Mesure de courant -300 à 300 A

[jorg1n]

Bonjour,

j'ai réalisé un petit système qui me permet de mesurer le courant aux bornes d'un shunt 300A/100mV, mais voila la précision ne me convient pas... en effet, après traitement de l'information, j'ai une tension 0-5V pour une plage de courant de 600A (-300 à 300 où 2,5V correspond à 0A, et donc avec mon convertisseur 10bits(PIC18F), ça me fais un pas de 0,58A. et je voudrais bien diviser par 2 ce pas.

Pour cela je voudrais changer ma chaine de mesure, voila le principe:
-Je mesure mon courant -> j'en déduit la polarité : + ou - (charge ou décharge.
-Je mesure ensuite le courant sur la gamme 0 - 300 A.

Sur mon PIC ensuite j'aurai une entrée analogique 0-5V pour l'image de mon courant 0-300A, et une entrée pour la polarité (0 = - , 1 = +)

Est ce possible, et quel serait le principe?
Je ne souhaite pas que l'on me fasse le schéma, mais juste que l'on me dise le principe.
(Par exemple, lorsque la batterie se décharge, ma tension aux bornes du shunt varie entre 0 et -100mV, comment faire pour avoir 0 - 5V en entrée de mon PIC? Mais il faut aussi que lorsque j'ai une tension au bornes du shunt de 0 - 100mV, j'ai en entrée de mon PIC 0-5V...)

Pour le moment, j'utilise une LT1787 pour mesure de courant en high side, je pense garder ce composant pour la détection de polarité.

J'espère avoir été assez clair dans mon explication, je vous remercie d'avance
Bonne journée
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[gcortex]

l'idée est bonne
tu peux encore faire une moyenne de 16 ? conversions pour avoir 2 bits de plus (grâce au bruit)

[jorg1n]

Salut gcortex,

tu peux encore faire une moyenne de 16 ? conversions pour avoir 2 bits de plus (grâce au bruit)

tu peux être plus explicite... je ne vois pas trop...

merci d'avance

PS: la valeur du courant est affcher par la suite donc le rafraichissement doit etre "rapide"..

[gcortex]

çà s'appelle le sur-échantillonage

tu as des ch'ti parasistes sur ton signal
ils sont aléatoires, mais ils obéissent tout de même a une loi mathématique

l'idée est de s'en servir

par exemple un convertisseur 12 bits donnerait $542

si ton 10bits de donne $540 et $544 (10 bits x4 = 12bits)
çà fait une moyenne de $542

[A voir en vidéo sur Futura]

[gcortex]

PS: la valeur du courant est affcher par la suite donc le rafraichissement doit etre "rapide"..

si c'est juste pour afficher, tu as le temps de faire beaucoup de conversions

[jorg1n]

Ok Ok, je vais voir ça, par contre si quelqu'un aurait des petites idées pour ma suggestion, je suis preneur...
Merci encore gcortex

[Seb.26]

La tolérance de ton étalonnage permet elle d'obtenir cette précision que tu souhaite ???
-> Réponse : probablement pas.

-> Fais une moyenne glissante sur 16 échantillons comme le dit gcortex, ce sera tout aussi pertinent AMA ...

[jorg1n]

Bon, bein je crois que je vais faire comme vous me le dite...

Alors rentrons un peu plus dans le détail...
voila comment je fais, dans mon soft, je mesure le courant toutes les 400ms et je l'affiche ensuite, donc au lieu de réaliser une seul conversion, j'en fais 16, et j'additionne la somme de mes résultats et je le divise par 16... et j'obtiens mon courant a afficher?

Merci d'avance...

PS: Qu'entends tu par moyenne glissante??

[polo974]

La tolérance de ton étalonnage permet elle d'obtenir cette précision que tu souhaite ???
-> Réponse : probablement pas.

-> Fais une moyenne glissante sur 16 échantillons comme le dit gcortex, ce sera tout aussi pertinent AMA ...

Mauvais plan, car la non linéarité de l'adc est de +/-1lsb (dixit doc pic), mais cette erreur n'a rien d'aléatoire, 16 fois cette erreur divisée par 16 ne la fera pas disparaitre.

Solution 1: avoir un système d'offset permettant de couvrir la plage complète avec plusieurs "pleine échelle" de l'adc avec un chevauchement des plages pour pouvoir assembler les droites entre elles.

Solution 2: offset et gain commadé, si la précision est importante autour du zéro plus qu'ailleurs:
une plage +/-100A centrée sur le 0A, 2 plages +/- (80 à 300)A.
calibration du 0, double calibration des +/- 90A (pour assembler les courbes), calibration +/- full scale.

obligation toujours d'avoir des cailbrations...

