Mesure de température par PTC 100 Ohm

[hary]

Bonjour

Je voudrais mesurer avec un MCU 5V, une température dont le capteur est une PTC et dont les caractéristiques sont les suivantes :

R = 0,24T + 42

avec R la résistance de la PTC à la température T



Je souhaiterai utiliser au mieux l'ADC du MCU sur la plage des 5V .

Pour info, c'est le capteur de température d'un fer à souder Hakko type 907

Notez la faible résistance de la PTC. C'est ce qui me perturbe pour traiter l'info de façon classique avec une "résistance de Bias" je crois, comme on peut le voir pour des NTC de 5 ou 10kOhm
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[DAUDET78]

Sans voir encore ta PJ.....

avec R la résistance de la PTC à la température T

On appelle ça une PT100 (bien que ce soit une résistance à Coefficient de Température Positif . Mais le terme CTP est réservé à un autre type de composant)

[DAUDET78]

Une solution parmi d'autres :

[hary]

Salut Daudet

La Pt100 fait 100 Ohm à 0°C, donc à priori, ce n'est pas réellement une Pt100

J'ai vu qu'il exixtait des Pt25, mais là non plus, ça ne colle pas.

Maintenant, ça réagi peut être en effet comme une résistance Pt.
On pourrait alors appeler ce capteur Pt42 (42 Ohm à 0°C d'après la caractéristique extrapolée du tableau de valeurs donné plus haut)
Pour le coup, ça réagi d'une façon plus ou moins linéaire (fonction affine)

Le montage que tu me proposes est quelque chose que tu viens de faire spécialement ?
Je suppose que le potentiomètre de 47kOhm "Gain" est pour ajuster le coefficient directeur de la droite (ou plutôt pour coller au plus près à mon CAN 0-5V du MCU) et le 10kOhm "Offset" pour ajuster l'ordonnée à l'origine.

Sinon, est il possible d'alimenter ton montage en 5 ou 7V au lieu du 12V indiqué ? Sous 7V, le LM324 devrait être capable de me sortir du 5V !

Merci de me dire

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Salut Daudet

La Pt100 fait 100 Ohm à 0°C, donc à priori, ce n'est pas réellement une Pt100

Bjr à toi,
T'es drole toi..

.on l'appele une PT100 ..jutement parce qu'elle FAIT 100 ohms à 0 ( zéro) degré !!
Dans le meem genre de désignation la PT1000 fait........1000 ohms à 0°

Donc je ne vois pas pourquoi tu affirmes : "....ce n'est pas réellement une Pt100.." ???

D'aprés toi une PT100 devrait avoir quelle valeur à 0 degré !

Bonne journée

[hary]

Donc je ne vois pas pourquoi tu affirmes : "....ce n'est pas réellement une Pt100.." ???

Parce que mon capteur fais 42 Ohm à 0 °C pardi !

[f6bes]

Remoi,
Ben si t'avait la REFERENCE de ton capteur cela autrait évité des...quipropos!
La référence d'un fer à souder..c'est pas la référence de SON capteur .
Bien sur si c'est "inconnu" le smilblick n'avancera pas.
Je doute qu'une PT100 soit utilisé à ces fins.

Bonne journée

[bobflux]

Yo,

Comme tu vas utiliser l'ADC du uC, il faut savoir quelle référence de tension tu vas utiliser. En effet un ADC ne mesure pas une tension, mais le ratio entre deux tensions (Vin/Vref). Donc, dans le montage avec le TL431 (ci-dessus), il faut ajouter à l'incertitude, la dérive du TL431 par rapport à la référence interne du uC.

Autrement dit, si tu utilises le 5V du uC comme référence (qui n'est pas précis du tout), tu peux tout de même avoir une excellente précision pour mesurer un ratio de résistances, si elles forment un pont diviseur branché sur le même 5V.

Bon, tu saisis l'idée.

