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convertisseur analogique numérique - acheter ou faire soit même?



  1. #1
    thechaser

    convertisseur analogique numérique - acheter ou faire soit même?

    Bonjour,
    J'aurais besoin d'un convertisseur analogique numérique.
    Mon objectif est le suivant : j'ai deux tensions alternatives en entrée, l'une variant entre 0 et 5V et l'autre venant d'une prise électrique (secteur) pour pouvoir mesurer le déphasage entre les deux tensions.
    Je veux utiliser mon convertisseur comme un voltmètre pour numériser ça pour l'envoyer sur mon PC.
    J'ai besoin d'une précision d'au moins 10mV pour la première tension (si on se rapproche du mV c'est mieux mais je ne me rends pas trop compte si c'est faisable/facile ou non). Je veux échantillonner ça à 1kHz environ (si on peut aller jusqu'à 10kHz je ne dirais pas non). Pour le transfert des données j'aimerais pouvoir faire ça par Wifi mais si c'est trop compliqué ou couteux ça sera simplement pas fil.

    Je ne suis peut-être pas très débrouillard mais je n'ai pas vraiment réussi à trouver des CAN sur le net, en tout cas je ne sais pas où chercher!
    Mon budget est limité et je ne me rends pas du tout compte du prix de ce genre de CAN du coup je voulais savoir d'une part si vous en aviez à me conseiller qui font ce que je recherche, et d'autre part, je me demandais si vous pensez que c'est programmable (avec une bonne précision) sur un Arduino par exemple ou quelque chose d'un peu plus puissant mais dont le prix soit inférieur à 100€.
    L'arduino a l'avantage d'être pas cher et facile à utiliser par contre en entrée analogique on n'a que 10 bits je crois (et 8 en sortie numérique) et aussi j'ai peur que la précision soit en l'utilisant comme un voltmètre soit pas géniale.

    Votre aide me sera très précieuse, je débute dans le domaine.
    Merci beaucoup !

    -----


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  3. #2
    Antoane

    Re : convertisseur analogique numérique - acheter ou faire soit même?

    Bonjour,
    on ne fabrique pas de CAN soit-même.
    Sauf pour la beauté de l'art.
    Sauf pour apprendre.
    Sauf si on est masochiste.
    En général il faut un peu des trois (surtout du dernier).

    Pour avoir une résolution de 10mV sur 5V, il suffit de 9bits.
    Avec 10bits, tu as 5mV.
    Avec 8bits 20mV.
    Au delà de 10bits, la mise en œuvre est moins aisée : 1mV de bruit, ça s'attrape très facilement (bruit sur la tension mesurée, sur la tension de référence, sur les composants de la chaine de traitement du signal (résistances...)...).

    A condition d'avoir une tension de référence qui tienne la route (donc mieux que le 7805 qui alimente l'Arduino). Ceci dit, tout µC qui contient un CAN (et qui se respecte) dispose d'une broche permettant de lui fournir une tension de référence.
    1k, c'est facilement atteignable par n'importe quel µC. 10k, "ça se fait".

    Clairement, le Wifi sera plus difficile (et plus cher) à mettre en oeuvre que le RS232, ou même que l'USB.

    CAN, en anglais, ça se dit ADC (analog to digital converter)
    Dernière modification par Antoane ; 10/03/2013 à 21h48.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  4. #3
    PA5CAL

    Re : convertisseur analogique numérique - acheter ou faire soit même?

    Bonsoir

    Le déphasage entre deux signaux est normalement déterminé par la mesure de leur période et du décalage temporel entre un point caractéristique du premier signal et le même point caractéristique sur le second.

    Généralement, on choisit ces points caractéristiques de sorte que les seuils correspondants puissent être détectés par des comparateurs, éventuellement précédés d'un traitement analogique simple. Cela permet de se passer du CAN et des traitements numériques associés.

