Amplificateur de tension

[ludovtt44]

Bonjour à tous,

Je doit lire une intensité (0 à 20 A) avec mon arduino

J'utilise un composant (acs758lcb-050u) qui me délivre 60mV/A
http://www.dfrobot.com/image/data/SE...0datasheet.pdf

J'aurais besoin d'amplifier pour arriver à une tension plus élevé (genre x 4 dans l'idéal).

je pensais faire un ampli avec transistor comme ci dessous:



J'ai choppé un petit logiciel qui me fait les calculs mais j'ai différentes préocupation avant de me lancer:

La base d'un transistor commence à ce déclencher à 0.65V (si je dis pas de c****ie hors je démarrerai à 0.06V pour 1A
La tension d'entrée serra continu => me faut il les condensateur ?

merci d'avance
-----

[DAUDET78]

Sans voir encore ta PJ ....
On est en 2015, plus en 1960 ! et un ampli, se fait avec un ampliOP et son gain est fonction de la valeur des résistances
Tu as une sortie qui est égale à 0,6V (pour I=0A) . Tu mesures quel courant max ?

[PIXEL]

hello ,

laisse tomber les soluces de 1960....

dessiner un ampli continu à transistor demande un bon poil aux pattes !

utilise un AOP

EDIT : grillé par Waldorf

[f6bes]

Bjr à toi,
De quel condensateur causes tu ? (...me faut il les condensateur )
Edit: apparemment il a déjà le bestiau.

Bonne soirée

[A voir en vidéo sur Futura]

[ludovtt44]

ok j'ai compris je vais vivre avec mon temps

donc je pars sur ce principe en non inverseur:



donc la j'ai compris que Us = (1+R2/R1)*Ue

j'ai tout de même des question:

L'alimentation des aop et souvent décrite comme par exemple: +15v et -15v est ce que je peut alimenter en 0v masse et +15V ?
Des aop il y en as plein : quel caractéristiques faut il que je regarde en priorité pour mon application ?

[PIXEL]

il faudrait un descriptif du capteur. ou mieux un schéma de ton appli

si ta tension descend au voisinage de 0v , il faudra une alim négative, ce qui n'est plus un probléme en 2015

les aop "rail to rail" ne sont guère valables

[DAUDET78]

Tu peux répondre à ma question #2 ?
En sortie de l'ampliOP, tu veux une tension de combien en min et en max ?

[ludovtt44]

ok donc je pars sur une alim symétrique:

le composant se présente ainsi:



j'aurais à mesurer maxi 20 A
et lui me délivre 60mV/A

[DAUDET78]

j'aurais à mesurer maxi 20 A
et lui me délivre 60mV/A

En sortie de l'ampliOP, tu veux une tension de combien en min et en max ?

Une réponse ?

[Antoane]

Bonjour,

les aop "rail to rail" ne sont guère valables

Peux-tu détailler, stp ?

[ludovtt44]

je vais faire une lecture via mon arduino qui est en 10 bits
J'utilise pour d'autre lecture de tension la référence en 5V
Donc il me faut de 0 à 5V

[DAUDET78]

http://forums.futura-sciences.com/pr...n-ampliop.html

[ludovtt44]

bon j'ai as peut prés tout compris:



Donc pour résumer:
R2=R1 > 2K
R3=R4
V1 = Vin
V2 = tension de référence qui peut être obtenue par un pont diviseur ou une diode zener
V3 = alim de l'aop
Vout=(Vin-V2)xR2/R4

Bien sur j'ai toujours des question
Tu est parti d'une valeur plus ou moins au hasard pour déterminer R3 et R4 et ensuite tu calcule R2 et R1? ou R3 sort d'une formule précise?
Sur ton shéma tu alimente ton aop avec un + 7.5 V et un 0V ?

[Pauldair]

Bonjour,

Pourquoi te compliques-tu la vie ?

Connecte ton acs758lcb-050u directement sur une pin analogique de ton Arduino.

Tu as 60mV/A donc 1.2V lorsque tes 20A circuleront.
La résolution de ton Arduino est de 5V / 1023 steps soit 4.88mV par step

Pour 1A tu auras 12 steps, pour 2A tu auras 24 steps, etc et pour 20A tu auras 245 steps.

