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Protection d'une entree analogique sur µC PIC

 

atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 17/07/2017, 11h33 #1  
Bonjour,

j'aimerai avoir l'opinion des membres du forum concernant la protection d'une entrée analogique sur l'ADC d'un Pic.


Le contexte :

je souhaite mesurer une tension analogique variant entre 1 et 4V avec l'ADC d'un Pic 8 bit (16F ou 18F alimenté en 5V), configuré avec Vref = Vcc, c'est à dire avec la référence de tension = 5V


Le problème :

dans certains cas, mauvais branchement par exemple, la tension à mesurer pourra atteindre +24V tandis que dans d'autres cas elle pourrait etre de -24V
Il ne s'agit pas, dans ces cas de mesurer la tension présente mais de faire en sorte que la tension sur l'entrée de l'ADC n'excède pas 5V et ne descende pas en dessous de 0V afin de ne pas endommager ce dernier.


Cordialement
dspix
dspix ★★★★★★★ 17/07/2017, 11h56 #2  
La question : d'ou vient la tension normale a mesurer ? Et d'ou vient ce fameux +24V ou -24V ? Mauvaise manip utilisateur ? transitoires normales du système ? ou défaillance ?

L'une des mesures de précaution consiste a fournir une notice détaillée avec les limites de l'appareil. Chacun prend ensuite sa responsabilité en cas d'utilisation non conforme. Qui aurait l'idée d''utiliser un metrix 600V maxi sur une alim 3000V ?

Tu peux néanmoins prévoir une protection par diode zener 4,7V et une resistance en série (1k) avec l'entrée.

En cas de +24, la tension sur l'entrée est écrêtée a 4,7V par la Zener et le courant d'entrée est limité par la 1k a 20mA environ.

En cas de -24V, la tension est écrêtée à -0,6V par la zener en polarisation direct et le courant ne depassera 25mA.

Il est également possible de mettre un AOP rail-to-rail entre l'entrée avec sa protection et le pic. Un aop étant toujours moins chers et moins compliqué a remplacé que le µC.
__________________
A+
Damien

Dernière modification par dspix 17/07/2017 à 12h02.
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 17/07/2017, 13h39 #3  
Bonjour dspix,

la tension à mesurer va venir d'un tore de transformation pour mesurer le courant circulant dans un fil électrique (AC).

Le capteur (tore) à la capacité de mesurer quelques dizaines d'ampères et sort un courant proportionnel à l'intensité mesurée avec un certain rapport de transformation, peut-être 2000/1 (capteur pas encore choisi)

Une résistance placée en sortie du tore présentera alors à ses bornes une tension proportionnelle au courant mesuré.

Je cherche à mesurer uniquement des petits courants (max 1A) avec une résolution de 5mA, cependant, en cas de mauvaise manip, un courant de quelques dizaines d'ampères pourrait etre capté par le tore et donc générer une tension beaucoup trop importante aux bornes de ma résistance de mesure.
De plus, comme il est question de mesurer une intensité AC, la tension aux bornes de la résistance placé en sortie du capteur pourra etre positive ou négative selon le sens de l'alternance.

Afin de pourvoir faire la mesure de tension avec l'ADC du pic qui n'accepte pas de tension négative, je viens créer une masse artificielle avec un pont diviseur entre le 0 et le 5V afin de générer un point à 2.5V sur lequel je viendrait connecter l'une des bornes du tore de transformation.
Ainsi, avec un courant à 0mA, j'ai 0V de ddp aux bornes de la résistance et donc 2.5V en entrée de l'ADC.
Dès que le courant sera non nul, une tension un coup positive, un coup négative (selon l'alternance du AC) viendra s'additionner ou se soustraire à mes 2.5V de masse virtuelle

J'ai essayé la zener avant de poster ici, peut-être ne l'ai-je pas employée convenablement, ça fonctionne bien pour éviter de dépasser les 5V mais en revanche dès que je soustrais une tension à ma masse virtuelle (avec une tension négative), ça modifie considérablement la tension à mesurer puisque l'on bloque à 0.6V.

Pour l'AOP, à part le montage en comparateur, je ne maitrise pas du tout sa mise en œuvre, je n'ai donc pas creusé cette solution.
J'avais pensé, peut-être à tort, diviser la tension maxi pouvant etre présente afin que le résultat n'excède pas la limite d'entrée d'un AOP puis utiliser ce dernier pour multiplier ce résultat ce qui devrait permettre de pouvoir utiliser toute la plage de mon ADC pour un courant jusqu'à 1A et limiter la tension de sortie de l'AOP à sa tension d'alim si le courant mesuré atteint quelques dizaines d'ampères.

Je m'étais dit qu'il existait peut-être un type de diode permettant de limiter la ddp (différence de potentiel) à quelques volts en AC, que l'on soit sur l'alternance positive ou sur l'alternance négative.

