Besoin d'aide pour comprendre le conditionnement de signal

[tomhy]

Bonjour à tous,

je suis fraichement inscrit sur ce forum, ce qui ne m'a pas empêché de parcourir le Web à la recherche des informations qui me manquent, mais sans que je puisse parvenir à un résultat satisfaisant.

j'ai récemment décidé de me lancer dans l'électronique appliquée, par pur loisir et curiosité.

considérons que je possède un diaphragme piezo, ainsi qu'un micro-contrôleur (stm32). je souhaite utiliser la fonction de convertisseur analogique/digital du micro-contrôleur pour mesurer le tension délivrée par le piezo lorsqu'il reçoit un choc.

il y a pléthore de schémas disponibles sur le Web, là n'est pas mon problème. mon soucis est plutôt que je ne parviens pas à comprendre le raisonnement qui mène au choix des composants.

il y a un montage qui semble répondre à mon besoin, il se compose de deux diodes Schottky, une diode Zener, une Resistance, et un Condensateur.

les deux diodes Schottky permettent de 'supprimer' les valeurs négatives de l'oscillation obtenue en sortie de piezo. elle doivent avoir une tension équivalente à celle maximale délivrée par le piezo, du moins c'est ce que j'ai compris.

la diode Zener permet de limiter la tension dans la suite du circuit à sa tension Zener. s'agissant d'un STM32, les broches acceptent jusque 3,6 volts. donc une diode Zener de 3V permettra de se conformer à cette contrainte, tenant compte de sa tolérance.

vient ensuite le filtre RC parallèle. et c'est là que ça coince pour moi. J'ai compris que RxC permet d'obtenir la valeur T qui correspond à la durée du signal présenté sur la broche du micro-contrôleur.

ma question est donc :
- considérant un T constant, quelle est l'impact de R grand et C petit, ou R petit et C grand ?

j'espère que ma question est suffisamment claire. toute piste, tout lien vers une ressource expliquant ce choix et ses impacts sera le bienvenu.

Merci à vous.
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[gcortex]

Bonjour et bienvenu sur Futura,

L'effet zener (<5V) est à banir. Il vaut mieux utiliser l'effet d'avalanche des diodes de plus de 5V improprement appelées "zeners".
PS : fais voir ton schéma.

[jiherve]

Bonjour et bienvenue,
En fait il manque une donnée qui est la résistance interne équivalente du capteur ou ce qui revient au même sa sortance en courant.
Avec un RC // si la capa est petite elle se chargera plus vite et la tension disponible sera d'autant plus grande que la résistance // sera grande, le temps de décharge sera plus long ce qui donnera du temps à l'ADC pour échantillonner et convertir le signal.
A l'inverse avec une capa de forte valeur et une petite résistance il faudra plus de temps pour la charger et avec une moindre tension qui disparaitra plus vite.
L'optimum est entre les deux.
Comme la sortie du capteur sera impulsionnelle il faudra par ailleurs choisir une fréquence échantillonnage suffisamment rapide(Shannon) pour ne pas rater l'impulsion, sauf à disposer d'un détecteur capable de déclencher la conversion au bon moment.
JR

[tomhy]

merci à tous les deux pour vos réponses rapides, je poste un schema dès que possible, ce sera plus simple.

[A voir en vidéo sur Futura]

[tomhy]

et voici de la pièce jointe.
le fichier 'circuit' correspond au circuit que j'évoque dans le premier post.
le fichier 'signal' montre un peu ce que je souhait obtenir en sortie, en vert la sortie du piezo, en bleu celle en sortie du circuit. idéalement, est-il possible que la courbe bleue descende moins vite ?
Merci pour votre aide.

[jiherve]

re
oui tu augmentes la résistance //, mais ce que tu mesureras c'est grosso modo l'amplitude du plus grand pulse.
JR

[tomhy]

jiherve,
le piezo que j'ai retenu présente les caractéristiques suivantes:
20.000 pF
>=300 ohm
30V

si je souhaite un T=RC=10s, je peux donc, au choix :
R=1M et C=10µ
R=100k et C=100µ

le cas 1 permettant d'avoir une charge plus rapide et une tension aux bornes plus importante. au vu du taux/temps d'échantillonage de l'ADC d'un STM32, je pense que l'un ou l'autre peuvent correspondre. non?

[gcortex]

Tu peux avoir le vrai signal du piezzo comme çà :

[gcortex]

Quoique le signal ne descendra pas à zéro. à creuser.

[tomhy]

gcortex,
le document est en attente de validation pour le moment.

Ce que je souhaite est tout simple, maintes fois abordé (ici ou ailleurs), mais jamais expliqué sur le fond.

Un piezo reçoit un impact de force variable, produisant un signal 'moche' allant du + au moins avec une amplitude variable et irrégulière, que je souhaite nettoyer pour le transmettre à un micro-contrôleur vers son convertisseur pour récupérer une valeur de cette impact.

Comme je l'ai dit, beaucoup de schémas circulent, mais ce qui m'intéresse c'est plus le raisonnement qui mène au choix des valeurs de composants, que le schéma lui-même.

Copier bêtement un schéma, disposer bêtement des composants, pour finalement obtenir un résultat attendu sans savoir ni pourquoi, ni comment : je trouve cela particulièrement frustrant et peu satisfaisant. D'où mes questions.

[gcortex]

Eh bien fais marcher ta matière grise !

[tomhy]

bah c'est bien pour ça que je suis venu ici, profiter de vos compétences pour avoir des pistes pertinentes
je dis bien des pistes, pas des réponses !