    Sinon, si la solution avec des CAN est privilégiée, alors rien n'empêche d'utiliser l'Arduino avec des CAN extérieurs, rapides et précis (peu bruités), et équipés d'une interface SPI ou I2C.


    Concernant le Wifi, il s'agit d'une liaison réseau réclamant une puissance machine importante qu'un Arduino n'est pas capable de développer seul. Il existe des shields Wifi pour Arduino, mais ils coûtent à eux seuls plus du double du prix du système de base.

    Néanmoins, la liaison sans-fil peut être intéressante pour garantir une bonne isolation galvanique entre la prise électrique testée et le PC recueillant les données. Si le débit de données requis n'est pas trop important (<10 Ko/s), alors il faudrait plutôt considérer de recourir à un Arduino BT, qui est équipé d'une interface Bluetooth à la place de l'USB habituelle, et qui est conçu pour être alimenté à partir d'une alimentation indépendante inférieure à 5,5V.
    Dernière modification par PA5CAL ; 10/03/2013 à 22h04.

  5. #4
    MiKL.66

    Re : convertisseur analogique numérique - acheter ou faire soit même?

    Citation Envoyé par thechaser Voir le message
    Je ne suis peut-être pas très débrouillard mais je n'ai pas vraiment réussi à trouver des CAN sur le net, en tout cas je ne sais pas où chercher!
    Bonsoir,

    Voici quelques liens :

    http://www.microchip.com/ParamChartS...g=en&pageId=79

    http://www.analog.com/en/analog-to-d...cts/index.html

    http://parametric.linear.com/high_speed_adcs

    Mickael

  6. #5
    thechaser

    Re : convertisseur analogique numérique - acheter ou faire soit même?

    Merci à tous les 3 pour votre aide !
    Effectivement vu ce que ça a l'air de coûter ça paraît suicidaire de vouloir programmer ça soit même sur un ardunio (ou autre).
    J'ai trouvé un site explicatif pas mal à ce sujet http://extremeelectronics.co.in/micr...ller-tutorial/
    J'aurais besoin d'utiliser cet CAN en continu pratiquement toute l'année H24. Le transfert des donnes doit effectivement se faire sans fil (wifi ou Bluetooth comme Mickael l'a proposé puisqu'il n'y aurait que quelques Ko/s à transférer.
    Pour répondre à PA5CAL je ne peux pas me passer de CAN car je n'ai pas seulement besoin d'avoir le déphasage en fait, j'ai aussi besoin de l'allure de ma tension. Par contre je n'ai pas compris l'intérêt de combiner à la fois Arduino et CAN.
    Dernière modification par thechaser ; 10/03/2013 à 22h28.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    thechaser

    Re : convertisseur analogique numérique - acheter ou faire soit même?

    A noter qu'après réflexion le bluetooth est difficilement envisageable car la portée est très faible et tous les PC (en particulier les PC de bureau) ne sont pas équipés de capteur bluetooth. Donc il me faudrait vraiment du Wifi. Les shields wifi pour arduino sont effectivement assez chers (de l'ordre de 80€ je crois!). Après j'ai trouvé quelques modules tels que le RN171 (dans les 40€ avec frais d'expédition) ou un nano routeur tel que celui-ci.

  9. Publicité
  10. #7
    PA5CAL

    Re : convertisseur analogique numérique - acheter ou faire soit même?

    En fait, c'est moi qui proposais le Bluetooth.

    Sinon, la programmation d'un Arduino n'est pas insurmontable. On a de nombreux exemples de collégiens passionnés qui y arrivent très bien.


    Quant à l'intérêt d'utiliser un CAN extérieur, c'est de pouvoir gagner en résolution (>10 bits), en précision (réduction du bruit et autres erreurs propres au système de conversion), en débit et en simplicité par rapport au CAN interne de l'Arduino.

    En effet, pour utiliser le CAN interne en profitant de toute sa capacité, il faut mettre le µC en sommeil avant qu'il ne dérouler la séquence de conversion, sans quoi les parasites générés par le fonctionnement des circuits numériques internes dégrade la précision. Et cela a pour conséquence une baisse importante de la puissance de calcul et des capacités de transmission disponibles.

