Problème de parasites

[Guillaume48]

Bonjour à vous tous.

Je vous lis à l'occasion depuis quelques temps et voici donc mon tour de poser une question. Il s'agit d'une question probablement très simple pour certains d'entre vous, mais mes compétences en électronique sont si faibles que la lecture de différents sujets déjà postés ici ne m'ont pas permis d'y répondre. J'espère donc que vous ne serez pas trop réticents à me répondre.

Je me frotte donc à un projet sur base Arduino depuis quelques temps, dont le but est de réaliser une mesure de tension de sortie de sonde lambda automobile à bande étroite d'une part et de piloter un motoventilateur à courant continu d'autre part. Pas de soucis sur la mesure de tension par elle même, ni sur la commande su ventilateur, les deux fonctions tournent à merveille séparément.

Par contre, lorsque les deux fonctions fonctionnent en même temps, la mesure de tension de la sonde lambda est parasitée par la sortie à modulation de largeur d'impulsion. J'ai eu beau employer du câble blindé pour la sonde comme pour le moteur, réaliser une interconnexion complète des masses du système, rien n'y fait. De plus, les condensateurs de filtrage du moteur du ventilateur ne résistent pas aux harmoniques issus de la modulation de largeur d'impulsion, ils chauffent et brulent systématiquement...

Du coup, j'ai pensé à une possibilité: si la débitance de sortie de la sonde est très basse, il est possible que le parasite prenne le pas sur le signal de sortie, non? Une amplification de la tension de sortie de la sonde permettrait-elle de régler ce problème?

Merci à vous de vous pencher sur mon problème.
-----

[DAUDET78]

Bonjour Guillaume48 et bienvenue sur FUTURA
Pour faire avancer le schmilibilick, il faudrait avoir le schéma de branchement de ta sonde et de l'interface moteur

..... de piloter un motoventilateur à courant continu d'autre part.

Il y a une diode de roue libre? des condensateurs de découplage, non pas aux bornes du moteur, mais sur le 12V d'alimentation ?
PS : une sonde lambda, ça sort quelle tension de sortie ?

[Guillaume48]

Bonjour Daudet, et merci de vous pencher sur mon problème.

Je vais essayer de faire un schéma dans la soirée, mais quelques explications complémentaires pourrait peut-être déjà vous aider à comprendre.

Tout d'abord, la sonde lambda est un composant semi-conducteur délivrant un signal en tension qui varie brutalement de 0 à 1V lorsque les gaz chaud qui la "traverse" passent en excés d'oxygène. Elles sert habituellement au réglage de combustion des moteurs automobiles, mais dans mon cas, je la détourne un peu de cet usage, tout en restant dans un dispositif de contrôle de richesse de combustion. En somme, s'il y a manque d'oxygène dans les gaz chauds (gaz d'échappement en fait), la tension de sortie est de l'ordre du volt (entre 600 et 800mV selon la température de la sonde) et si il y a excès d'oxygène, la tension est très basse (< à 100mV). Il en ressort qu'en fonction de la tension de sortie, on peu déterminer si une combustion est riche ou pauvre, sans toutefois pouvoir quantifier si le point de fonctionnement est éloigné ou pas du point stœchiométrique.
J'ai câblé cette sonde directement sur une entrée analogique de l'Arduino (qui est en fait un Atmel Méga je crois) en deux fils, référencée au GND.

Pour le pilotage du motoventilateur, l'Arduino commande une carte MD10C de chez Cytron Technologie via une de ses sorties PWM. Cette commande est réalisée par trois fils: GND, Direction (sens de rotation, fixée au GND dans mon cas, vu qu'il n'y a qu'un sens de rotation), et PWM (sortie de l'Arduino donc).
Il n'y a pas de diode de roue libre où que ce soit, ni aucun condensateur externe.

L'alimentation de puissance est une alim de PC portable à découpage (19Vcc 7A).
L'alimentation de l'Arduino est séparée. Elle est réalisée par un bloc alim secteur 6Vcc.
Les polarités négatives de ces deux alimentations ne sont pas communes.

Lorsque j'ai observé le signal sortie de sonde lambda à l'oscillo, j'ai constaté que le parasite avait la même fréquence que celle de la sortie de puissance, mais je suis pris de doute, je referai une mesure, pour déterminer si c'est bien le cas.

Encore merci de chercher à m'aider, car je sèche là, alors que tout le code est fonctionnel et que les fonctionnent séparément...

[Guillaume48]

Je n'ai pas encore eu le temps de réaliser le schéma, désolé. J'essaie de le mettre en ligne vendredi.
J'en profiterai surement pour faire quelques mesures complémentaires à l'oscilloscope, pour vous donner un maximum de détails sur ce qui se passe.

Ce qui est sûr, c'est que le rapport cyclique du parasite est identique à celui de la commande du moteur. Peut-être que le parasite remonte par la masse commune de la commande de la carte de puissance et perturbe la mesure de la sonde lambda.

[A voir en vidéo sur Futura]

[DAUDET78]

une carte MD10C de chez Cytron Technologie via une de ses sorties PWM.

Donne un lien WEB sur la notice de cette carte

[Guillaume48]

Voici le lien vers la page descriptive de cette carte. Les documentations sont téléchargeable en bas de page, juste au dessus des commentaires.
Le lien donc...
C'est un mode d'emploi, plus qu'une véritable doc technique, mais je ne crois pas avoir trouvé grand chose de plus détaillé.

