Multiplexeur CD4051 & ADG408

[mdcosmos]

Bonjour,

Je tente de réaliser le multiplexage de trois sondes qui délivre un signal 4-20mA (Sonde PT100 + convertisseur à base de XTR105).
Je fais plusieurs tests avec des multiplexeurs CD4051 et ADG408, aucun test ne me parait satisfaisant, à savoir :

D'après les datasheet, le CD4051 est sensé faire passer 10mA en continu, 20mA pour l'ADG408.

Les sondes sont alimentées en 20V.

Avec le CD4051 (VDD en 20V, VSS/VEE/INH à 0V), les sondes sont connectées sur les entrées 0,1,2 (pattes 13,14,15), les autres pattes d'entrées 3,4,5,6,7 (pattes 1,2,4,5,12) sont à 0V. Les entrés A,B,C sont connectées à un CD4060 (réglé pour changement toutes les 4s). La sortie (patte 3) est branchée à une résistance de précision de 500ohms afin de mesurer une tension de 2-10V sur une entrée de mon automate. Avec l'ADG408, même type de branchement mais avec les n° de pattes différents...

En fonction du courant produit pas les sondes, voici ce que cela donne :

<= 5 mA, la mesure est correcte avec le CD4051 et l'ADG408.
> 5mA, OK avec l'ADG408, avec le CD4051, la tension mesurée au borne de la résistance devient incohérente, beaucoup trop grande (12V).
> 10mA, KO également avec ADG408 (12V quel que soit le courant > 10mA)

J'ai également fait le test en mettant en parallèle les multipexeurs, comme on peut l'imaginer, on double la plage de mesure, c.a.d avec 2 CD4051 on passe à 10mA, avec 2 ADG408, on passe à 20mA...

Quelqu'un peut-il m'expliquer pourquoi l'ADG408 qui est sensé supporté 20mA en continue ne le fait pas, ou quelle erreur suis-je en train de faire ?

Merci par avance.
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[DAUDET78]

Bonjour mdcosmos et bienvenue sur FUTURA

Il ne faut absolument pas utiliser des circuits intégrés de ce genre qui ne sont absolument pas conçus pour ce job !
Peux tu faire un schéma de l'ensemble de ton montage (en remplaçant le switch analogique par un commutateur mécanique) avec les capteurs, les convertisseurs 4/20ma et le récepteur 4/20mA

[mdcosmos]

Ci-joint un petit schéma simplifié.
Donc, ces composants n'étant pas adaptés, vers quelle solution dois-je m'orienter ?

[DAUDET78]

Ci-joint un petit schéma simplifié.

pas encore visible

vers quelle solution dois-je m'orienter ?

Et ben, on verra .....
PS : C'est quoi qui pilote la sélection ? un niveau 0/5V ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[mdcosmos]

Bonjour,

Aujourd'hui, dans mon montage (6 voies de 8 sondes), la selection n'est pas pilotée.
C'est le CD4060 (Q12,Q13,Q14), qui pilote les 6xCD4051 et qui pilote 3 entrées (24v) de mon automate (à l'aide d'un transistor BC547C dont les bases sont branchées sur Q12,Q13,Q14 du CD4060)(entre la base du NPN et le CD4060, il y a une résistance de 1K).
Pour info, ce montage est opérationnel sauf qu'aujourd'hui, il mesure des tensions et non des courants... Comme certaines sondes sont à 150m de l'automate, j'ai des perturabtions sur les tensions mesurées et l'automate fait n'importe quoi (je caricature un peu...).
C'est là que je me suis dis, y a qu'à mettre des sondes 4-20mA...

Pour répondre à la question, le mode de selection, dans la mesure où c'est la carte mux qui pilote, c'est ouvert, entre 5v et 24v...

Pour info, j'ai pas mal cherché sur le WEB (inutile de préciser que mon niveau en électronique est faible), par exemple, au lieu de mettre des CD4051, mettre un CD4028 dont les sorties piloteraient des MOFSET, seulement voilà, dans la jungle des composants, j'ai des difficultés à selectionner les bons composants, également à dire si cette solution pourrait fonctionner...

[DAUDET78]

Voilà la solution :

Je te laisse me l'expliquer !
PS : n'importe quel NMOS est utilisable

[mdcosmos]

Les 1N4148 évitent les retours de courant dans les autres voies.
Lorsque les grilles des NMOS sont polarisées à 0V, les NMOS ne sont pas passants, donc, le courant traverse la résistance de 500ohms.
Lorsque les NMOS sont à 9.6V, ils deviennent passant et détourne le courant de la sonde.
Si j'ai bien compris :

Pour mettre la grille à 0V, par exemple, je la relie au collecteur d'un NPN dont la base serait pilotée par un CD4028.
Comme je ne veux qu'une sonde à la fois qui débite dans la résistance de mesure, si j'ai 8 voies, j'en aurais 7 dont le courant est débitée à la masse. Donc dans mon cas, j'ai un maximum de 840mA ((6*8-6) * 0.02) qui partent en fumée.

