Mesure de tension atmega328p

[sandrecarpe]

Bonjour à tous,
Je suis en train de terminer mon alimentation linéaire à base de LM723. En sortie de l'alim, j'ai un pont diviseur dont le rapport de l'entrée sur la sortie n'est pas constant. Il augmente lorsque la tension de sortie de l'alim V_out (tension entre la pin 1 et 2 du bornier J1) augmente ; du coup je ne peux pas récupérer sur l'atmega (tension aux bornes de R9) une tension image linéaire de la tension V_out. (je veux faire un affichage de la tension de sortie sur un écran LCD)

Voici mes relevées de mesures, elles ont été faites à vide :
mesures.png

Et le schéma :
schema.jpg

R10 est une résistance de précision 1%
R9 une résistance classique 5% (mon fournisseur c'était trompé de valeurs...)

Quelle est l'origine de cette non linéarité ?
Et je vois pas trop comment approché ça mathématiquement sur l'atméga puisque j'ai accès qu'à V_arduino

Merci de votre aide
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[DAUDET78]

Ton alimentation oscille.
Tu mets, en sortie, un découplage avec 47µF//0,1µF

[jiherve]

Bonsoir,
tu auras bien sur pensé à ne pas activer la résistance de pull up sur l'entrée analogique utilisée!
JR

[sandrecarpe]

Bonsoir,
Je vais regarder à l'oscillo mais j'ai vu qu'il n'était pas conseillé d'en mettre car en cas de court circuit, malgré la protection, le condo peut encore se décharger dans la charge
Ca aurait un lien avec mon problème ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[DAUDET78]

mais j'ai vu qu'il n'était pas conseillé d'en mettre .....

Alors, tu poses ta question sur la non linéarité à celui qui t'a dit ça .......

[bertrandbd]

Bonsoir

Tu parles de non linéarité mai quelle est la précision requise sur cette "non linéarité"? Quelle est la valeur que tu as actuellement et pourquoi elle ne convient pas?

A+

[sandrecarpe]

Bonsoir à tous,
Ô grand Daudet il ne faut pas se vexer ! J'accepte qu'on remette en cause tout ce que je dis. J'ai vu plusieurs débat, je ne sais plus quand, sur les condensateurs mis en sortie des alims comme quoi ils nuiraient à la protection contre les courts circuits. (J'ai rien vérifié je n'ai fait que lire!)
Donc j'en rajoute un alors ?

Je demande pas une précision de malade (±5 mV max, ce qui est faisable avec un CAN 10bits).
Quand je lis une valeur sur l'atmega, je la multiplie par le rapport de Vout/Varduino pour retrouver la tension de sortie Vout, sauf que quand Vout augmente, ce rapport augmente, ce qui n'est pas normal (ou alors moi pas comprendre), du coup au bout d'un moment l'écart avec le Vout réel se creuse, car dans le code, ce quotient en fixé en dur. Il y a un écart jusqu'à 20-25mV entre ce que calcule le microcontrôleur et la tension réelle, il augmente progressivement quand Vout augmente.

Ah oui et normalement la résistance de pull-up est désactivée par la fonction pinMode d'arduino en configurant la pin en entrée.
En espérant avoir été clair

[DAUDET78]

Ô grand Daudet il ne faut pas se vexer !

Fait la manip avec les condensateurs ..... c'est le juge de paix !
... et ça coute rien .

[sandrecarpe]

Ça marche ! Je vous redonnerai des nouvelles si ça ne va toujours pas

[jiherve]

Re

Ah oui et normalement la résistance de pull-up est désactivée par la fonction pinMode d'arduino en configurant la pin en entrée.