[DAUDET78]

Les diodes de roues libres sont intégrées (c'est un pont en "H")
Par contre tu as intérêt à mettre un gros condensateur (4700µF//0,1µF ) en parallèle sur l'alimentation du moteur .... et de faire un beau câblage en étoile.

Par contre, tu n'avais pas besoin d'une telle usine à gaz pour faire tourner ton moteur dans un seul sens. Un driver de NMOS, un NMOS 50V 30A, une diode de roue libre 50V 30A rapide .... et c'était torché.

[Guillaume48]

J'ai choisi cette solution car elle était simple et ergonomique pour moi qui n'ai pas de compétences particulière en électronique. Elle répondait à mon besoin de faire varier la vitesse de rotation depuis l'Arduino sans avoir à déterminer un système d'interfaçage physique. Qui plus est, le coût de cette carte est modéré.

Par contre, je ne saisi pas tout à ta réponse. Installer un condo de 4700 microfarads, pas de soucis. Je ne comprend pas pourquoi tu mentionne également une capacité de 0,1 micros, est-ce une coquille ou suggère tu de mettre également un second condo en parallèle?
Autre incompréhension: Peux tu m'expliquer ce qu'est un câblage en étoile sur un moteur à courant continu, car même si mon BTS Electrotechnique date un peu, je n'y ai jamais rien appris de tel...

Je continue sur ce qui m'est étranger: je ne sais pas ce qu'est un transistor NMOS, encore moins comment piloter son driver. Cela permettrait il d'assurer un réglage de la vitesse de rotation de manière simple?

Navré si mes questions te semble idiotes, mais je te remercie de ton aide.

[DAUDET78]

Installer un condo de 4700 microfarads, pas de soucis. Je ne comprend pas pourquoi tu mentionne également une capacité de 0,1 micros, est-ce une coquille ou suggère tu de mettre également un second condo en parallèle?

un condo pour les fréquences basses, un pour les fréquences élevées

Peux tu m'expliquer ce qu'est un câblage en étoile sur un moteur à courant continu, car même si mon BTS Electrotechnique date un peu, je n'y ai jamais rien appris de tel...

on en reparlera quand tu auras donné ton schéma. Le but étant de bien séparer les fils avec du courant fort (et plein de parasite) et les fils avec du courant faible (et sensible aux parasites)

je ne sais pas ce qu'est un transistor NMOS, encore moins comment piloter son driver. Cela permettrait il d'assurer un réglage de la vitesse de rotation de manière simple?

Pareil qu'avec ta carte mais avec 10 fois moins de composant

[Guillaume48]

Merci de ces infos complémentaires Daudet. J'avais donc bien compris ton propos pour les condos.Lorsque tu dis sur l'alimentation du moteur, je présume que c'est à la sortie de mon alimentation de PC portable, juste à l'entrée de la carte MD10C que du suggère de placer les condensateurs.

Les NMOS sont des transistors MOSFET à jonction N si je suis bien. Le montage m'intéresse beaucoup, car il devrait être plus compact que la carte que j'utilise pour le moment et c'est un élément qui a son importance dans mon projet.

Pour ce qui est de la séparation entre puissance et commande, la problématique va être que l'ensemble du matériel se situe dans le même boitier, la promiscuité est donc difficile à contourner, d'autant que le boitier est de petite taille (100*100*40mm environ). Par contre, la filerie qui va de l'arduino à la carte MD10C et par laquelle transite les signaux de commande n'est pas blindée. Je peut remédier à ça assez facilement, ça ne mange pas de pain.

Encore merci.

[Guillaume48]

Je viens de faire quelques mesures complémentaires.
Je retrouve donc un parasite à 500Hz de partout sur la carte. Il s'agit d'une image déformée de la sortie de la carte de puissance. Ça ressemble à une sorte de signal carré dont le front montant est amorti. Ce signal parasite est présent sur le blindage de mes câbles, sur le GND de l'Arduino, sur toutes les entrées analogiques... Partout quoi.
J'ai tenté de mettre les condos sur l'alim, ça ne fonctionne pas, le courant d'appel est trop important à la mise sous tension, l'alim se met en sécurité. Je vais ré-essayer à la sortie de la carte.

Pour le schéma, je l'ai relevé à la main, il faut que j'en fasse une version "lisible" et je la met en ligne.

[Guillaume48]

Bonjour.
Désolé d'avoir laissé ce message si longtemps sans réponse...
Je repasse pour vous dire que mon problème est réglé.
En fait, le parasite n'était pas filtrable pour une raison très simple: la fréquence du signal PWM de la carte était réglée (selon la config de base) à 500Hz. L'amplitude du courant commuté (environ 3A) provoquait un parasite de forme amplitude et de basse fréquence, difficile à filtrer du fait de sa puissance.
Du coup, j'ai fait une modification du code pilotant la sortie PWM pour augmenter la fréquence de commutation. Je ne me souvient plus de la valeur que j'ai configuré à l'époque, mais c'était de l'ordre de 30kHz. Du coup, il est devenu très simple de filtrer tout ça avec un petit condensateur en sortie.
Le sujet est donc clos. Merci à Daudet pour m'avoir répondu à l'époque.
Cordialement.