Ton problème là, c'est que ta résistance est très faible, et si tu veux avoir une bonne tension dessus, le bouzin va donc consommer un courant important, qui peut chauffer la thermistance. Ou alors il faut pas mal de gain, mais si tu mets du gain avec des AOP, alors tu seras obligé d'utiliser une référence précise, et il faut faire attention à ne pas amplifier la dérive de la référence, etc.

C'est alimenté par batteries ? ou transfo? C'est important d'économiser l'énergie ou pas?

Tu comptes faire une mesure tous les combien? (secondes, minutes, ...)

[hary]

Salut bobfuck.

Je saisi parfaitement ta pensée et je pense que tu as saisi mon approche.

Comme je l'ai dit, le capteur de température est une PTC interne au fer à souder d'une station de soudage analogique Hakko 936
La poignée est référencée comme 907 avec un élément chauffant A1321 de chez Hakko.


Je veux faire une modification.
Originellement, je pense que c'est une régulation "tout ou rien"
Ici un schéma :
http://dalincom.ru/datasheet/HAKKO_936_schematic.pdf

Mais je souhaiterait implémenter un PID.
Pour refaire cette station de soudage, je pensais utiliser un transfo 220/24VDC (redressé)
ensuite attaquer un DC/DC Buck converter de ce style :
http://www.ebay.fr/itm/DC-4-5-30V-st...item3f38fc0170

Ensuite je pensais réguler la puissance en agissant avec une commande PWM issue du MCU sur le DC/DC buck.

Il n'est pas important d'économiser l'énergie.

Pour la fréquence de mesure, je ne sais pas trop, je pense qu'il faut au moins 10Hz (0.1sec) voir plus pour palier les besoins en cas de soudure conséquente.

[bobflux]

OK,

Le plus simple est de garder le triac et de chauffer avec de l'alternatif. C'est la meilleure solution.

J'ai un fer XYTRONIC 90W qui est très bon, mais le chauffage est géré par un PWM mal filtré, et donc je dois le couper avant de mesurer quoi que ce soit à l'oscillo dès que c'est sensible. Ce truc est une vraie antenne. Utiliser un bon vieux 50Hz c'est moins polluant.

Donc garde le triac et le circuit de passage par zéro, ou bien remplace celui-ci par un peu de code dans ton uC, c'est relativement simple (secondaire AC du transfo relié à une pin en mode interruption, et hop).

Ensuite tu as ton PID. Il te sort une valeur, que tu transformes en PDM (pulse density modulation). C'est très simple, c'est comme un signma-delta d'ordre 1, il te faudra quelques lignes de code.

Exemple:

static float consigne;

float puissance = pid()  // disons que c'est un float entre 0 et 1 (0%-100% de puissance)
consigne += puissance;

if( consigne > 0.5 ) { sortie=1; consigne--; }
else { sortie=0; }

Tu vois le principe c'est que si puissance=0.5 par exemple, eh ben 1 coup sur deux sortie=1, et l'autre coup sortie=0... et ça marche aussi pour les valeurs fractionnaires. Il se démerdera tout seul.

[bobflux]

C'est con, je peux plus éditer

C'est comme l'ardoise au bar: à chaque cycle tu rajoutes le prix d'une bière, et quand ça dépasse 20 euros tu sors un billet... et tu reportes le reliquat sur l'ardoise pour le cycle suivant.

[hary]

Arf, tu m'as largué là !

D'abord, je n'ai rien d'autre que le transfo et le fer, je n'ai pas la regul qui va entre les 2. (par contre j'ai commencé à acheter les petit module dont je pensais me servir (buck variable 24V et buck 5V)

Ensuite, j'avais dans l'idée de pouvoir l'alimenter à partir d'une batterie (quand je suis en extérieur).

Et pour finir, je ne suis pas certain de pouvoir coder un "zéro détection" et de commander le triac.