Dernière modification par atlantus 17/07/2017 à 13h43.
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 17/07/2017, 13h57 #4  
J'ai oublié de préciser un petit détail :

je ne souhaite pas qu'il y ait destruction en cas de mauvaise manip de ce type (mesure de courant supérieure à 1A), je souhaite que le dispositif puisse continuer à fonctionner, d'où ma recherche d'une solution pour brider en mini et en maxi la tension à l'entrée de l'ADC.
Doumai
Doumai ★★★★★☆☆ 17/07/2017, 14h19 #5  
Les diodes de protections sur les entrées existent déjà.
Voir page 31 de la doc suivante :
http://web.mit.edu/6.115/www/document/16f628.pdf
A vérifier qu'elles sont présentent sur ton PIC, mais il n'y a pas de raison.
Donc, une résistance en série avec l'entrée de ton PIC devrait suffire comme protection.
++
dspix
dspix ★★★★★★★ 17/07/2017, 14h56 #6  
Posté par Doumai

Les diodes de protections sur les entrées existent déjà.
Voir page 31 de la doc suivante :
http://web.mit.edu/6.115/www/document/16f628.pdf
A vérifier qu'elles sont présentent sur ton PIC, mais il n'y a pas de raison.
Donc, une résistance en série avec l'entrée de ton PIC devrait suffire comme protection.
++



Ouais bof... Les diodes de clamps évacuent le courant vers le rail d'alim. Si le montage consomme très peu, le courant injecté sur l'alim va faire monter dangereusement la tension...
__________________
A+
Damien
dspix
dspix ★★★★★★★ 17/07/2017, 15h19 #7  
Posté par atlantus


J'ai essayé la zener avant de poster ici, peut-être ne l'ai-je pas employée convenablement, ça fonctionne bien pour éviter de dépasser les 5V mais en revanche dès que je soustrais une tension à ma masse virtuelle (avec une tension négative), ça modifie considérablement la tension à mesurer puisque l'on bloque à 0.6V.



L'une des bornes du TORE est relié a ta ref 2,5V. l'autre borne du tore a une resistance 1K. l'autre extrémité de la 1K sur l'entrée du PIC et la zener entre l'entrée du pic et la masse.

Le but de la zener est d’empêcher que la tension sur l'entrée du PIC ne dépasse +4,7V ou -0,6V.

En cas de sur-courant, la 1K limite a environ 25mA... Mais, 2 cas possibles :
- soit ta ref est capable de fournir/absorber au moins 25mA et la tension de ref restera stable.
- soit ta ref ne peut sortir et/ou absorber qu'un courant plus faible et dans ce cas, la tension de ref va bouger et même risquer la destruction si ton entrée impose plus de courant.

Si tu n'envisages que de faire des mesure en AC, je ferais une liaison capacitive. Avoir des masses virtuelles, c'est dangereux. Sur un ampli portable alimentée par pile, ça le fait, mais des que ça doit être connecté a autre chose, le risque de faire un courjus entre masse virtuelle et masse par du câblage extérieure devient non négligeable.

Perso, je ferais un truc un peu plus sioux :

- version sioux simplifiée : je collerais un ampli OP en sommateur non inverseur avec une liaison capacitive afin de faire la mise en forme et le décalage en tension a Vref/2... L'entrée de mesure (qui va vers le TORE) peut donc être référencé a la masse. La faible impédance de sortie de l'aop permet aussi de réduire au mini le temps d'échantillonnage de l'adc. Du coup la protection se fait par 1 zener branchée entre la masse et l'entrée + de l'aop.

- version plus sioux : un convertisseur a pompe de charge pour faire du -5V. Un 1er ampli OP avec un gain 1 qui permet d'offrir une grande impédance d'entrée afin de ne pas perturber la mesure. La sortie de ce 1er AOP va ensuite vers l'étage sommateur (qui peut être inverseur du coup.). Du coup la protection se fait par 1 zener branchée entre la masse et l'entrée + de l'aop. mettre une 1k enserie vers le tore. Et enfin une 1 a 10Mohm en parallele.
__________________
A+
Damien
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 18/07/2017, 03h12 #8  
Posté par dspix

L'une des bornes du TORE est relié a ta ref 2,5V. l'autre borne du tore a une resistance 1K. l'autre extrémité de la 1K sur l'entrée du PIC et la zener entre l'entrée du pic et la masse.



Bonjour dspix,

en fait se serait presque ça :
- 1 borne du tore à la ref 2.5V
- 2 résistances en série entre les 2 bornes du tore (car le tore fourni un courant, les résistance créent une tension). Pourquoi 2 : pour faire une division de la tension
- le point milieu des 2 résistances vers l'entrée ADC ainsi que sur une zener à la masse

Je vais commander les résistances 2W pour le diviseur et essayer ça.


Concernant la solution avec AOP monté en sommateur, je trouve l'idée intéressante, je pense que je vais la creuser un peu, au pire ça m'aura permis de tester un nouveau truc.

De mémoire, la sortie d'un AOP n'est jamais à 0V mais présente une tension de 2V minimum, tout du moins c'était comme ça il y a 25 ans !
- Il y a t-il eu des progrès dans ce domaine (sortie à 0V) ?
- Si oui, aurais-tu 1 ou 2 références sous le coude pour que j'aille voir le datasheet (j'en suis resté au LM324 et au 741) ?
- Existe t-il des AOP à commande numérique (configurable I2C ou SPI) ?


Cordialement
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 18/07/2017, 03h20 #9  
Je viens de tomber sur les diodes TVS.