C'est justement en configurant la pin en entrée que la résistance est activée,en sortie elle ne sert à rien.
Donnes voir le bout de code !
JR

[sandrecarpe]

Salut,

As of Arduino 1.0.1, it is possible to enable the internal pullup resistors with the mode INPUT_PULLUP. Additionally, the INPUT mode explicitly disables the internal pullups.

https://www.arduino.cc/en/Reference/PinMode

Après mon code y a rien de spécial à voir mais je mets le setup avec l'initialisation des pins :

void setup() {

  lcd.begin(16,2);
  
  pinMode(pinReg, OUTPUT);
  digitalWrite(pinReg, LOW);

  pinMode(pinMesTension, INPUT);

  setPwmFrequency(3, 1);
}

C'est la pin contenu dans la variable pinMesTension qui mesure la tension V_arduino

[jiherve]

bonjour,
ok il n'y a donc pas de pull up.
JR

[Antoane]

Bonjour,

Détails sur cette histoire de capa de sortie :

en cas de court circuit, malgré la protection, le condo peut encore se décharger dans la charge

C'est la raison pour laquelle, effectivement, on aimerait autant que possible se passer de capa de sortie.

L'inconvénient, c'est que pour que l'alimentation soit stable, elle a généralement besoin d'une capa en sortie (ni trop petite, ni trop grosse). Le fait que le système soit non linéaire peu jouer, mais la capa est généralement nécessaire même dans le modèle linéarisé.

En conclusion : en général, il faut une capa, de valeur suffisamment élevé pour assurer la stabilité du régulateur, mais de valeur suffisamment faible pour ne pas provoquer de trop grand pics de courant lors de court-circuits.

[sandrecarpe]

Merci pour l'info

[bastien31]

Bonsoir à tous,
Je demande pas une précision de malade (±5 mV max, ce qui est faisable avec un CAN 10bits).
En espérant avoir été clair

Il ne faut pas confondre résolution et précision.
Je doute que l'adc soit précis au LBS prés.
Généralement la fonction de Transfer des ADC n'est pas tout à fait linéaire, le problème vient peut être de la.

Tu demande quand même une précision de 0.1%, ce n'est pas anodin.

Avec quel appareil mesure tu la tension de sorite? est tu sur qu'il soit suffisamment précis pour pouvoir tirer de conclusion sur un écart aussi faible?

[sandrecarpe]

Bonsoir,
Je mesure la sortie avec un voltmètre, un appareil professionnel, pas un truc pourri
J'ai fais une quinzaine de mesures et j'ai fais une moyenne du quotient, l'écart le plus important se trouve entre le minimum (1.8V) à 3.5V environ

En approchant ce quotient par un polynome de degré 3, le résultat est moins précis, donc je reste sur une valeur moyenne, le résultat est assez correct

[Antoane]

Bonjour,

A quoi correspond N ?
As-tu utilisé le même appareil pour mesurer Vout et Varduino ?
As-tu vérifié à l'oscillo que les tensions continues sont bien continues ?
As-tu essayé de tracer les barres d'erreur de tes mesures ? ton instrument a une précision et une résolution limitées, en déduire une estimation de l'incertitude sur Vout/Varduino (à partir de la datasheet de l'instrument) pourrait te permettre de te faire une idée.
6.9k @30V, c'est ~130 mW, d'où un échauffement non négligeable, en particulier de la résistance de 5.9k. Une datasheet de ces résistances ?

Reconfirme stp que rien n'est branché en sortie du pont diviseur lors de ces mesures.

[jiherve]

Bonjour
Vu ce qu'il cherche il faudrait s'intéresser à la stabilité thermique des résistances du pont qui ne sont pas de la même série (1%,5%) avec un coefficient de 100ppm/°c le ratio dérivera de 200ppm°C ici il y a 800ppm donc avec 4°C c'est cuit!!
Pour faire un diviseur precis on utilise ou bien des résistances de course (<<1%) ou bien des résistances appairées , il n'y a rien de nouveau sous le soleil!
JR
PS : Bien vu Antoane j'avais lu en diagonale

[sandrecarpe]

Bonjour, je n'ai pas vu que la discussion avait avancée.

Reconfirme stp que rien n'est branché en sortie du pont diviseur lors de ces mesures.

Alors, non, à la sortie de mon pont diviseur j'ai l'entrée de mon atmega, par contre j'ai rien de branché en sortie de l'alim.
Je n'ai pas vérifié à l'oscillo si tout allait bien car je ne sais pas si je peux encore me fier à lui, il me fait des trucs bizarres des fois...
Je n'ai malheureusement pas de datasheet pour les résistances.