La question que tu dois te poser, est: De quelle précision ai-je besoin ?

[DAUDET78]

Tu est parti d'une valeur plus ou moins au hasard pour déterminer R3 et R4 et ensuite tu calcule R2 et R1?

Parfaitement !
Car le gain de l'ampli ne dépend que du ratio de résistance. Donc, en théorie ça marcherais avec :

• R4=10 et R2=16,6666 ohm . Sauf que ça plante car on demande trop de courant en sortie de l'ampliOP (il faut une charge de plus de 2K en général)
• R4=10Mohm et R2=16,6666 Mohm . Sauf que ça plante car les courants de polarisation commencent à avoir une influence notable

Donc on vise des valeurs entre 10K et 100K

Sur ton shéma tu alimente ton aop avec un + 7.5 V et un 0V ?

• Si tu utilises un truc bas de gamme (genre LM324) pour sortir du 0/5V , il faut une alimentation comprise entre 8V et 35V ( qu'on peut récupérer souvent avant le régulateur 7805)
• Tu peux utiliser un ampli Rail to rail ( genre TLV2460 /TLV2470 ou autres) et, à la cinquantaine de millivolts près, tu as du 0/5V en sortie

[ludovtt44]

Mon detaillant n'a pas d'ampli TLV 2460 OU 2470
Que regarde tu sur la datasheet pour determiner si le composant est de qualitée ou non?
Le LM324 je peut donc l'alimenter avec un 0 ground et un + 15 V ?

[DAUDET78]

Mon detaillant n'a pas d'ampli TLV 2460 OU 2470

2461 2462 2464 2471 2472 2474 aussi

Que regarde tu sur la datasheet pour determiner si le composant est de qualitée ou non?

Trop complexe à expliquer en 5 lignes

Le LM324 je peut donc l'alimenter avec un 0 ground et un + 15 V ?

il faut une alimentation comprise entre 8V et 35V

J'ai raconté quoi ????

[antek]

J'utilise pour d'autre lecture de tension la référence en 5V
Donc il me faut de 0 à 5V

Il n'y a pas de relation de cause à effet.
Tu peux avoir en entrée, par exemple, de 1V à 4V.

[ludovtt44]

oui entre 8v et 35V mais en differentiel -8 +8 ou ground et +15v ?

[ludovtt44]

Il n'y a pas de relation de cause à effet.
Tu peux avoir en entrée, par exemple, de 1V à 4V.

oui mais je perd en précision cars j'ai 1024 points de 0 à 5V

[antek]

oui mais je perd en précision cars j'ai 1024 points de 0 à 5V

D'où l'intérêt de réfléchir à la précision souhaitée.

[Antoane]

Bonjour,

oui mais je perd en précision cars j'ai 1024 points de 0 à 5V

Ne pas confondre précision et résolution.
La résolution caractérise le pas de quantification du sytème de conversion analogique/numérique, c'est à dire le nombre de mA que vaut chaque LSB.
Exemples :
- Si tu entres la tension fournie par le capteur directement dans le CAN 10Bit faisant la conversion sur 0/5V et ayant donc un pas de quantification de 5/2¹⁰=4.88mV, ta résolution est de 4.88/60=0.081A=81mA.
- Si tu amplifies par un facteur 4 la tension fournie par le capteur directement avant de l'envoyer au CAN 10Bit faisant la conversion sur 0/5V (et ayant donc un pas de quantification de 5/2¹⁰=4.88mV) ta résolution est de 4.88/60/4=0.020A=20mA, soit 4 fois meilleure.

La précision caractérise l'écart entre la valeur de la grandeur mesurée (i.e. le courant) et la valeur obtenue en bout de chaine de traitement (i.e. la valeur de la variable obtenue en sortie du CAN). Si ton arduino dit qu'il mesure 10A et que tout le système est précis, tu saur
Si le courant vaut 10A et que tout le système est précis, ton arduino indiquera peut-être 10,1A ou 9.9A. En revanche, si le système est peu précis, l'arduino indiquera peut-être 7A ou 13A.
Exemples :
- Si tu entres la tension fournie par le capteur directement dans le CAN, la précision globale du montage sera celle du CAN + celle du capteur (ainsi définie, tu veux la précision la plus faible possible).
- Si tu amplifies par un facteur 4 la tension fournie par le capteur directement avant de l'envoyer au CAN, la précision globale du montage sera celle du CAN + celle du capteur + celle de l'amplificateur. Elle sera donc potentiellement* moins bonne qu'avec la solution précédente.

