Alimentation Pont de Wheatstone microcontroleur

[pierr0t]

Bonjour à tous,

Je suis nouveau sur le forum et humble softeux qui essaie de faire de l'électronique.
Je réalise pour un oncle agriculteur le remplissage automatique d'une trémie d'aliment. Le principe est simple un clavier, un lcd, un capteur de poids et un micro biensûr. Le schéma est en pièce jointe (jpg + SDS3). On tape une consigne, le moteur démarre, remplit la trémie et le moteur s'arrête quand la consigne est atteinte.

J'ai une entrée analogique sur le µ notée ana1 sur le schéma et je souhaiterais alimenter ce pont en 5V, car c'est aussi la plage de mesure du µ (0-5v). Le problème c'est que j'ai qu'un seul Gnd que se soit pour la mesure ou l'alim du capteur. Pardonnez mon ignorance de softeux !!

Mes questions:
Comment fait on pour brancher ce capteur (qui est un pont de Wheatstone) sur ce schéma ?

Y a-t-il besoin d'un conditionneur ?

S'il faut un conditionneur, connaitriez vous un qui soit pas cher (je n'ai pas besoin d'une grande précision) ?



Merci de votre aide.

Ps: le lcd, le clavier, la commande de puissance et l'entrée ana fonctionnent. Il ne reste plus qu'à faire marcher ce capteur !!!
Ps2: Je suis prêt à fournir soft (code + bin) et schéma finaux après validation du projet.
-----

[invite2ff5531f]

Bonjour,
Quelle est donc la référence de ce capteur ?
le lien pour la datasheet ?
Cordialement

[invite74b5b8f7]

Salut,

J'ai une entrée analogique sur le µ notée ana1 sur le schéma et je souhaiterais alimenter ce pont en 5V, car c'est aussi la plage de mesure du µ (0-5v).

Déjà, ton pont ne va pas te fournir une tension entre 0 et 5V, mais plutôt 2 tensions de 2,5V (à vide) qui varieront de quelques mV chacuns (en charge) .Et ce qui t´intéresse, c´est la différence entre ces 2 tensions. Il faut regarder la valeur de sortie à pleine charge de ton capteur en mV/V que tu dois avoir dans ta doc.

Comme le demande satmicro1, il faudrait la doc du capteur pour mieux te conseiller.

Sinon, pour le pesage, tu peux soit utiliser un ampli d´instrumentation qui te ramène ta tension différentielle en mode commun (par ex. INA111) que tu connectes sur l´ADC de ton µC, soit utiliser un ADC différentiel avec un ampli intégré (par ex. ADS1230 avec un gain de 128 (voir page 20)) qui sont aussi très simple d´utilisation et qui te permettent donc d´obtenir une bonne précision facilement...

Quelle précision souhaites-tu?

[pierr0t]

Bonjour satmicro1 et lil-vince,

Premièrement je vous joins la datasheet du capteur.
Pour répondre à lil-vince sur la précision, je souhaite atteindre les + ou - 10kg.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite74b5b8f7]

Re,

Pour les +/-10kg, ça va être facile, ca fait 55 points...

Vu que tu n´as qu´une carte à réaliser, je te conseillerais une des solutions que je t´ai proposées.
La plus sûr (même si elle est bien trop précise pour ce que tu veux) serait l´utilisation d´un ADC avec ampli intégré.
Après, à toi de chercher celui qui te convient le mieux (l´ADS1230 n´existe qu´en CMS par exemple)
Voir ici par exemple:
Recherche ADC TI

Au fait, il te faut quelle fréquence d´échantillonnage?

PS: Sur ton schéma, il manque quelques condos, normalement:
-sur l´entrée 12V (d´ailleurs d´oú vient-il? Alim dc?)
-sur l´alim de ton µC
-Aux bornes de ton BP de reset
Et pourquoi avoir mis une bobine plutôt qu´un condo sur l´alim analogique de ton µC?
-Condo aussi sur Vref de l´µC si tu te sers de son ADC...

Si tu veux vraiment faire quelque chose de propre, il faudrait avoir un réguateur (par e. 5V) dédié à la partie analogique (alim capteur et tension de reference ADC)

[pierr0t]

......,

A vue de nez, je pense pas pouvoir utiliser ta solution ADC car je n'ai plus qu'une seule pin de dispo sur le µ. Par contre celle de l'INA111 parait jouable, d'après ce que j'ai pu lire, il n'a qu'une sortie à scruter.