    Par ailleurs, les spécifications du CAN interne de 10 bits indiquent une erreur propre totale variant de 2 LSB (ΦADC=200kHz) à 4,5 LSB (ΦADC=1MHz), c'est-à-dire qu'au mieux, on on ne peut en fait compter que sur une précision de 8 bits à faible débit, ou sur 5,5 bits à haut débit. (NB: une conversion nécessite au minimum 13 cycles de ΦADC.)

    En comparaison, un CAN indépendant peut présenter de bien meilleures performances sans grever celles du µC, et permet de régler beaucoup plus facilement les problèmes de Compatibilité Electro-Magnétique (i.e. la réduction des parasites).
    Dernière modification par PA5CAL ; 11/03/2013 à 00h02.

  11. #8
    PA5CAL

    Re : convertisseur analogique numérique - acheter ou faire soit même?

    Sur un PC non équipé, le Bluetooth peut être rajouté à l'aide d'un simple dongle USB bon marché. Certaines configurations (classe 1, 100 mW) permettent des transmissions jusqu'à 100 m en champ libre.

    (NB: le Bluetooth de l'Arduino BT est de classe 1)
    Dernière modification par PA5CAL ; 11/03/2013 à 00h06.

  12. #9
    carcan

    Re : convertisseur analogique numérique - acheter ou faire soit même?

    Hello !

    et si tu nous disais c'est pour faire quoi ??
    ça ressemble à du sampling pour faire de la mesure de puissance AC ça
    Si tel est le cas, il y a des intégrés spécialisés qui font ce travail !!

    A+
    Laurent

  13. #10
    thechaser

    Re : convertisseur analogique numérique - acheter ou faire soit même?

    Citation Envoyé par carcan Voir le message
    Hello !

    et si tu nous disais c'est pour faire quoi ??
    ça ressemble à du sampling pour faire de la mesure de puissance AC ça
    Si tel est le cas, il y a des intégrés spécialisés qui font ce travail !!

    A+


    Laurent
    Effectivement j'ai besoin d'acquérir mes échantillons de tension AC sans interruption (pour l'une des tensions j'ai vraiment besoin d'une mesure précise comme je l'ai dit précédemment et d'environ 1 échantillon par ms, pour la 2ème tension concrètement j'ai juste besoin de connaître son déphasage par rapport à la première). A la limite le déphasage pourrait être calculée avant par mon arduino/raspberry par exemple ce qui permettrait d'avoir moins de données à transférer (par réseau sans fil impérativement).

    Ah bon si ça existe déjà tout fait et bon marché ça peut m'intéresser !!!

  14. #11
    carcan

    Re : convertisseur analogique numérique - acheter ou faire soit même?

    Hello !

    regarde le ADE7753

    A+
    Laurent

  15. #12
    thechaser

    Re : convertisseur analogique numérique - acheter ou faire soit même?

    Merci carcan.
    Pensez-vous que je pourrais utiliser tout simplement ce produit http://www.rovingnetworks.com/products/RN171 ?
    D'après la datasheet il contient déjà son propre CAN donc je peux directement lui envoyer mes signaux analogiques (calibrés dans les bons intervalles de tension), il me numérise ça et m'envoie ça par Wifi. Il ne me reste plus qu'à récupérer tout ça avec Telnet. La précision en analog input est très bonne (0.01%) avec 14 bits et Tout ça pour une trentaine d'euros, on est loin du prix de l'arduino avec son shield wifi.
    Qu'en pensez-vous ?

    Par contre je n'arrive pas à comprendre un truc à propos des spécifications de Analog Sensor Inputs

    Sense 0,1,2,3 : wakeup detect threshold : 500mV
    AD sense 0-7 : measurement range : 0-400mV (Do not exceed 1.2V DC)

    ça me paraît contradictoire, donc je suppose que j'ai mal compris.

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