Conclusion :
en ajoutant un amplificateur, tu améliores la résolution mais peut dégrader la précision.

Une probablement meilleure solution serait d'utiliser le CAN de l'arduino avec une tension de référence différentes de 5V. On trouve des références de tension fournissant 1.024V pour pas bien cher, l'atmega monté sur la platine en dispose peut-être d'ailleurs d'une intégrée. Voir https://www.arduino.cc/en/Reference/AnalogReference et la datasheet du µC employé.


* : potentiellement mins bonne car la précision du CAN n'est a priori pas la même dans les deux situations.

[ludovtt44]

Je doit mesurer sur la meme carte :
U 48v precision 0.1v (0 - 48 V)
I dont on parle precision 0.04 A si possible (0 - 20 A)
P potentiel de reference mesure de tension precision 0.001 V (0.500 - 1.1 V)

[ludovtt44]

Après réflexion, je vais utiliser la tension de référence interne 1.1V avec des pont diviseur.

Je pensais protéger mes entrées ana contre un survoltage avec une zener en mode court circuit et un polyswitch mais je trouve pas de zener 1.1V

Avez vous une idée à me proposer?

[Pauldair]

I dont on parle precision 0.04 A si possible (0 - 20 A)

Là tu rêves!
J'ai testé ces capteurs à effet Hall sur des Arduino, la précision est plutôt de l'ordre de 100 à 500mA et encore, si tu as des perturbations magnétiques à proximité c'est mort.

En gros ce genre de capteurs te permet de savoir si tu as à peu près 1, 2, ou 20A qui circulent, ce qui est après la virgule, tu peux oublier.

[ludovtt44]

Là tu rêves!
J'ai testé ces capteurs à effet Hall sur des Arduino, la précision est plutôt de l'ordre de 100 à 500mA et encore, si tu as des perturbations magnétiques à proximité c'est mort.

En gros ce genre de capteurs te permet de savoir si tu as à peu près 1, 2, ou 20A qui circulent, ce qui est après la virgule, tu peux oublier.

faudra que je teste, mais trouvais ça plus précis qu'un shunt de mesure qui me donné 1mV/A; lui me donne 60mV/A

[Antoane]

Bonjour,

faudra que je teste, mais trouvais ça plus précis qu'un shunt de mesure qui me donné 1mV/A; lui me donne 60mV/A

Ce capteur est plus précis qu'un schunt, peut-être, mais ce n'est pas parcequ'il délivre 60mV/A au lieu de 1mV/A (cf. mon précédent message).
Manipuler 60mV est certes plus simple que de manipuler 1mV, mais qu'est-ce qui t'oblige à limiter la résistance shunt à une valeur de 1mOhm ? Il y a peut-être une bonne raison mais sans connaitre le reste du montage et ton cahier des charges on ne peut pas répondre.

Je pensais protéger mes entrées ana contre un survoltage avec une zener en mode court circuit et un polyswitch mais je trouve pas de zener 1.1V

Pourquoi une telle protection est-elle nécessaire ?
Quelle que soit la réponse, la zener et le poly switch ne sera pas une bonne solution car trop imprécise et lente.

[antek]

Après réflexion, je vais utiliser la tension de référence interne 1.1V avec des pont diviseur.
Je pensais protéger mes entrées ana contre un survoltage avec une zener en mode court circuit et un polyswitch mais je trouve pas de zener 1.1V

Surtension.
Ton entrée analogique ne supporte pas +5V ?

[ludovtt44]

la protection afin de pas griller la carte si j'ai une tension de 1.5V à mon entrée ana

[DAUDET78]

la protection afin de pas griller la carte si j'ai une tension de 1.5V à mon entrée ana

Tu ne serais pas un peu hypocondriaque ?
Donne ton schéma entre le 48V et ton entrée !