Pour faire un diviseur précis on utilise ou bien des résistances de course (<<1%) ou bien des résistances appairées

Les "résistances de course" c'est les résistances de précision bleus ? La dérive thermique est plus faible avec celles-ci ?

[DAUDET78]

Faut pas confondre précision et stabilité !
Un pont diviseur avec des résistances à 10% peux être très stable dans le temps ! Les coefficients de vieillissement et de température se compensent

[Antoane]

Bonjour.

Les dérives en température se compensent si les résistances sont à la même température. Pour cela, il faut, au choix :
- qu'elles soient à température ambiante, et donc qu'elles dissipent peu (utiliser 10k et 59k par exemple, plus un condensateur en sortie pour fournir les pics de courant demandés par l'ADC).
- qu'elles dissipent autant. Une solution est alors de remplacer la résistance de 6k par 6 résistances 1k en série, les 7 résistances de 1k utilisées étant identiques.


Tu n'as pas répondu quant aux caractéristiques de ton multimètre.

[sandrecarpe]

Salut, là j'ai pas trop le choix je dois garder des résistance faibles puisque l'impédance d'entrée de l'atmega est d'environ 20 kOhm.

Voici la doc de mon multimètre :
http://www.chauvin-arnoux.us/pdfs_ae.../ca5230_en.pdf

[DAUDET78]

puisque l'impédance d'entrée de l'atmega est d'environ 20 kOhm.

C'est beaucoup plus que ça (je n'ai pas la datasheet du µC)!
Par contre le convertisseur analogique demande peut être une impédance faible de source (inférieure à 20K ?) pour conserver sa vitesse et sa précision .

Tu peux toujours mettre un ampliOP en suiveur et mettre alors le pont diviseur que tu veux

[sandrecarpe]

Salut,
voici la doc de l'atemga328p, page 244
Apparemment c'est même conseillé d'avoir un signal dont l'impédance de sortie est de 10k
Je ne sais où j'ai vu l'histoire des 20k...

Le coup de l'aop en suiveur j'y avais pensé, mais maintenant on en a plus besoin.
Donc au final, il faut des résistances de précision avec un faible coefficient de température, avec un pont dont l'impédance est d'environ 20k + le condensateur qui va bien en parallèle de R9.
Donc R9 = 20k et R10 = 120k
C'est ça ? Avec ces valeurs je pense pas qu'il y aura un problème d'échauffement

[DAUDET78]

Apparemment c'est même conseillé d'avoir un signal dont l'impédance de sortie est de 10k

The ADC is optimized for analog signals with an output impedance of approximately 10 k or less. Il faut utiliser une résistance de source de 10K ou moins

If a source with higher impedance is used, the sampling time will depend on how long time the source needs to charge the S/H capacitor, with can vary widely Vu la vitesse de variation de la tension de sortie de ton alimentation, tu n'as pas de problème de vitesse de conversion. Donc entre 0 ohm et des dizaines de Kohm , c'est kif kif .

Donc au final, il faut des résistances de précision avec un faible coefficient de température, .....

Le coefficient de température n'a aucune importance , si il est le même pour les deux composants

[Antoane]

Bonjour,

Salut, là j'ai pas trop le choix je dois garder des résistance faibles puisque l'impédance d'entrée de l'atmega est d'environ 20 kOhm.

Une solution serait donc de remplacer la 5k6 par 6 résistances de 1k en série.

Mais en fait, l'impédance d'entrée de ton ADC vaut effectivement plus que 20k. Elle est définie par les sources de courant IL et IH, ainsi que par la capa de sampling et la fréquence d'échantillonage (cela constitue une capa commutée, apparentée à une résistance de R=1/(Ch*Fs)).