Le PDM, ce n'est pas appelé régulation par train d'ondes à tout hasard ?

Et si on pouvait revenir à ma question de capteur de température aussi ?

[DAUDET78]

Et si on pouvait revenir à ma question de capteur de température aussi ?

Tu as un schéma en #3

[hary]

Ok Daudet.

Et concernant ce que disait bobfuck concernant la réference de voltage pas bien stable du MCU, qui ne serait pas la même que celles des AOP.
Peut être pourrais je donner la même référence de voltage au MCU et aux AOP , si possible aux alentours des 5V pour profiter de la pleine possibilité de l'ADC.
A moins que ce ne soit juste une histoire de proportion, comme en parlait bobfuck, même avec les AOP. Mais là, ça me dépasse.

Sinon, il faut savoir que je pense pouvoir récupérer une référence interne au MCU de 1,1V. Je pourrais peut être m'en servir pour la référence du MCU et celle des AOP, ce qui éliminerait ce soucis de référence de tension différente.

Sinon, tu ne me dit pas si je dois revoir certaines valeurs de composant en l'alimentant avec une tension inférieure aux 12vV indiqués.

[hary]

Petit UP pour le post.

J'ai enfin réussi à plus ou moins faire fonctionner le schéma. C'est super sensible !
Je n'arrive pas à atteindre 0V en sortie (0,58V mini)


Cependant, j'aurai bien voulu avoir quelques réponses à mes interrogations du message précédant.

[DAUDET78]

Tu as utilisé quelle valeur pour les résistances ?
Ta température va de quelle valeur à quelle valeur ?

[hary]

J'ai utilisé exactement celles préconisées sauf pour le pot. 47K et la résistance 47K remplacés par un pot. de 2Meg. (avais rien d'autre )

Pour simuler ma PTC, j'ai mis un pot. de 100 Ohm avec une résistance talon de 50 Ohm (variation de 50 à 150 Ohm)

[DAUDET78]

En sortie de l'ampliOP de gauche, la tension varie de combien à combien ?
Le 12V est donnée par quoi ?

[hary]

Le 12V donné par un alim à découpage type bloc alim de Box.

La tension en sortie du 1er AOP va de 2,60 à 2,80V

[DAUDET78]

Le 12V donné par un alim à découpage type bloc alim de Box.

C'est pas une référence de stabilité pour faire des mesures en analogique !

La tension en sortie du 1er AOP va de 2,60 à 2,80V

Donc ça c'est OK.
Pour 200mV de variation, tu veux une excursion de 0 à 5V . Soit un gain de 5/0,2=25
Donc le potentiomètre de gain doit avoir (environ) :
25=(P+47K+2,2)/2,2K =5,8K

47K remplacés par un pot. de 2Meg

Donc tu commences par virer ton 2Meg et tu le remplaces par un truc entre 10K et 47K

[hary]

Bon, il y a du mieux.

En effet, il y a du mieux.
Je ne sais pas pourquoi j'avais pensé m'en tirer avec cette 2 Meg !
Cependant j'arrive à sortir entre 0,11 et 4,50V mais le pot d'offset est hyper sensible.
J'ai des variation d'1 V parfois en sortie qui est du justement au 12V qui varie au court du temps !

Mais le bidullle reste hyper sensible.
C'est assurément du aux variations du 12V
Ne faudrait t'il pas une vraie référence comme fait avec la TL431 sur le premier AOP ?

[DAUDET78]

J'ai des variation d'1 V parfois en sortie qui est du justement au 12V qui varie au court du temps !

C'est pas une référence de stabilité pour faire des mesures en analogique !

Faut mettre les moyens !
On ne fait pas de l'analogique avec une alim de box !

Tu peux rajouter un 7809 et alimenter en 9V le montage à partir du 12V merdique (surtout qu'à vide, le 12V doit être une horreur)

[hary]

Bon, j'ai mis un 7812 avec un 470uF après une alim 15V et en effet c'est bien plus stable.

