Centrage de tension capteur pour ADC

[invite91923c4d]

Bonjours à tous,

J'explique mon petit souci en espérant trouver une réponse.

Je réalise un centrale inertielle pour un drone avec accéléromètre, gyroscope et tout le tra la la !!

Pour faire simple les capteurs me renvoie des tensions, je vais prendre l'exemple de l'accéléromètre (ADXL335 +/- 3G)
Après calcul avec les valeurs du datasheet pour 3G il me renvoie 2.4V et pour -3G 0.6V.
Donc les valeurs en sortie de l'accéléromètre son comprises entre 0.6V et 2.4V.
L'ADC de mon microcontroleur (PIC32MX575) à une résolution de 10Bit avec un Vref à 3.3V.
J'aurai aimé recentrer la tension de sortie de l'accéléromètre pour utiliser pleinement le résolution de l'ADC.
Donc pour 0.6V on aurait 0V et pour 2.4V on aurait 3.3V.

Je me suis donc penché sur un AOP différentielle et en est déduit cette équation :
G(V1-V2)
Pour:
G(0.6V-V2) = 0V
G(2.4V-V2) = 3.3V

Avec G = R1/R2 = R3/R4

Jusque la tout va bien mais j'ai un peut du mal a trouver la valeur de V2 et des résistances pour le GAIN.
Je pense qu'il doit exister un calcul ou une technique pour trouver ces valeurs et c'est pour cela que je viens demander un petit coup de main (ou de calculette) !!

Merci d'avance
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[maximilien]

Il te faut faire un montage qui supprime le décalage de 0,6V.
Avec une amplification de 3,3/(2,4-0,6) soit 1,83.

3G :2.4V => (2,4-0,6)*1,83 = 3,294
-3G : 0.6V => (0,6-0,6)*1,83 = 0

[PA5CAL]

Bonjour

Les tensions de référence du PIC peuvent être réglées de manière à ce que la plage de tension du convertisseur A-N corresponde à la plage du capteur.

Afin de minimiser les dérives, ces tensions de référence doivent être produites à partir de la tension d'alimentation du capteur.

datasheets: PIC/ADXL335

[invite91923c4d]

Merci en effet j'avais pas vue les choses comme ca !

Maintenant va falloir trouver les résistances qui vont bien. Parsque j'aurai pu faire simple avec 18.3 Kohms / 10 Kohms mais des résistance de 18.3 Kohms !!!

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite91923c4d]

Bonjour PA5CAL,

Oui en effet ta solution est bonne aussi mais j'utilise plus de 8 capteurs et il n'y en a aucun qui donne les même tensions donc je suis obliger de normaliser le signal avant de l'envoyer à l'ADC

[PA5CAL]

Je serais toi, je me demanderais s'il est vraiment utile d'ajouter un circuit de normalisation.

Ce circuit va immanquablement introduire une erreur sur la tension convertie (offset, imprécision du gain, dérive). Une erreur de seulement 3 mV provoquerait ainsi une erreur d'une unité sur le résultat.

En comparaison, si le convertisseur utilise comme tensions de référence l'alimentation des capteurs, une absence de normalisation ne ferait perdre qu'environ un bit de précision : on obtient un résultat pratiquement sur 8 bits + signe, au lieu des 9 bits + signe recherchés.

En fait, la normalisation de la tension du capteur ne vaut le coup que si tu peux très précisément la régler et la maintenir dans le temps (insensibilité aux variations de la température ou de la tension d'alimentation, au vieillissement des composants, etc. ).

.

[invite91923c4d]

La est la grande question!! faut que je test.
En faite pour l'accéléromètre c'est pas bien grave si je le normalise pas car il a une sensibilité de 300mV/g.
Par contre pour les gyroscopes qui ont une sensibilité de 0.28mV/°/s et sachant que mon ADC 10Bit aura une résolution de (+Vref/1024) = (3.3V/1024) = 3.22mV. Je sais pas si j'ai bien expliqué le problème mais je perd en résolution sur les gyros. Sinon faut que je test mais je peut utiliser la sortie amplifié 4x qui a une sensibilité de 3.33mV/°/s ce qui est déjà plus raisonnable.

Sur ma dernière IMU, je m'étais simplement préoccupé de brancher les capteurs à l'ADC du PIC sans vraiment me soucier des tensions. C'est une fois en essayant de filtrer tout ce petit monde à coup de filtre numérique, filtre complémentaire et notre chère ami Kalman (Aie mes cheveux), que je me suis rendu compte qu'il faudrait traiter une première fois les signaux des capteurs avant de les envoyer à l'ADC afin d'avoir tout le potentiel du signal et filtrer tout cela numériquement. La stabilisation fonctionne pas trop mal mais je veut pousser un peut plus.
Pour l'instant je suis en phase de test et de prototypage pour cette IMU qui est beaucoup plus complète (GPS, Télémètre ultrason, Capteur de pression, Température, Gyro, accelero, etc).

Donc à voir si je normalise ou pas certains capteurs. Je vais essayer!
Pour le moment les simulations avec la normalisation fonctionne très bien mais en effet ca n'inclue pas la dérive du capteur et les éventuelles bruits (moteur, vibration de la structure, etc, etc) d'un modèle réel!!

Affaire a suivre donc