A priori il semblerait que la version bi-directionnelle puisse résoudre mon problème.
Est-ce que quelqu'un qui connaît ces bestioles pourrait confirmer ça ?
SerDes
SerDes ★★★☆☆☆☆ 18/07/2017, 10h28 #10  
Salut,

TVS plutot a reserver pour les phenomemes transistoires, haute energie. A mon avis deux zeners tete beche suffiront dans ton cas, l'avantage c'est la gamme de tension plus fine pour ces dernieres.
le clamp pourrait etre place directement aux bornes de l'enroulement secondaire, pour plus de simplicité.
Vclamp= +/-(Vz + 0.7v)
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dspix
dspix ★★★★★★★ 18/07/2017, 10h47 #11  
L'utilisation d'un AOP rail-to-rail en sortie permet de s’affranchir de la tension de déchet... La sortie pouvant aller jusqu'au alim a quelques mV près.
L'utilisation d'un AOP rail-to-rail en entrée permet de s'affranchir de la limitation du mode commun... L'entrée pouvant aller jusqu'aux alims.
L'utilisation d'un AOP rail-to-rail entrée et sortie combine les 2 caractéristiques çi dessus.
__________________
A+
Damien
Nicomedus
Nicomedus ★★★★★☆☆ 18/07/2017, 11h32 #12  
La mesure d'une tension de 50Hz par un pic est possible mais la valeur dépendra de l'instant d'échantillonnage. S'il n'y a pas de synchro, le résultat est imprévisible.

La bonne solution est de redresser et filtrer avant d'échantillonner.
Selon la précision demandée on pourra faire un redressement sans seuil avec un AOP ou seulement une détection crête avec une diode shottky un condensateur C et une résistance R. RC à déterminer en fonction du temps de réponse souhaité.

Que des tensions positives, pas besoin de masse virtuelle.
Protection par zener de 5V tête-bêche aux bornes du secondaire un peu comme en #10 sans le point milieu et une seule Rlim
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 18/07/2017, 12h57 #13  
Bonjour Nicomedus,

s'il s'agit bien d'une tension AC que je vais devoir mesurer, il n'en demeure pas moins que celle-ci pourra etre très faible puisque se sera le fruit d'une mesure de courant par un tore de transformation, il n'est donc pas réaliste d'utiliser une diode.

Pour ce qui est du redressement par AOP, comme détaillé avant, à part le mode comparateur sinon je ne maitrise pas ces bestioles (mais je vais y travailler), je n'ai donc pas encore d'avis sur ce point.

S'il est question d'un AOP, la proposition de dspix de l'utiliser en sommateur semble intéressante.
Je vais faire quelques recherches pour voir à quoi ressemble un redressement par AOP.

Pour répondre sur l'échantillonnage, je vais partir sur 10 000 mesures par seconde, ça a fait 100 pour une alternance.

@SerDes : je vais tester une solution de ce genre

@dspix : 1 ou 2 réf. d'AOP rail-to-rail à conseiller
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 18/07/2017, 13h09 #14  
En faisant des recherches (c'est surprenant, je n'attend pas que les autres cherchent tout à ma place !!), je suis tombé sur les bestioles de la famille des PGA (Programmable Gain Amplifiers)
Ca à l'air très intéressant.

Un exemple de bestiole :

http://www.farnell.com/datasheets/9...7631.1499687530

Il existe des modèles configurable en SPI, mais celui-ci est très simple, il y a 1 pin que l'on met en l'air, à Vss ou Vcc pour avoir un gain de 1, 10 ou 50
Ensuite, 2 pins d'alim, 1 entrée, 1 sortie et c'est tout.

Par rapport à mon problème de "brider" la tension en mini et maxi, je pourrai mettre un pont diviseur en sortie du tore afin que la tension maximale pouvant etre obtenue n'excède pas la limite d'entrée du PGA, puis j'utilise ce dernier pour multiplier par 50 la tension d'entrée.
La tension de sortie ne pourra dépasser les limites de la tension d'alim de la bestiole.

Dernière modification par atlantus 18/07/2017 à 15h36.
Nicomedus
Nicomedus ★★★★★☆☆ 18/07/2017, 16h49 #15  
je poursuis mes explications : la valeur moyenne d'un signal alternatif, par définition est nulle. Que fais-tu de 100 mesure par alternance ? une moyenne arithmétique ? elle est nulle. Une moyenne des valeurs absolues, une moyenne quadratique, un filtrage numérique ? une usine à gaz.

Tu t’intéresses à l'amplitude donc il faut redresser avant l'échantillonnage.

Je ne vois pas ce qu'un sommateur vient faire ici ni l'avantage particulier d'un aop à gain programmable inutilisable en redresseur sans seuil.

Je te joins un petit schéma de redresseur sans seuil.
gain= R1/(Rlim+R2)
R3= R1/10 non critique
R1C = 0,5 à 1 s
Tension zener : entre la tension utile maxi et 5V non critique. Protège l'aop; pas besoin de protection pour le PIC.
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atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 18/07/2017, 19h32 #16  
Posté par Nicomedus

Que fais-tu de 100 mesure par alternance ?



Je cherche la valeur maxi, en absolue.

Pour ce qui est du sommateur proposé par dspix, c'est pour remplacer une masse virtuelle, puisque l'ADC d'un pic n'accepte qu'une tension positive par rapport à la masse.

Si je comprend bien le schéma, le bridage mini et maxi de la tension à mesurer est toujours confié à 2 zeners, en revanche je n'arrive pas à m'imaginer le type de signal que j'aurai en sortie de ce montage.