Ma fréquence d'échantillonnage est à 10Hz ce qui est déjà beaucoup vue la faible vitesse de variation de poids dans la trémie.


Dans tous les cas,merci pour la revue de schéma.

L'alim est une alim de PC (pas chère et robuste critères primordiaux du projet).

Vu que c'est une alim de PC faut il vraiment un condo sur le 12V ?
J'en rajouterais un sur l'alim du µ du BP reset.
J'ai mis une bobine car la datasheet du µ le disait dans la partie "Noise Reduction".

Faire qq chose de plus propre ne m'intéresse pas si la solution "sale" répond à mes contraintes (Robuste et pas cher). Moins j'ai de complexité plus c'est facile à maintenir. Comme on l'aime à le rappeler dans l'industrie "Le mieux est souvent l'ennemi du bien".

Dans la solution de l'INA111, j'ai plusieurs questions
Je mets quoi sur:
- V+ et V-, +5v et Gnd respectivement ??
- V-in et V+in, je suppose que je branche mon pont de wheatstone ?
- Ref : Gnd ou +5V ?
- Vo je suppose que c'est la sortie analogique ?

Quel est la résistance Rg que je dois choisir dans mon cas ?

Avec quoi j'alimente le pont ?
Sur la fig7 page 10 ils mettent 10v, pourquoi ca ???


Merci de l'aide, je sais que ca prend du temps.

[invite74b5b8f7]

Vu que c'est une alim de PC faut il vraiment un condo sur le 12V ?
J'en rajouterais un sur l'alim du µ du BP reset.
J'ai mis une bobine car la datasheet du µ le disait dans la partie "Noise Reduction".

OK, pour le condo sur le 12V, ça ne peu pas faire de mal surtout si tu as des fils assez long entre l´alim et l´entrée de ta carte. Sinon, c´était surtout pour le BP, on met toujours un condo pour l´anti rebonds ou alors il faut le faire par soft (timer de qques dizaines de ms)

A vue de nez, je pense pas pouvoir utiliser ta solution ADC car je n'ai plus qu'une seule pin de dispo sur le µ.

Effectivement, il faut au moins 2 pins.
Il faut donc que ça soit une entrée de l´ADC pour y connecter ton INA111.

Faire qq chose de plus propre ne m'intéresse pas si la solution "sale" répond à mes contraintes (Robuste et pas cher). Moins j'ai de complexité plus c'est facile à maintenir.

OK, c´est sur que pour avoir 50 points de résolution, pas besoin de se prendre la tête...

Sinon, je n´ai jamais utilisé ces amplis, mais le schéma est page 10.
Pour le gain (choix de Rg), ça dépend de ton capteur (j´attends la pièce jointe) et de la gamme d´entrée de ton ADC (apparemment 5V).
Pour alimenter l´ampli, c´est de +/-6V à +/-18V (sur V+ et V-) t´as une alim négative?
Ensuite t´alimentes ton pont avec ce que tu veux (les 10V page 10 sont un exemple) et tu mets les sorties de ton pont sur Vin+ et Vin- de l´INA111.
Vref de l´INA à la masse.

Pour l´alimentation du pont:
Dans la doc de ton capteur, tu trouveras une donnée en mV/V, surement 2mV/V:
Ce qui fait que si tu alimentes ton pont en 5V, tu auras 5*2mV=10mV en sortie de ton capteur à pleine charge (si tu poses 550kg dessus) alors que si tu l´alimentes en 10V, tu auras 10*2mV = 20mV en sortie en posant 550kg dessus...
Donc après, il faut adapter tes 0-10 ou 0-20mV à la plage de 0-5V donc un gain de 5/10.10^-3 ou 5/20.10^-3...

L´INA111 n´est peut-être pas le plus adapté à ton appli, c´était un exemple

PS: avec cette solution, tu ne pourras pas aller dans les poids négatifs (précision au cas oú...). c´est un autre avantage de la solution de l´ADC externe: avec juste une alim 5V, tu peux aller jusqu´á 0kg et dans le négatif (alors qu´avec l´AOP, il faut une alimenation symétrique pour pouvoir descendre à 0V en sortie)

[invite74b5b8f7]

Regarde peut-être celui ci (moins cher et alimentation simple mais seulement en boitier MSOP8):

http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ina322.pdf

Si tu lis les docs (éventuellement des notes d´appli avec), tu ne devrais pas avoir de problèmes pour le mettre en oeuvre (je n´ai pas trop de temps)...