Temps de charge de la capa de sample et impédance d'entrée de l'ADC vont poser des problèmes qui pourront être résolus différements :
- filtrer avec une capa de ~22nF l'entrée de l'ADC permettra d'offrir à l'ADC une impédance de source (transitoire) nulle : la capa de sampling se chargera directement depuis la 22nF, sans que le pont de résistance ne rentre en jeu.
- les courants de fuite, ajoutés à l'influence de la résistance équivalente de la capa commuté vont engendrer une circulation continue de courant dans le pont de résistances, ce qui va se traduire par une erreur systématique. Il faut donc faire en sorte que la résistance équivalent de la capa commutée soit >> à la résistance de sortie de ton pont diviseur.

Le coefficient de température n'a aucune importance , si il est le même pour les deux composants

... Et que les composants dissipent la même puissance / sont à la même température.

[DAUDET78]

... Et que les composants dissipent la même puissance

- R9 (20K) dissipe 5²/20K = 1,25mW
- R10 (120K) dissipe 30²/120K = 7,5mW
Je ne pense pas que l’auto-échauffement change beaucoup la température des résistances !

sont à la même température.

Elle sont au même endroit

[Antoane]

Voici la doc de mon multimètre :
http://www.chauvin-arnoux.us/pdfs_ae.../ca5230_en.pdf

On peut donc tracer tes données mesurées et les barres d'erreur qui vont avec :
fs01.png
et les incertitudes relatives :
fs2.png
Cependant :
- les données de précision de l'instrument ne sont données que dans des conditions particulières (température, historique de l'instrument, age de la dernière calibration...) ;
- les deux mesures étant réalisées avec le même instrument, les erreurs se compensent partiellement -- elles se compensent beaucoup moins bien lorsque des calibres différents sont utilisés pour Vout et Varduino.

Ce qu'on observe :
- les variations que tu observes sont d'amplitude très inférieures à la barre d'erreur. Conclusion : on ne peut conclure s'il s'agit d'un biais expérimental ou d'une vraie mesure ;
- les oscillations qui te déplaisent sont situées là où le le calibre utilisé est le plus défavorable : mesurer 3.999V sur le calibre 4.000V est plus précis que mesurer 4.01V sur le calibre 40.00V. Ca se voit : les barres d'erreurs sont plus grandes.

- R9 (20K) dissipe 5²/20K = 1,25mW
- R10 (120K) dissipe 30²/120K = 7,5mW
Je ne pense pas que l’auto-échauffement change beaucoup la température des résistances !

Dans ce cas précis non. Mais c'est en écrivant des phrases valables dans des cas précis comme si c'étaient des vérités générales qu'on propage des idées fausses.

[DAUDET78]

Dans ce cas précis non. Mais c'est en écrivant des phrases valables dans des cas précis comme si c'étaient des vérités générales qu'on propage des idées fausses.

Un forum, c'est toujours une réponse précise sur un cas précis. Et cette réponse est en 3 lignes.
En 3 lignes, on ne fait pas un cours de technique de la mesure qui représente plusieurs heures de tableau noir à l'école.
Avec ta réponse "générale" , tu allais encore enduire avec du doute notre ami sandrecarpe ..... qui n'en a pas besoin !

[sandrecarpe]

Merci bien pour ces beaux graphiques, fallait pas te donner tant de mal
Ah oui en fait c'est logique, s'ils ont le même coef de température, ils varieront dans les mêmes proportions. Et pas de soucis, elles sont à la même température, elles sont séparées pas 2 pauvres milimètres

Mais en fait, l'impédance d'entrée de ton ADC vaut effectivement plus que 20k. Elle est définie par les sources de courant IL et IH, ainsi que par la capa de sampling et la fréquence d'échantillonage (cela constitue une capa commutée, apparentée à une résistance de R=1/(Ch*Fs))

Okay, mais au final je respecte l'impédance de 10k (ou moins) recommandée (pas 20 ! ) et ça passera ?

Mais c'est en écrivant des phrases valables dans des cas précis comme si c'étaient des vérités générales qu'on propage des idées fausses.

Je suis d'accord mais ne t'en fais pas j'ai bien compris à quoi il faut faire attention : les pertes par effet joule dans les résistances, aux risques de faire dériver les valeurs du pont. Si le courant dans le pont entraine des pertes non négligeable, on chaine les résistances pour obtenir une dissipation uniforme dans chacune^^