J'ai peut-être raté quelque chose mais s'il est question de mettre en forme et brider le signal, pas besoin d'un AOP. 2 resistances en série entre le 0 et le 5V pour créer une masse virtuelle à 2.5V qui sera reliée à une borne du tore et les memes zeners pour le bridage.
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 18/07/2017, 19h42 #17  
Pour info, meme si je l'ai évoqué indirectement en debut de sujet, le courant en sortie de tore pourra varier entre 0.0025mA et 50mA
La partie qui m'intéresse au niveau de la mesure se situe avec un courant en sortie de tore de 0.0025mA et 0.25 mA
Nicomedus
Nicomedus ★★★★★☆☆ 18/07/2017, 20h51 #18  
J'ai du mal à m'y retrouver dans tes diverses informations.
Tu dis qu'il faut amplifier car la tension aux bornes de la résistance recevant le courant sera faible. Admettons.
je te propose donc un redresseur à AOP au lieu d'une simple diode.
Et maintenant tu dis "pas besoin d'un aop".

En sortie du montage dont j'ai donné le schéma il y a une tension qui est l'image de l'amplitude (ce n'est pas la valeur instantanée) du courant alternatif à travers un filtre de constante de temps R1C; si le courant a une amplitude qui ne varie pas plus vite que 0,16/R1C, la tension est l'image exacte du courant.

Les zener protègent le montage en cas de surtension (demande initiale). Pas pour mettre en forme le signal.

Oublie la masse virtuelle, elle pollue ta compréhension des choses. Avec mon montage il n'y a pas de tension négative à l'entrée du PIC

"Je cherche la valeur maxi, en absolue." si tu réinventes le traitement du signal tu n'as pas besoin de forum.
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 18/07/2017, 21h08 #19  
Posté par Nicomedus

J'ai du mal à m'y retrouver dans tes diverses informations.
Tu dis qu'il faut amplifier car la tension aux bornes de la résistance recevant le courant sera faible.



Non, à la base je veux protéger l'entrée ADC du Pic contre les tension supérieures à 5V ou inférieures à 0V, tout le reste n'a été dit que pour expliquer le contexte ou répondre à des questions.

Posté par Nicomedus

tu dis "pas besoin d'un aop".



J'ai dis par rapport au fait que dans votre schéma le bridage de la tension se fait avec des zeners ce qui est tout à fait applicable au branchement décris au début du sujet sans avoir recours à un AOP d'où mon interrogation pour savoir ce que ça m'apporterait

Posté par Nicomedus

Oublie la masse virtuelle, elle pollue ta compréhension des choses. Avec mon montage il n'y a pas de tension négative à l'entrée du PIC



Avec 2 simples résistances pour créer la masse virtuelle + 1 zener, il n'y a pas non plus de tension négative en entrée

Posté par Nicomedus

"Je cherche la valeur maxi, en absolue." si tu réinventes le traitement du signal tu n'as pas besoin de forum.



Je n'ai pas compris cette remarque.

Vous m'avait demandé ce que je comptais faire de ces mesures : je recherche la valeur maximale atteinte, et en valeur absolue car peu importe que le courant soit positif ou négatif => ABS(I)
Nicomedus
Nicomedus ★★★★★☆☆ 18/07/2017, 22h13 #20  
Application numérique avec les courants que tu donnes :
gain ampli = 100 arbitraire , réaliste, valeur assez élevée
un shunt de 400ohm donne 141mv crète sous 0,25mA efficace et 4,5V en sortie d'ampli (moyenne d'un redressement monoalternance).
avec la valeur maxi de 50mA le shunt donne 28Vcrète. Il faut des zener de 3V maxi pour protéger

Si le gain de l'ampli passe à 1000 (faisable), le shunt vaut 40ohm, au maxi il ne donne que 2,8Vcrète. On protège l'ampli avec des diodes ordinaires tête-bêche en parallèle. Pas besoin de Rlim , les diodes encaissent facilement 50mA

Nota : sur mon schéma je n'ai pas dessiné le shunt, il faut tenir compte de sa valeur dans le calcul du gain = R1/(shunt+R2)

Dernière modification par Nicomedus 18/07/2017 à 22h23.
Nicomedus
Nicomedus ★★★★★☆☆ 18/07/2017, 22h20 #21  
tu dis " je recherche la valeur maximale atteinte" . Il faut déterminer dans quel intervalle de temps on cherche ce maxi.
Dans chaque période ?
dans une seconde ?

Mon montage donne la valeur maxi à un gain près, dans un intervalle de 3 x R1C secondes.
il apporte un gain, un redressement sans seuil, un filtrage.

Fait un schéma complet de la solution que tu envisages, qu'on puisse discuter sur du concret

Dernière modification par Nicomedus 18/07/2017 à 23h06.
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 18/07/2017, 23h46 #22  
Posté par Nicomedus

tu dis " je recherche la valeur maximale atteinte" . Il faut déterminer dans quel intervalle de temps on cherche ce maxi.
Dans chaque période ?
dans une seconde ?



Je cherche en permanence, tant que le montage est sous tension, et j'affiche le résultat.
Là on s'éloigne un peu du problème du départ.

Je relierai demain à tete reposée ce que vous avez écrit car pour quelqu'un qui domine le sujet cela peut paraître évident mais pour moi certains aspects de l'AOP demeurent floues, il faut dire que jusqu'à présent, face aux besoins rencontrés je m'en suis pratiquement toujours passé en privilégiant plutôt une solution numérique.
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 19/07/2017, 05h04 #23  
@ Nicomedus :

j'ai fait quelques recherches pour essayer de comprendre votre montage redresseur avec AOP et je suis tombé sur un chronogramme qui montre que lorsque l'on rentre un signal sinusoidal en entrée, on obtient un redressement mono alternance en sortie.