[jorg1n]

Bonjour Polo974,

ta proposition 1 m'a l'air "sympa", peux tu nous expliquer concrêtement en quoi cela consisterai au niveau de la chaine de mesure? je ne vos pas comment la réaliser ?
comment piloter l'offset?

Je te remercie d'avance
Bonne après midi

[Seb.26]

PS: Qu'entends tu par moyenne glissante??

Tu fais toujours une mesure toutes les 400ms, mais tu mets cette mesure dans un buffer circulaire, et tu moyenne ton buffer pour en obtenir la valeur moyenne, c'est en gros un lissage temporel

[polo974]

A l'arrache:
on suppose 1 aop fullscale 0/5V (sinon faire comme dans le temps (+/-12V d'alim...)

en entrée: un shunt avec un point à la masse (0V), donc signal -/+100mV
en sortie: du 0 à 5V (ne pas en sortir sinon, le micro n'aimera pas)

pour changer l'offset, il "suffit" d'avoir un port de sortie qui peut faire dans mon exemple:
0V et 5V (les sorties CMOS en sont capables à quelques mV près)

 
5V---10k----+---560k---+
            |          |
0V---10k----+  |\      |
            |  | \     |
            +--|- \    |
               |   >---+--out
in---10k----+--|+ /
            |  | /
            |  |/
            |
5V---10k----+---470k---5V/0V

pont diviseur en entrée:
atténuation: .5 (on néglige ici la 470k)
gain de l'ampli :560/(10/2) = 112
gain total 56
-100/100mV *56 ->-5.6/5.6V 2 fois trop, mais comme on veut couper en 2 plages...

Maintenant, l'offset.
on veut ramener à 0V avec l'entrée à - ou + 50mV
donc en gros, il faut bouger l'entrée + dans l'autre sens à l'aide de la 470k du bas
ce qui va nous bouger d'un peu moins que la pleine échelle, donc il y aura chevauchement.

Si courant négatif, mettre le port à 1 (5V),
Si courant positif, mettre le port à 0 (0V).
Je n'ai pas tenu compte des problèmes d'offset de l'aop, ni d'appariement des résistances 10k....

Si le port de sortie peut être en tristate, on peut encore augmenter les gains et avoir une plage de mesure autour de 0, sans offset.

Dans tout cela, la précision de mesure dépendra de la calibration, au choix analogique avec plein (2) de potars ou logicielle (s'il y a quelques cases eeprom dispo)...

[jorg1n]

Je te remercie Polo...
je vais voir ça, mais je pense laisser ma mesure actuelle en fait, et par contre utiliser un convertisseur A/N avec une meilleure résolution, car c'est là ou je perd en fait...

Alors je pense utiliser un convertisseur 12bits: le MCP3204

Je vais créer un autre post pour son intégration... je te laisse suivre si tu as envie...

Bonne journée et encore merci pour ton aide

[invite03481543]

Bonjour,

le schunt c'est un peu dépassé comme technique et merdique à mettre en oeuvre pour 300A, aujourd'hui on utilise de préférence le capteur Hall, nettement mieux surtout qu'il n'y a pas de rupture dans la continuité physique du faisceau.
De plus un schunt sera mis de préférence à la masse ce qui ne présente pas que des avantages, le mettre au + nécessite une adaptation des potentiels de mesures, bref ça complique vite les choses.
Le capteur Hall lui, peut se mettre n'importe où et dans tous les sens, se monte en 5mn café en main y compris.

Il existe des capteurs qui sorte directement une info 0-5V pour la pleine échelle -I/+I, le 0 étant à 2.5V, le tout alimenté en 5V.

Il y en a aussi à sortie fréquentielle ou à rapport cyclique variable.

Voir LEM ou HoneyWell.
A+

[jorg1n]

Merci Hulk pour toutes ces informations,

j'ai déja utilisé un capteur de ce type, le LEM HTFS 200. Mais voila, mon choix c'est ensuite porté sur un shunt de mesure. Ma chaine de mesure fonctionne parfaitement, mais la résolution (au point de vue de mon convertisseur A/D du PIC) ne me convient pas, c'est pour cela que je cherchais une autre solution pour améliorer cela. Et je suis donc finalement parti pour utiliser un convertisseur A/D externe au PIC (12bits - > MCP3204).
J'ai même créer un post pour son intégration si cela t'intéresse, et surtout si tu peux me donner 2 ou 3 petits coups de pousses...
(surtout au niveau soft )

http://forums.futura-sciences.com/el...n-mcp3204.html

Merci encore pour tes conseils ..

[Qristoff]

Salut,
tu peux aussi utiliser un AOP associé à un switch analogique pour commuter de ampli inverseur à non inverseur selon le sens du courant. Ce qui permet d'avoir un gain de presque 50 pour une dynamique 0/300A/100mV dans les deux sens.