[pierr0t]

J ai attache un pdf sur mon 2nd message qui est la doc du capteur.

[pierr0t]

Pas de problème pour alimenter en +12v -12v, vue que c'est une alim de PC. Ca sort directement.

[invite74b5b8f7]

Bon bah t´as tout ce qu´il faut alors...

[pierr0t]

Merci pour tout,

L'ina111 remplit parfaitement sa fonction. Plus qu'à finir le soft.
Merci encore du coup de main

Pierr0t

[ak47only]

Salut,

Bon je vois qu'il est trop tard pour des conseils vu que la partie hard est déjà fini mais:
Les ampli d'instrumentations coutent bien cher, le ina111 tape dans les 10€ il me semble non? Il est bien plus économique d'en faire un avec deux ou trois ampli-op classique qui ne coutent rien.
Même remarque pour l'uln2803 qui ne coute pas très cher serte mais il aurai pu être remplacer par un simple transistor pour le contrôle du relais.

Bonne continuation pour la suite du projet.

[invite74b5b8f7]

L'ina111 remplit parfaitement sa fonction. Plus qu'à finir le soft.
Merci encore du coup de main

De rien

Les ampli d'instrumentations coutent bien cher, le ina111 tape dans les 10€ il me semble non? Il est bien plus économique d'en faire un avec deux ou trois ampli-op classique qui ne coutent rien.

Après le "problème", c´est la réjection de mode commun avec un montage à 3 AOP, il faut une bonne symétrie ce qui est bien réalisé dans un ampli d´instrumentation.
Un montage à 2 AOP n´est pas tres adapté á l´utilisation de l´ADC d´un µC.

Perso, je trouvais l´utilisation d´un ADC différentiel avec amplification intégré plus precise et moins chère, mais comme c´est pour une réalisation unitaire, ça ne change pas grand chose...
Et puis:

je pense pas pouvoir utiliser ta solution ADC car je n'ai plus qu'une seule pin de dispo sur le µ. Par contre celle de l'INA111 parait jouable

Après il doit y avoir des ampli d´instrumentation moins chers.

Au fait, pour la réalisation mécanique, elle est déjà faite?

Sinon, bonne programmation...

Au fait, ça m´intéresserait de connaitre tes résultats si tu fais des essais et comme tu proposais, le soft et le schéma... D´ailleurs,t´as rajouté des condos?

[pierr0t]

L'uln2803, c'est pas la ruine pour une carte qui sera jamais industrialisée et en plus j'ai ajoute 2 autres relais du coup, le chip à un peut plus d'intérêt. Et je ne suis qu'un softeux, souder 3 transistors + 3 diodes de roue libre ca prend de la place, du temps et des erreurs de câblage forcement....

Pour ce qui est des Aop, j'ai teste un montage à 3 aop mais c'était pas tres probant même avec des résistances de précision.

Du point de vue économique, ajouter des composants un peu plus cher ne pose pas de problème vu qu une telle appli acheter ds le commerce vaut près de 4000€ HT. Certes celle du commerce sera plus précise que la mienne. Mais ma BOM ne dépasse pas les 450€ TTC (le capteur en vaut 360).

Oui j ai ajoute les condo, mais pas sur le reset parce que le reset sert de lien de debug sur ces µ et qu'avec le condo le debug fonctionnait pas.

Je fournirais le code une fois que j'aurais installé testé et validé.
Sauf si tu en as un besoin maintenant, je peux l'envoyer.

[invite74b5b8f7]

Je fournirais le code une fois que j'aurais installé testé et validé.
Sauf si tu en as un besoin maintenant, je peux l'envoyer.

Oui, t´inquiètes, je ne m´attendais pas à ce que tu me l´envois, j´en ai pas besoin, c´est juste histoire de voir les résultats et éventuellement de prendre des idées...
En plus, je programme sur MSP340 et STM32, pas sur ATMEGA, mais ça peut toujours servir...

Oui j ai ajoute les condo, mais pas sur le reset parce que le reset sert de lien de debug sur ces µ et qu'avec le condo le debug fonctionnait pas.