Confirmez-vous ceci ?


Il y a autre chose qui me tracasse : la diode en sortie de l'AOP ne crée t-elle pas une chute de tension ?
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Dernière modification par atlantus 19/07/2017 à 05h10.
dspix
dspix ★★★★★★★ 19/07/2017, 09h46 #24  
Salut,

un redresseur a AOP permet justement de compenser la tension de la diode. On a donc un redresseur idéal.

Si la forme d'onde est parfaitement symétrique, on peut effectivement se contenter de mesurer seulement une demi alternance... Mais quitte a utiliser un aop, autant faire un simple décalage a Vref/2 et avoir l'onde complète en entrée d'adc.

Pour imaginer la tronche des singaux, he bien tu fais une simulation... d'un coté une source de tension de 2,5V crete et une ref de +2,5V. et un montage sommateur. Et tu regardes la sortie : Lorsque l'entrée vaut -2,5V la sortie vaut 0. lorsque l'entrée vaut 0, la sortie vaut 2,5V, lorsque l'entrée vaut 2,5V la sortie vaut 5V.
__________________
A+
Damien
Nicomedus
Nicomedus ★★★★★☆☆ 19/07/2017, 09h53 #25  
Oui c'est un redressement mono alternance. Mais il y a un condensateur qui filtre pour avoir une tension continue (dans certaines limites) et non plus des demi alternances.

La diode est dans chaine directe, la boucle de contreréaction de l'AOP (R1) est derrière la diode. Son seuil est divisé par le gain en BO donc il n'en reste rien, c'est l'intérêt de ce montage assez classique.

En toute rigueur, c'est l'alternance négative qui passe, le montage est inverseur.
Nicomedus
Nicomedus ★★★★★☆☆ 19/07/2017, 10h03 #26  
tu dis "Je cherche en permanence, tant que le montage est sous tension, et j'affiche le résultat.
Là on s'éloigne un peu du problème du départ."
On est en plein dans le sujet !
Si tu cherches un maxi, tu ne t'interesses pas à une valeur moyenne filtrée. Il suffit que le montage donne le maxi pendant au moins une période d'échantillonnage. Il faut un détecteur de crête. Regarde ici figure 6.
http://kudelsko.free.fr/articles/aop21.htm

La remarque " Pour l'ampli op, notre choix sera dicté par la protection de ses entrées, comme souligné pour le montage de la figure 5." est importante.

On peut lui adjoindre un gain.
DAUDET78
DAUDET78 ★★★★★★★ 19/07/2017, 10h12 #27  
Posté par Nicomedus

jJe te joins un petit schéma de redresseur sans seuil.


deux remarques :
  • La sortie d'un transformateur de courant doit toujours être branché sur une résistance shunt, sinon, il explose.
  • Si l'alimentation positive est de 5V, la sortie "utile" avec un AOP rail to rail ne peut qu'atteindre 4,4V au max à cause du Vf de la diode
__________________
L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là!
dspix
dspix ★★★★★★★ 19/07/2017, 10h44 #28  
Perso je ne m'encombrerai pas avec un détecteur crête analogique. Si le courant a mesuré est du 50Hz et à une forme sinus ou pseudo sinus, le µC est suffisamment rapide pour faire de l'acquisition a 5kHz (100pts/période). A partir de la, on peut faire une détection crête par soft et moyenner la valeur crête trouvée su N point, avec N étant une puissance de 2.
__________________
A+
Damien
Nicomedus
Nicomedus ★★★★★☆☆ 19/07/2017, 11h25 #29  
D'accord avec Daudet. Le shunt est prévu, 40 ou 400ohm

à Dspix : chacun sa spécialité. De toute façon il faudra un ampli, je doute que le transfo et le shunt puissent donner 5V direct mais je n'ai pas cette expérience.
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 19/07/2017, 11h57 #30  
Bonjour à tous,

Posté par Nicomedus

Oui c'est un redressement mono alternance.



Dans ce cas, ça n'ira pas.
Le but est de mesurer le courant consommé au moyen d'un tore de transformation et j'ai déjà vu des dispositifs qui ne consommaient pas la meme chose sur l'alternance positive et sur la négative.

Posté par dspix

Mais quitte a utiliser un aop, autant faire un simple décalage a Vref/2 et avoir l'onde complète en entrée d'adc.



Effectivement je suis d'accord avec ça, d'autant plus qu'avec le redresseur à AOP je n'aurai vu que la moitié du signal, laquelle pourrait éventuellement etre différente de l'autre moitié.
Je suis néanmoins content d'avoir vu ce type de redresseur, cela pourra certainement m'etre utile un jour.

Pour ce qui est de faire une détection de crete en analogique, ce n'était pas du tout prévu et sur ce point, je vais rester sur la solution que je maitrise le mieux : je vais confier cette tache au Pic (10 000 mesures/seconde)
Je ne l'avais peut-être pas précisé mais on est bien sur du 50Hz, le but étant une mesure de courant sur des appareils alimentés par le secteur.
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 19/07/2017, 12h04 #31  
Au tout début du sujet, j'avais griffonné un petit schéma que je met en pièce jointe.
Je ne suis pas sur du résultat, comme je l'ai déjà dit, en numérique ça va mais en analogique beaucoup moins.

