre haute impédance de Vincent, on pourrait imaginer le placer au plus près de l'UC gaz (en toute rigueur c'est seulement le premier étage qu'il est intéressant de rapprocher de l'UC mais il est dur de couper le CI en 2) et faire une adaptation d'entrée basse impédance côté Arduino pour fiabiliser la liaison. Mais ça devient une usine à gaz (oui, jeu de mots facile :oops:).

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Je ne saisi pas tout, mais j'utiliserai des câbles blindés. Sinon je peux facilement placer les montage à 30 cm de l'UC.

Citation:

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Envoyé par Guesset

Hors de propos, je me demande si on a le droit d'intervenir sur ce type d'équipement. Par exemple, les assurances ne pourraient elles pas s'abstraire de toute responsabilité (c'est un vrai métier :mouarf:) si l'installation a été modifiée ?

Salutations

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Pas de souci: je ne modifie rien, j'utilise seulement les signaux.

@+

Bonjour Jean-Claude,

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

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Les fils sont long parfois de + d'un mètre, et le câblage a certainement été fait par des singes: on dirait Beyrouth; des fils dans tous les sens et qui se croisent et se recroisent sans raison apparente.
Je ne saisi pas tout, mais j'utiliserai des câbles blindés. Sinon je peux facilement placer les montage à 30 cm de l'UC...

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30 cm et fils simplement torsadés (ou un fil plaqué sur une masse) devraient suffire. Si l'UC gaz marche avec le câblage que tu décris ce n'est pas ton ajout direct qui va la perturber. Pour le bon fonctionnement de ton propre module tu seras peut-être obligé de faire un filtrage par soft mais la moyenne glissante ou un filtrage récursif feront très bien l'affaire.

Ce qu'il faut juste se rappeler est que plus on travaille avec des impédances élevées en entrée plus on est sensible aux parasites (il y a aussi des problèmes d'adaptation d'impédance mais pas aux fréquences qui sont en jeu ici). C'est simplement un effet d'antenne.

Dans le pire des cas, un RC d'entrée pourrait être utile, nous en reparlerons si nécessaire. L'entrée analogique de l'Arduino présente une impédance de 100 MOhm mais au moment de la mesure elle a besoin d'une source à moins de 10 kOhm. Or une mesure ne prend que 250 us environ. Avec, par exemple, 2 mesures par seconde l'impédance moyenne resterait de l'ordre de 100 MOhm. Un RC permettrait de se rapprocher de cette valeur avec un R assez élevé (mais pas trop pour éviter l'effet d'antenne) et une capacité qui donne au R//C une constante de temps compatible avec le temps de mesure. En résumé, on pompe très peu sur la source, on charge la capacité qui libère sa réserve seulement durant la mesure.

Le montage proposé par Vincent est d'ordre supérieur mais pour être bien utilisé, il nécessiterait que le premier étage (adaptation d'impédance Z_entrée forte, Z_sortie faible) soit au plus près de la source (le capteur) et le second étage (filtrage de nettoyage du signal à l'arrivée) à l'entrée de l'Arduino ce qui semble difficile avec un seul CI :aie:. Pourtant cela garantirait une liaison basse impédance et un signal propre.

C'est pourquoi je propose cette approche alternative a minima qui, si j'ai bien compris la situation, devrait répondre au besoin.

Salut

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

Les fils sont long parfois de + d'un mètre, et le câblage a certainement été fait par des singes: on dirait Beyrouth; des fils dans tous les sens et qui se croisent et se recroisent sans raison apparente.

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Ca n'est pas gênant si la fréquence des signaux est faible et que le circuit électronique de lecture est muni d'un passe-bas.

Si le coffret est métallique il apporte une bonne protection contre les perturbations extérieures.

A noter également : les câbles blindés ont une capacité intrinsèque non négligeable.

Parfois, quand on démonte des appareils audios anciens (à lampes ou à transistor), on est surpris de voir comment sont faites certaines liaisons
Pourtant ça fonctionne (à condition de ne pas avoir de téléphones GSM à proximité, mais on ne peux pas reprocher aux concepteurs de ces appareils de ne pas en avoir tenu compte)

A bientôt

Bonjour

Merci de vos lumières.

Dans un premier temps, je vais tester sur 1 capteur la solution suivante (faut bien décider)

Montage Vincent.
Câbles torsadés, mais comme je n'ai besoin que d'un seul fil pour le signal, je vais le torsader avec une masse.
Le matériel d'acquisition au plus près de l'UC.
Une mesure par seconde; largement suffisant pour le but recherché.

Ultime question avant commande du matériel: les condensateurs de quel type mylar céramique? les valeurs sont t'elles critiques?

@ Suivre

Bonjour,

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

Câbles torsadés, mais comme je n'ai besoin que d'un seul fil pour le signal, je vais le torsader avec une masse.

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:plusser:
A défaut tu plaques le fil contre le chassie qui est aussi à la masse. Bien sur les masses doivent être commune (le 0V du Arduino doit aller aussi à la masse principale)

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

Le matériel d'acquisition au plus près de l'UC.

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:plusser:

Citation:

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Envoyé par jeanclaude83

les condensateurs de quel type mylar céramique? les valeurs sont t'elles critiques?

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Pour le découplage (celui a mettre au plus proche des bornes d'alimentation de l'AOP) la valeur n'est pas critique de 1nF à 220nF, souvent on voit 10nF ou 100nF, on en attend surtout un bon comportement en fréquence (lors des variations brutales de tension)
Les technos peuvent être :

- le céramique : MLCC genre X7R c'est très bien
- le film : Polyester MKT convient parfaitement (on le voit souvent, petit condensateur rectangulaire jaune)

Pour le condensateur réservoir d'énergie, si les AOP sont proches du Arduino alors il n'est pas utile puisqu'il est déjà sur le Arduino (derrière le connecteur JACK d'alimentation)


A+

Mince j'ai oublié un bout de réponse.
Pour les condo du filtre actif passe bas (2eme ordre), les valeurs sont plus critiques si tu veux que la fréquence de coupure soit celle que j'avais annoncée.

Prends du céramique MLCC C0G qui sont très stables, si tu prends du X7R ça va aller aussi mais leurs valeurs bougeront avec la température.

Bonjour

Merci Vincent je lance la commande en suivant ce que tu préconises.

Pour faire rigoler le pro: je n'avais pas remarqué de l'AOP utilisé était double; j'allais commander deux fois trop; c'est ballot non!

@ Suivre.

bonjour,

le MCP6002 a effectivement 2 AOP. Tu auras remarqué dans la datasheet le MCP6004 qui contient 4 AOP.

Citation:

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* on pourrait mettre par exemple un relai en tête du montage dont la borne "NO" (normalement ouvert) va à la masse et l'autre borne "NC" (normalement clos) va au signal afin que le Arduino puisse faire une calibration. Imaginons que le système démarre, le relais est en "normalement ouvert" car pas encore commandé, celui-ci amène donc la masse jusque l'ADC du Arduino en passant par toute la chaîne d'AOP. L'ADC de l'Arduino ne va pas mesurer la tension de masse à 0V, il va lire les tensions de déchets/décalages/incertitudes de la chaîne d'AOP (par exemple +4mV) et là le Arduino via un programme de calibration peut décider que cette tension est le 0V. En fait se programme sera un petit offset négatif de -4mV qui compense les +4mV d'incertitude de la chaîne d'AOP.

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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