LT SPICE Capteur LM35 et chaine de traitement

[sesia35]

Bonjour à tous,

Je suis novice sous LT SPICE et je dois réaliser un TP pour les cours. Problème => Ma maquette sous LT SPICE ne fonctionne pas.
La consigne:

Nous allons contrôler le fonctionnement d’un système à l’aide d’un capteur. Le capteur choisi est un capteur de température.
Si le capteur mesure une température entre 12°C et 18°C, une Led verte est allumée. Lorsque la température mesurée par le capteur est soit inférieure soit supérieure aux limites, une Led rouge est allumée.

Capteur de température
Le LM35 est un circuit intégré calibré en usine pour être utilisé comme capteur de température de précision. Sa tension de sortie Vout est linéairement proportionnelle à la température exprimée en degrés Celsius. Plus exactement, la tension de sortie Vout augmente de 10 mV chaque fois que la température augmente de 1°C.
Il a une consommation très faible (de l'ordre de 60 µA), d'où une puissance dissipée également très faible, et sa linéarité demeure excellente sur toute sa plage de sensibilité. Cette plage va de 0°C à 100°C. Sa précision, est de +/- 1,5 °C (valeur garantie) et +/- 0,6°C à 25°C (typique).


J'ai fait le choix de faire une maquette avec deux comparateurs ( Validé par la prof).
Je pense avoir un premier problème avec mon diviseur de tension mais je suis bloqué.

Vous trouverez ci-dessous ma simulation sous LT SPICE.
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Quelqu'un pense pouvoir m'aider ?

Merci d'avance
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[sesia35]

Bonjour,

J'ai téléchargé le fichier et je l'ai intégré en PJ.
Cdlt

[Janpolanton]

Bonsoir,
C'est ce schéma qui a été validé par ta prof?
Y'a comme un problème...

[sesia35]

Elle a validé le principe et l'utilisation de deux comparateurs mais elle n'a pas validé le schéma final. Et effectivement, il ne fonctionnait pas...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Janpolanton]

Refais donc le calcul de tes 2 ponts diviseurs et compare leurs tensions respectives avec la rampe du LM35
Rien ne te choque?

[sesia35]

Si, ma résistance R4 est surdimensionnée. Elle doit être de 33k ohms. Vous en pensez quoi ?

[Janpolanton]

Tu donnes comme énoncé une variation de température de 12°C à 18°C et tu nous expliques que le LM35 a une variation de 10mV/°C
Quelles devraient être les valeurs des tensions en sortie de ton LM35 sur cette plage de température et quelles sont-elles sur ta simulation?
Tensions à comparer avec celles issues de tes 2 ponts diviseurs.

[sesia35]

Je viens de modifier mes 4 résistances pour les diviseurs de Tension. En effet, pour l'un => Je dois avoir 120mV en sortie du pont et pour le deuxième 180mV. Je vais mettre mon schéma modifié en PJ.

[sesia35]

Schéma modifié

[Janpolanton]

Bonjour,

Il y a du progrès, mais le fonctionnement de ta simulation ne correspond pas à l'énoncé du problème.

As-tu entendu parler en cours du comparateur à fenêtre?

Comment est constitué le pont diviseur dans ce type de comparateur?

Je te suggère aussi de dessiner le diagramme de fonctionnement attendu suivant l'énoncé et de le comparer aux courbes obtenues avec ton schéma LTspice.

[DAT44]

Bonjour,
pour rappel avec cette modif la sortie de U2 monte a 12° et la sortie de U3 descend a 18°, il faut allumé la DEL rouge quand U2 ou U3 sont en bas et allumé la DEL verte quand U2 et U3 sont en haut ...

[Janpolanton]

Voilà en graphique comment j'interprète l'énoncé du problème.
La solution est moins triviale qu'il n'y parait au premier abord.

[Janpolanton]

Voilà le diagramme de fonctionnement de la simulation complète (sans le schéma bien évidemment )

Attendons les résultats de notre ami @sesia35

[sesia35]

Bonjour,

Excusez-moi pour le retard mais j'ai une activité pro en parallèle de ma reprise d'étude...
Alors, votre schéma me fait rêver car c'est exactement ce que je dois obtenir comme résultat

En effet, l'énoncé reprend le fonctionnement d'une cave à vin => Si la température de la cave à vin se trouve en dessous de 12° et au dessus de 18° , alors la LED rouge est allumée.
En revanche, lorsque la température de la cave se trouve entre 12° et 18°, la LED Verte est allumée et la LED Rouge éteinte.

J'ai vaguement entendu parlé du comparateur à fenêtre donc je vais faire une recherche car visiblement, ce comparateur contribue à la résolution de mon problème.

[Janpolanton]

ce comparateur contribue à la résolution de mon problème.

Il y contribue en partie, il faut aussi se creuser un peu les méninges pour arriver au fonctionnement recherché.

As-tu abordé et entendu parler des fonctions logiques en cours?