En théorie et sauf erreur de ma part, on peut faire passer un courant de 20A dans le tore (ce qui ne devrait pas normalement arriver) sans endommager l'ADC
Sur la plage de mesure qui m'intéresse, soit de 0 à 500mA, la résolution avec l'ADC 10 bits du Pic devrait etre d'environ 3mA
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DAUDET78
DAUDET78 ★★★★★★★ 19/07/2017, 12h09 #32  
Posté par Nicomedus

D'accord avec Daudet. Le shunt est prévu, 40 ou 400ohm

Le mieux, c'est de mettre un shunt qui donne une tension crête de +-1V . Par exemple si le transfo délivre +-50mA, on met une 20 ohm et on balance cette tension sur l'ampliOP.

Le gros danger, c'est en cas de flash sur la charge. Avant que le fusible en série sur le primaire ne saute, l'ampliOP a largement le temps de mourru.

Donc on met deux diodes 1N4004 en série sur le shunt (clamp à +1,2V) et le même couple en inverse (clamp à -1,2V)

Par exemple, si le ratio du transfo est de 1000, le courant efficace max primaire est de 1000*0,05/1,4148=35A
Comme les 1N4004 supporte , en fugitif, plus de 20A, le courant primaire peut atteindre 1000*20A=20000A ... le fusible a largement le temps d'exploser !

On est en 2017 et il y a d'autre solutions avec les capteurs de courant à effet Hall (un peu moins précis mais qui marche en AC et en DC), mais sortie directement compatible avec l'ADC du µC).
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L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là!

Dernière modification par DAUDET78 19/07/2017 à 12h12.
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 19/07/2017, 12h15 #33  
Parmi les autres solutions sur lesquelles je continue à réfléchir, il y a :

- le sommateur par AOP à la place de la masse virtuelle et toujours la ou les zeners

- l'utilisation du PGA évoqué plus haut avec gain de 50 associé à une masse virtuelle
Dans ce cas, je reprendrais le pont diviseur de mon schéma pour créer une masse virtuelle qui sera reliée à une borne du tore, je place une résistance de shunt de 47 ohms ce qui donnerait au maximum de la capacité du tore, 100A/50mA, une tension de 2.35V venant s'additionner ou se soustraire au 2.5V de la masse virtuelle
Je rentre cette tension dans le PGA avec amplification x50, au maxi je ne franchirais pas les 5V, au mini je ne passerais pas en dessous de 0V, et dans la plage de mesure qui m'intéresse, soit de 0 à 500mA mesuré ce qui équivaut à 0 à 0.25mA en sortie du tore, La résolution devrait etre de 4mA de courant mesuré
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 19/07/2017, 12h29 #34  
Posté par DAUDET78

il y a d'autre solutions avec les capteurs de courant à effet Hall (un peu moins précis mais qui marche en AC et en DC), mais sortie directement compatible avec l'ADC du µC).


Bonjour DAUDET78,

j'avais un peu cherché d'autres technologies de capteurs, peut-être mal, mais je n'ai rien vu qui puisse convenir.

Je suis tombé sur des capteurs pour lesquels il fallait connecter électriquement l'alim et la charge, hors je veut rester dans du non invasif (comme avec une pince ampèremétrique) d'où le choix du tore.

Egalement parmi ce que j'avais trouvé, certains capteurs proposent une sortie analogique, hors, comme évoqué en début de sujet, je veux mesurer des courants de 0 à 500mA, avec une résolution de quelques mA mais en cas de fausse manip le dispositif doit pouvoir résister à au moins 20A.
Avec ces capteurs à sortie analogique, le problème était au niveau de la résolution de l'ADC du Pic (10bit).
J'ai envisagé de mettre un ADC externe, mais si l'on veut de la résolution ET de la vitesse, c'est très cher et l'étude du datasheet va s'avérer longue et fastidieuse !

D'autres capteurs proposent une sortie numérique mais là, en cherchant uniquement dans des prix raisonnables, le problème est la vitesse (comme déjà évoqué, je pars sur 10 000 mesures/seconde)

Connaissez-vous un capteur pouvant convenir et qui aurait échappé à mes recherches ?
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 19/07/2017, 12h38 #35  
Posté par DAUDET78

Le mieux, c'est de mettre un shunt qui donne une tension crête de +-1V . Par exemple si le transfo délivre +-50mA, on met une 20 ohm et on balance cette tension sur l'ampliOP.



Je n'exclus pas du tout cette approche du +/-1V car certains tores intègrent déjà une résistance pour sortir du +/-1V à pleine échelle, mais n'ayant pas une grosse culture de l'AOP, j'ai dans un premier temps essayer de m'en passer.

Certains échanges dans ce sujet m'ont amenés à chercher du coté des AOP rail-to-rail, ce qui m'a fait tomber par hasard sur les PGA.
Les avantages de l'amplification sans les inconvénients (pour moi) de la partie analogique.

Vivement que Microchip intègre des PGA dans les Pics 8 bits !!
DAUDET78
DAUDET78 ★★★★★★★ 19/07/2017, 12h40 #36  
Mon cher Atlantus, tu es dans ma boite à con car tu as eu des mots désagréables à mon sujet (*). Donc je ne lis pas tes messages.

Je suis intervenu seulement pour préciser une réponse incomplète de Nicomedus pour les lecteurs du forum. Ton problème, je m'en contrebalance.

(*) Réponse #13 https://www.abcelectronique.com/for...ead.php?t=93307
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Dernière modification par DAUDET78 19/07/2017 à 12h48.
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 19/07/2017, 12h50 #37  
Posté par DAUDET78

Mon cher Atlantus, tu es dans ma boite à con car tu as du avoir des mots désagréables à mon sujet. Donc je ne lis pas tes messages.