Questions/Remarque :

Pourquoi 9.6V pour la polarisation de la grille, une constante ? ou cela dépend-il du NMOS ?
Faut vérifier que mon petit montage à base d'XTR105 puisse supporter de directement débiter à la masse.
Aurais-tu un exemple de référence NMOS/PMOS (TO92) de faible puissance (20mA), car lorsque je regarde le prix de certains NMOS (qui peuvent débiter 5A), je prends peur...

Ai-je bien compris ?

Possibilité ?
Ne pourrions nous pas, virer les diodes, remplacer les NMOS par des PMOS, directement relier les sondes sur leur drain et relier ensemble leur source qui débiterait dans la résistance de mesure ?

[DAUDET78]

j'en aurais 7 dont le courant est débitée à la masse. Donc dans mon cas, j'ai un maximum de 840mA ((6*8-6) * 0.02) qui partent en fumée.

Comme je ne connais pas tes capteurs, il faut souvent un certain temps, à la mise sous tension, pour qu'ils se stabilisent. de l'intérêt de les laisser en marche

Pourquoi 9.6V pour la polarisation de la grille, une constante ? ou cela dépend-il du NMOS ?

TOUS les NMOS sont saturés avec 10V de tension grille-source

Faut vérifier que mon petit montage à base d'XTR105 puisse supporter de directement débiter à la masse.

Aucun problème, c'est un générateur de courant ...

Aurais-tu un exemple de référence NMOS/PMOS (TO92) de faible puissance (20mA), car lorsque je regarde le prix de certains NMOS (qui peuvent débiter 5A), je prends peur...

On verra ça plus tard, on en trouve à moins d'un euro

Ne pourrions nous pas, virer les diodes, remplacer les NMOS par des PMOS, directement relier les sondes sur leur drain et relier ensemble leur source qui débiterait dans la résistance de mesure ?

Dur dur ... car la source est a un potentiel variable !

Je suis parti du principe que tu pilotes le choix de la source par ton automate. Si tu le pilotes à partir d'une autre source, donne moi le schéma.

[carcan]

Hello !

je n'ai pas tout lu ...
Mais il y a une solution simple :
- une résistance de ligne sur chaque ligne
- un multiplexeur quelconque

Dans ce cas, on switche une tension et plus un courant ... ce qui est faisable par la plupart des multiplexeurs du commerce (le ADG408 conviendra très bien).

A+
Laurent

[DAUDET78]

Mais il y a une solution simple :

Oui, c'est surement la bonne solution !

[mdcosmos]

Oui, j'ai pensé à la résistance de ligne, le pb, c'est la puissance dissipée, si toutes les sondes produisent 20mA (même s'il y a peu de risque en simultané), cela me fait 8W (42*10*0.02)(c'est quand même un peu dommage). Le deuxième problème, c'est la calibration, les 8 résistances d'un mux donné doivent avoir la même valeur, sinon, la courbe de l'automate ne donnera pas la même valeur pour un signal 4-20 donné.

Pour répondre à Daudet, ce n'est pas l'automate qui fait la selection, je n'ai plus de sortie disponible. Je laisse faire la carte qui envoie l'adressage sur 3 entrées disponibles.

Sans vouloir insister (et aussi dans un but de comprendre et de progresser), je joins un petit schéma avec des PMOS, j'ai ajouté une deuxième résistance au dessus de la résistance de lecture afin d'augmenter tension sur la source lorsque le signal n'est que de 4mA (En écrivant, je me rend compte que lorsqu'il y aura 20mA, on aura 20V sur la source...? ce qui pourrait gêner le générateur de courant ?)

Merci pour vos retours.

[DAUDET78]

Le deuxième problème, c'est la calibration, les 8 résistances d'un mux donné doivent avoir la même valeur, sinon, la courbe de l'automate ne donnera pas la même valeur pour un signal 4-20 donné.

Non ...
Si le Mux est entre les 500 Ohms de mesure et l'entrée analogique de l'automate, il n'y a aucun courant qui passe dans le Mux ( enfin, un tout petit qui correspond à l'impédance d'entrée de l'automate qui doit être très grande vis à vis de la résistance interne du Mux)

[mdcosmos]

OK, merci pour toutes ces réponses, je vais donc partir sur la résistance de ligne.

[mdcosmos]

Question complémentaire : D'une façon générale, quelle est la bonne façon de trouver les références des composants (notamment les transistors, les darlington, le MOFSET, les ampli OP) correspondant à son besoin sans avoir à éplucher les datasheets un par un ? Existe-t-il des sites qui permettent des recherches par propriétés ?

[DAUDET78]

Tu as, par exemple, les filtres sur le site de Farnell . Ca te permet de choisir un composant, d'avoir un prix et une disponibilité (et un lien sur la datasheet)