Pose les conditions de fonctionnement, ça va t'éclairer :

Per exemple :

Si Temp < 12° ou Temp > 18°C alors D.Rouge = 1 et D.Vert = 0
et ainsi de suite...

PS : quelques diodes bien placées te tireront d'affaire.

D'autres ou toi même auront probablement d'autres solutions, ma suggestion n'est qu'une piste parmi d'autres.

[sesia35]

Effectivement, je vais me creuser les méninges car avec mon comparateur à fenêtre , je dois dimensionner une nouvelle résistance.
La fonction logique ne me parle pas, je viens de lancer une recherche sur internet et nous n'avons pas été jusque la.

[sesia35]

Suis-je obligé d'utiliser les transistors en sortie de mes comparateurs ? Ou bien , puis-je directement mettre une Diode ? Selon moi, les transistors sont inutiles.

[Janpolanton]

je vais me creuser les méninges car avec mon comparateur à fenêtre , je dois dimensionner une nouvelle résistance.

Oui, tu vas te retrouver avec un pont diviseur à 3 résistances.
A toi de le calculer pour retrouver les 2 consignes.
Sur ce, je t'abandonne, je vais zieuter Koh Lanta.
Je passerai voir le forum pendant les pubs

[sesia35]

Ok merci. A défaut de regarder Koh Lanta, je vais essayer de faire fonctionner mes 2 LED....

[sesia35]

J'ai modifié mon schéma pour avoir E1<E2 et j'ai supprimé mes transistors. J'ai calculé ma Résistance R3 pour une sortie à 180mV > Rl= 495 Ohms mais je suis encore loin du compte

[Janpolanton]

Ta rampe n'est pas bonne et t'induit en erreur
Elle varie de 0 à 3V puis de 3V à 0V
Ce n'est pas le fonctionnement demandé.
Fait la simplement varier de 100mV à 200mv :

PWL(0 100m 10 200m)

[sesia35]

J'ai modifié mon schéma et j'ai inversé mes diodes pour avoir des intensités positives. Sur tes conseils, j'ai également modifié la valeur de PULSE donc c'est mieux
Par contre je me retrouve avec mes deux LED allumées en même temps à un certain moment...

Certainement lié à la fonction logique dont tu faisais référence ?

[Janpolanton]

Certainement lié à la fonction logique dont tu faisais référence ?

Comment as-tu deviné

[sesia35]

Comment est ce composant sous LT SPICE ? "TRIGGER" ?

[sesia35]

J'ai intégré ma dernière version car je n'ai pas trouvé la fonction logique. J'ai calculé mes deux résistances RL ( 500 Ohms et 495 Ohms)
Peux-tu me faire avancer grâce à la fonction logique pour la suite ?

Merci d'avanxce

[Janpolanton]

Bonjour,

Peux-tu me faire avancer grâce à la fonction logique pour la suite ?

Je ne sais pas ce que tu as étudié en cours.

Manifestement, si cet exercice t'a été donné, c'est que tu dois être capable de le faire avec tes bases de connaissances.

J'ai regardé ta dernière simulation.
De nouveau, tu as utilisé une double rampe ce qui mal appréhendé, peut t'induire en erreur.

As-tu étudié les ponts diviseurs à plusieurs résistances?

Je t'ai mis sur la voie en te parlant d'un pont diviseur à 3 résistance de manière à avoir tes 2 seuils (120 mV et 180 mV).

Ta solution avec 2 ponts diviseurs distincts fonctionne aussi mais n'est pas très élégante.

C'est la suite du traitement des signaux obtenus qui semble coincer chez toi.
Je t'ai aussi mis sur la voie en te proposant - je me cite - :

PS : quelques diodes bien placées te tireront d'affaire.

Tu as tous les éléments en ta possession pour finaliser ta simulation.

[sesia35]

Bonsoir,
Merci pour ce retour.

Si je reprends tes remarques :
- Je dois revoir mes diviseurs de Tension avec un diviseur seul diviseur mais à trois résistances
- Je dois utiliser une porte logique ,
- Je dois placer des diodes supplémentaires

Je suis encore loin du résultat final mais je vais essayer de faire ce que je peux

[Janpolanton]

Bonsoir,
Je ne t'ai pas dit d'utiliser une porte logique, ça peut aussi se faire avec des diodes.

[sesia35]

J'ai modifié mes 2 rampes et j'ai inversé mes diodes en porte logique OU.
Si vous regardez mes courbes:

Diode 1: Eteinte tout le temps sauf lorsque je dépasse 180mV

Diode 2: Allumée uniquement en dessous de 120mV
Eteinte entre 120mV et 180 mV (La diode 1 devrait être allumée)

En effet, je ne répond pas du tout à la consigne;
La consigne:
Diode 1 Allumée entre 120mV et 180mV
Diode 2: Allumée sous 120mV et au delà de 180mV
`
Etes-vous d'accord avec ça ?

[sesia35]

J'ai refait totalement mon schéma.
Peux-tu jeter un oeil. La simulation ne se lance pas mais je pense me rapprocher de la réalité.