Je suis intervenu seulement pour préciser une réponse incomplète de Nicomedus pour les lecteurs du forum. Ton problème, je m'en contrebalance.



Je ne tiens jamais de propos désagréables à moins que l'on commence par en tenir à mon égard et que l'on ne me laisse d'autres choix que celui d'etre obligé de répondre, et ça les habitués de ce forum peuvent en attester.

Posté par DAUDET78

(*) Réponse #13 https://www.abcelectronique.com/for...ead.php?t=93307


Ce commentaire intervient après votre réponse #11 (c'est vous qui ouvrez le feu) quand à certaines de vos remarques précédentes, elles posaient déjà une ambiance agréssive

Le plus vraisemblable est que vous étiez dans un mauvais jour comme cela semble arriver régulièrement si j'en crois les remarques précises et régulières à ce sujet de la part de membres que je considère comme posés, crédibles et courtois.

Dernière modification par atlantus 19/07/2017 à 12h59.
DAUDET78
DAUDET78 ★★★★★★★ 19/07/2017, 12h57 #38  
Tu racontes ce que tu veux, je ne lis plus tes messages ...... Et c'est reposant.
Je sais, j'ai un caractère de cochon. Le problème, c'est que mes conseils sont en général assez judicieux . Tu t'es défoulé avec des paroles désagréables? Ca fait du bien quand on est un ado boutonneux. Mais faut en assumer les conséquences. Bon vent !
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atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 19/07/2017, 13h02 #39  
Posté par DAUDET78

que mes conseils sont en général assez judicieux .



Je reconnais sans problème que vos interventions dans certains sujets sont pertinentes et efficaces, cependant dans d'autres et nombreux sujets vos interventions ne semblent avoir pour but que de rentrer dans le lard du demandeur, sans aucune raison et sans tour de chauffe.
A croire que selon les jours ce n'est pas la meme personne qui est au commandes.
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 19/07/2017, 13h09 #40  
.

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C'est dommage pour les gens qui fréquentent le site, ce sujet, une fois n'est pas coutume, s'était bien déroulé jusque là, quelques dizaines de posts échangés, sans troll, sans hors sujet, sans discussion qui part dans tous les sens, que des échanges techniques et constructifs ...

... c'est dommage et je ne le dis pas pour moi !

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Nicomedus
Nicomedus ★★★★★☆☆ 19/07/2017, 14h24 #41  
Je ne cautionne pas le schéma en #31, le diviseur est inutile.
Les alternances dissymétriques me font sourire.
Comme on ne sait pas pourquoi tu cherches un maxi sur une durée indéterminée (recherche de neutrino ?) et que les besoins évoluent sans cesse, je ne peux plus rien te conseiller
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 19/07/2017, 17h26 #42  
Posté par Nicomedus

Je ne cautionne pas le schéma en #31, le diviseur est inutile.


Bonjour Nicomedus,

lequel des 2 est inutile et surtout pourquoi ?


Pour quelle raison je cherche le maxi, simplement parque j'ai besoin de connaître la consommation crete sur un appareil, appareil qui ne sera pas toujours le meme.
Cela dit, le fait d'avoir dit que je cherche le maxi ne fait pas parti de ma demande, cette partie là je m'en arrange en soft, c'était juste pour répondre à votre question.
Des fois, trop d'infos tue l'info.

Ma demande initiale et qui n'a pas changé est (pour ceux qui prendraient l'histoire en route) :

- Je dois mesurer un courant sur un dispositif alimenté par le secteur
- Sauf meilleure suggestion, je pense utiliser un tore de transformation pour avoir du non invasif
- Le tore envisagé (mais pas définitif) à un rapport de 2000/1 <=> 100A/50mA
- La plage de courant mesuré qui m'intéresse va de 0 à 500mA
- Je numérise la tension avec l'ADC d'un Pic (10 bits)
- Je souhaite une résolution des mesures aux alentours de 5mA

- En cas de mauvaise manip, le courant mesuré pourra atteindre plusieurs dizaines d'ampères et donc la tension aux bornes de la résistance de shunt dépassera, en positif ou en négatif, les limites admissibles sur l'ADC
Comment protéger l'entrée de mon ADC contre une tension supérieure à Vcc ou inférieure à Vss ?

Dernière modification par atlantus 19/07/2017 à 17h31.
Nicomedus
Nicomedus ★★★★★☆☆ 19/07/2017, 19h18 #43  
Je suis désolé mais quand on réfléchit à une solution, il faut toujours connaitre le contexte et la finalité. Sinon on risque d'avoir des propositions inadaptées.

exemple : tu dis "surveillance de consommation d'appareil". Parfait mais ça ne justifie pas de surveiller à la fois les alternances négatives et positives, surtout à travers un transfo à bande passante limitée (au fait combien ?).

Pour se passer d'ampli il faudrait tirer du shunt de 1Veff (1,4Vcrète) sous 0,25mAeff. 4Kohm est-ce réaliste ?

Je choisis 1V pour avoir une plage pas trop étroite de la tension zener.