Mais l'hyper sensibilité est toujours présente avec le réglage de l'offset qui varie d'un seul coup aux alentours des 5V en sortie justement !

Je m'aperçois aussi que mon 7812 délivre 180mV de moins après quelques minutes !
Ca entraine une dérive importante d ela sortie !


Pourrais tu me dire ce qui justifie une TL431 sur le premier AOP, et un simple diviseur de tension sur le 2ème ?

[DAUDET78]

Mais l'hyper sensibilité est toujours présente avec le réglage de l'offset qui varie d'un seul coup aux alentours des 5V en sortie justement !

il faut calculer la valeur de la chaine de résistance et mettre une résistance fixe en série avec le bon potentiomètre
Par exemple: le calcul donne 14568 ohm. On prend une résistance de 12K+2,2K=14,4K en série avec un pot de 470 . On peut régler de 14,4K à 14,87K
C'est pas pour rien qu'il y a marqué sur le schéma valeurs à recalculer

Pourrais tu me dire ce qui justifie une TL431 sur le premier AOP, et un simple diviseur de tension sur le 2ème ?

Par ce que le schéma a été fait en deux temps (gauche=2006 , droite=2011) . C'est certain qu'on peut faire mieux

[hary]

Il faut la même réfrérence partout alors, nous sommes d'accord (en tout cas la même source de référence)
pour les 2 AOP et mon uC

Je vais essayer de voir ce que je peux faire en ayant compris un peu mieux le principe je pense.

Je vais tacher de partir d'une référence 5V.

Pour le premier AOP, une amplitude de sortie sur 200mV c'est bon, ou on peut changer ça (la diminuer ou plutot l'augmenter tant qu'à faire) ? Je pense si on change la référence en plus ou en moins!

[DAUDET78]

Pour le premier AOP, une amplitude de sortie sur 200mV c'est bon, ou on peut changer ça (la diminuer ou plutot l'augmenter tant qu'à faire) ? Je pense si on change la référence en plus ou en moins!

Si on fait passer plus de courant dans la PT45, elle va s'auto-échauffer , donc erreur de mesure.

Pour une PT100, faut pas dépasser 2mA . Dans le schéma #3 , 2,49/1,2K=2,075mA

[hary]

Ok, on reste dans ces valeur la pour le 1er AOP.

Sinon, pour la source de référence, tu me conseillerais quoi comme tension sachant que le maximum pour l'ADC de mon uC est 5V.

Je pensais régler la référence à 4,5V-5V pour alimenter le circuit d'offset et l'ADC du uC, et au travers d'un diviseur alimenter l'entrée + du premier AOP à 2-2,5V.

Ce serait bon ?

[DAUDET78]

le maximum pour l'ADC de mon uC est 5V.

Je ne connais pas ton µC. Mais si tu peux faire fonctionner ton ADC avec 5 volt de ref. et si tu peux utiliser cette même ref. pour le 1er et le second AmpliOP, c'est parfait. Tu penses à quel schéma ?

[hary]

J'y réfléchi et je te le soumets quand je pense qu'il est ok si tu permets.

[hary]

Voila ce que j'ai pu faire

Merci de me dire ce que tu en penses.

J'ai pris 6V pour alimenter le tout car comme cela j'alimente le uC (arduino avec regulateur 5V intégré), les AOP qui ne pourront pas dépasser 4,5V en sortie et ainsi ne pas griller mon entrée analogique de uC.

J'ai pris 4V comme tension de référence, cela me permet de faire l'offset et la référence de tension pour mon uC (5V max)

J'ai légèrement baissé la tension de référence du 1er AOP à 2V (simplification des calculs et aussi léger abaissement du courant parcourant la PTC (1,7mA max), ce qui va dans le sens que tu as expliqué plus avant.

Le LM135 (référence de tension) est une TL431 !