Tu pourrais peut-être mettre un jumper qui déconnecte le BP et le condo (en parralele sur le BP).
C´est juste qu´on met toujours un condo avec un BP pour l´anti-rebond...)

Pour ce qui est des Aop, j'ai teste un montage à 3 aop mais c'était pas tres probant même avec des résistances de précision.

Qu´est ce que t´appels "pas probant", t´avais pris quoi comme AOP, c´est le choix des AOP le plus important (avec des résistances de précision bien sûr)?
(juste pour savoir)

[ak47only]

L'uln2803, c'est pas la ruine pour une carte qui sera jamais industrialisée et en plus j'ai ajoute 2 autres relais du coup, le chip à un peut plus d'intérêt. Et je ne suis qu'un softeux, souder 3 transistors + 3 diodes de roue libre ca prend de la place, du temps et des erreurs de câblage forcement....

Pour ce qui est des Aop, j'ai teste un montage à 3 aop mais c'était pas tres probant même avec des résistances de précision.

Du point de vue économique, ajouter des composants un peu plus cher ne pose pas de problème vu qu une telle appli acheter ds le commerce vaut près de 4000€ HT. Certes celle du commerce sera plus précise que la mienne. Mais ma BOM ne dépasse pas les 450€ TTC (le capteur en vaut 360).

A ouai ça fait une belle économie quand même !
Pour le uln2803 si tu a ajouter deux autre relais c'est deja mieux mais c'est vrai que un CI pour un seul relais c'etais pas justifié de plus je ne crois pas que trois transistor et trois diode de roue libre ce soit une grande source d'errer de câblage.
Pour les 3'AOP d'instru c'est sur que tu ne pourra pas avoir une précision égale à celle d'un ampli d'instru intégré.

[pierr0t]

Bonjour,

Bon le soft est "terminé", du moins testé sur board avec le capteur.
Mais pas testé sur la mécanique finale.
Il se compile avec winavr. Et s'ouvre avec Programer's Notepad fournit avec Winavr ( http://winavr.sourceforge.net/ ).
Le zip contient le chemin complet vu que Programer's Notepad ne connait pas les chemins relatifs (du moins j'ai pas trop fouillé pour trouver l'option). Du coup le zip est à décompacter directement sur le c:\ .
Le soft se décompose en trois parties DRV, MDW, APP. Du coup, normalement c'est a peu près portable si on réécrit la couche DRV. Je dis à peu près car j'ai été "obligé" d'utiliser du spécifique winavr lib pour des question de taille Rom. En effet mon soft fait 8180 Bytes pour 8192 de dispo sur le µ. Juste juste...
Taille Totale 8180 = App_IHM(4470Bytes) +DRV+MDW(3710)
Le soft est totalement compatible (à la compil près biensur) avec les 3 µ suivants: Atmega8, Atmega88, Atmega168. Il suffit de changer le nom de µ ds le makefile.

Je teste dans 10j sur la méca finale, à partir de ce moment la je pourrais donner la précision exacte de l'appli.
Normalement ca doit etre de l'ordre de 5kg.

Merci encore de vos coups de main

Pierrot

[pierr0t]

Nb: Ouvrir le fichier C:\ProjetDenis\Sources\Conf\Pr ojetDenis.pnproj pour voir le projet

[invite74b5b8f7]

Merci, tiens moi au courant de ta précision (si t´as de quoi la mesurer), je jeterais un coup d´oeil à ton prog quand j´aurais 5 min...

[pierr0t]

Salut,

Après essai sur la méca finale, j'obtiens une précision de l'ordre + ou- 2kg. C'est bien mieux que le "cdc" (+/- 10kg).
J ai un peu changé le soft pour virer les lib stdlib et stdio (J'utilisais sprintf et atoi), du coup le soft a maigri. Je passe de 8kB à 6kB. Ca vaut la peine de passer une demie heure à recoder. A l'avenir j'eviterais de faire le feignant...

a+

Pierr0t

[invite74b5b8f7]

Ok, merci, c´est pour avoir une idée de ce que ça donne avec un ADC d´µC (t´as testé avec des poids étalons?)

J ai un peu changé le soft pour virer les lib stdlib et stdio (J'utilisais sprintf et atoi), du coup le soft a maigri.

Je fais pareil, j´ai même un projet ou j´ai beaucoup réduit mon printf et sscanf pour que ça rentre dans mes 8kio...

Bonne continuation