La protection c'est toujours 2 zener en série entre 2 et 4V, pas de Rlim si elle encaisse 50mA. il faut garder la symétrie pour que le courant moyen au secondaire soit nul et ne sature pas le noyau.

ok pour le point froid du secondaire relié au 2,5V mais point chaud direct sur le PIC ou un ampli si nécessaire. S'il y a une résistance quelconque entre le point chaud et la masse ou le 5V, il y aura un courant continu dans le secondaire.
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 19/07/2017, 19h50 #44  
Posté par Nicomedus

tu dis "surveillance de consommation d'appareil". Parfait mais ça ne justifie pas de surveiller à la fois les alternances négatives et positives, surtout à travers un transfo à bande passante limitée (au fait combien ?).



Je ne vois pas pourquoi il ne serait pas justifier de vouloir faire un appareil de mesure qui surveille les 2 alternances.
Je ne pense pas qu'une pince ampèremétrique se contente de regarder que d'un coté.

Il n'est pas rare de voir dans l'industrie des résistances de chauffe dont on vient diminuer la puissance en les alimentant au travers d'une diode. Avec un relais et une diode on obtient 2 puissances de chauffe. Il y a pleins d'autres exemples très différents.


Pour le reste de votre explication, je n'ai pas tout compris.
Vous serait-il possible de le formuler autrement car mes connaissances en analogique sont limitées.
Si je me contente de faire mes mesures sur une seule alternance, dans un cas comme celui cité en exemple, j'ai une chance sur 2 de mesurer 0A
Acetronics
Acetronics ★★★★★★ 19/07/2017, 21h19 #45  

Pour répondre sur l'échantillonnage, je vais partir sur 10 000 mesures par seconde



avec un Pic 16 ou 18 ??? ...

heuuuuuu ... t'es sûr ???

Alain
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Si ta question contient le mot " Problème " ...
la réponse est très très très probablement " lis donc ton manuel ou ta datasheet !!! "
guy92
guy92 ★★★★★★ 19/07/2017, 21h45 #46  
Posté par atlantus

Je ne vois pas pourquoi il ne serait pas justifier de vouloir faire un appareil de mesure qui surveille les 2 alternances.
Je ne pense pas qu'une pince ampèremétrique se contente de regarder que d'un coté.

Il n'est pas rare de voir dans l'industrie des résistances de chauffe dont on vient diminuer la puissance en les alimentant au travers d'une diode. Avec un relais et une diode on obtient 2 puissances de chauffe. Il y a pleins d'autres exemples très différents.


Pour le reste de votre explication, je n'ai pas tout compris.
Vous serait-il possible de le formuler autrement car mes connaissances en analogique sont limitées.
Si je me contente de faire mes mesures sur une seule alternance, dans un cas comme celui cité en exemple, j'ai une chance sur 2 de mesurer 0A



Bonsoir,
Une pince ampéremétrique ne mesure pas le maximum mais la valeur efficace.
A moins d'avoir une charge résistive pure, la mesure du courant maxi ne servira pas à grands chose pour déterminer la puissance absorbée.
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More the knowledge lesser the Ego, lesser the knowledge, more the Ego
Acetronics
Acetronics ★★★★★★ 19/07/2017, 22h03 #47  
Posté par guy92

Bonsoir,
Une pince ampéremétrique ne mesure pas le maximum mais la valeur efficace.
.



CEM FC36, par exemple ???? Peak Hold, ça signifie quoi ?
https://www.proswede.nu/dokument/Pd...FC-33-35-36.pdf

on la trouvait chez Sélectro ...

Chez Mastech ... ça s'appelle " inrush Hold " ...

pis chez Fluke ...

Alain
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Dernière modification par Acetronics 19/07/2017 à 22h38.
atlantus
atlantus ★★★☆☆☆☆ 19/07/2017, 22h42 #48  
Posté par Acetronics

avec un Pic 16 ou 18 ??? ...



Bonsoir Alain,

ce sera du 18F, pour la réf j'ai pas encore décidé peut-être 18F25K22 ou 18F45K22

Pourquoi cette question pour savoir si je suis sur ?
Si c'est pour le nombre de mesures par seconde, je n'ai plus le datasheet en tete mais il me semble que l'on peut monter à 50 000 conversion par seconde
Acetronics
Acetronics ★★★★★★ 19/07/2017, 23h14 #49  
Posté par atlantus

Si c'est pour le nombre de mesures par seconde, je n'ai plus le datasheet en tete mais il me semble que l'on peut monter à 50 000 conversion par seconde



faire les conversions, c'est bien ...

mais les traiter, voire les mémoriser ... là, ça devient déjà "intéressant" à raison de 100µs par mesure traitée.
- mème en assembleur -

maintenant, il ne faut rien demander d'autre à ton µP.

j'ai un petit copain aux US qui s'est amusé à ça avec un 24Y32K ( ah oui, quand mème ! ) ... déjà ça lui prend 370µs " tout compris" par mesure ...
https://www.rcgroups.com/forums/sho...9294-VoltSagger
un autre sur 18F13K22...
https://www.rcgroups.com/forums/sho...-Flight-Counter
180µs ...

Alain
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Dernière modification par Acetronics 19/07/2017 à 23h34.
Nicomedus
Nicomedus ★★★★★☆☆ 20/07/2017, 00h17 #50  
"Si je me contente de faire mes mesures sur une seule alternance, dans un cas comme celui cité en exemple, j'ai une chance sur 2 de mesurer 0A"

hem hem
la valeur moyenne d'une tension secondaire est toujours nulle. Sinon ça voudrait dire que le transfo passe le continu... CQFD
Donc tu ne mesurerais jamais zéro.
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