[Analogique] [trigger de schmitt a seuils précis]
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[trigger de schmitt a seuils précis]



  1. #1
    invite527cb2ce

    [trigger de schmitt a seuils précis]


    ------

    Bonjour,
    dans le cadre d'un stage, je conçois un système sur lequel il me faut (entre autres) mesurer une intensité 220V-50Hz de manière pas trop imprécise (20% d'erreur relative max serait bien) sur un intervalle très large (30mA à 15A). Je suis donc partis sur un système à changement de calibres automatique (en plus de lire la valeur analogique je lis le calibre). Le système est quasiment au point, mais je bloque sur un dernier élément : il me faut un trigger de schmitt (ou circuit équivalent) me permettant de choisir de manière précise les seuils de basculements.

    Je dispose d'une alimentation régulée en 5V DC et une en 24V non régulée (entre 20 et 30V DC).
    En entrée je dispose d'un amplificateur soustracteur, donc je peux mettre mon signal à n'importe quelle amplitude inférieure à 18V, avec un une valeur min d'au moins 0.5V. Je peux donc par exemple travailler entre 0.5 et 4.5V, ou en 1 à 17V, ...

    Au total, j'aurais 3 triggers avec la même entrée, mais des seuils différents:
    -si on travaille entre 0.5V et 4.5V, alors ce serait (Vb=1V, Vh=3.75V) , (Vb=1.25V, Vh=4V) , (Vb=1.5V, Vh=4.25V)
    -si on travaille entre 1 et 17V, alors ce serait (Vb=3, Vh=14V) , (Vb=4V, Vh=15V) , (Vb=5V, Vh=16V)
    -si on travaille entre S et S+A, alors ce serait (Vb=S+2A/16, Vh=S+13A/16), (Vb=S+3A/16, Vh=S+14A/16), (Vb=S+4A/16, Vh=S+15A/16)

    l'idée est que les trigger passent à l'état haut du premier au 3ième, et à l'état bas du 3ième au premier, sachant qu'à chaque fois qu'on active un trigger, on change de calibre (si on atteint 3.75V en montée, on active le 1er trigger et le changement de calibre ferra baisser la tension à environ 1.5V).

    Un changement de calibre un petit peu trop top ou trop tard n'est pas trop dérangeant, en revanche il faut à tout pris éviter de passer 2 calibres d'un coup.
    Il est donc nécessaire de pouvoir régler les seuils de manière assez précises pour que 2 seuils écartés de 0.25V (si on travaille entre 0.5 et 4.5V) ou de 1V (si on travaille entre 1 et 17V) ne puissent pas être activés dans le mauvais ordre. A noter que le bruit du signal d'entré correspond environ à la moitié de l'écart entre 2 seuils.

    Bref, il me faut soit un trigger dont l'erreur sur les seuils est de moins de 0.1V (pour l'erreur due à la température, si elle est la même sur tous les triggers, ce n'est pas dérageant, sinon il faut prendre une plage de température 0 à 50°C).

    J'ai donc abordé plusieurs pistes, aucune ne me satisfaisant:
    -des triggers du commerce : ils ne sont pas réglables et leurs seuils sont très imprécis (si jamais vous en connaissais dont les seuils sont très précis même si les valeurs ne correspondent pas, je devrais pouvoir me débrouiller)
    -des triggers à base d'AOP (comme celui ci : http://www.electric-lab.com/2013/02/...mparateur.html) : le problème est que le seuil dépend des valeurs de saturations, qui ne sont pas données précisément par les constructeurs
    -des triggers de Schmitt à base de transistors (comme celui-ci http://www.daycounter.com/Circuits/S...-Trigger.phtml). Le problème est que cette fois-ci VBE, la tension base-émetteur des transistors entre en compte, qui n'est pas connue précisément non plus.

    Est-ce que quelqu'un aurait une piste de solution fiable (pour l'instant je travaille sur un prototype, mais le but est que ce soit industrialisé, donc on ne peut se reposer que sur les valeurs donnés par le constructeur, pas sur des mesures effectuées sur un composant particulier).

    En vous remerciant par avance
    Sandro

    -----

  2. #2
    jiherve

    Re : [trigger de schmitt a seuils précis]

    Bonjour,
    il existe un composant nommé comparateur qui fait çà très bien mais cette solution n'est pas optimale car s'il existe un système de mesure et que celui soit par exemple à base de µC avec entrée sur un CAN il faut alors faire effectuer le changement de gamme par le µC lui même en ayant prit soin de placer une limitation ad hoc à l'entrée de celui ci!
    Tout se fait alors par soft , il faut définir deux seuils par calibre S up et S down tels que S down du calibre N < S up calibre N-1 et on fait:
    si valeur codée sur le calibre N < valeur codée(S down) alors on commute sur N-1;
    si valeur codée sur le calibre N >= valeur codée(S up) alors on commute sur N+1;
    exemple : 3 calibres 0,1/1/10 CAN 10bits
    on définit les seuils :
    Code:
    S down 0,1 = 0      la valeur théoriquement codée est alors 0x000
    S up 0,1    = 0,09375  la valeur théoriquement codée est alors 0x3C0
    S down 1   = 0,0875  la valeur théoriquement codée est alors 0x380
    S up 1       = 0,9375      la valeur théoriquement codée est alors 0x3C0
    S down 10 = 0,875  la valeur théoriquement codée est alors 0x380
    S up 10     = 10        la valeur théoriquement codée est alors 0x3FF
    Donc c'est très simple a coder
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  3. #3
    invite527cb2ce

    Re : [trigger de schmitt a seuils précis]

    Merci beaucoup pour cette réponse (même si je suis pas sur de tout avoir compris).
    En l’occurrence, je dispose déjà d'un arduino, donc si je comprends bien :
    -je place un système de limitation de tension en entrée de l'arduino (qu'est ce qui vous semble le plus adapté : diode vers +5V? diode + résistance en série vers +5V? diode zener vers masse? diode zener + résistance en série vers masse? autre?)
    -si la tension atteint (presque) la tension limite, on passe au calibre supérieur
    -si la tension descend en dessous d'un certain seuil, on passe au calibre inférieur.


    Par contre je n'ai pas trop compris la partie avec le comparateur : un comparateur n'a qu'un seul seuil pour autant que je me souvienne. A moins qu'il ne serve qu'à déterminer si la tension d'entrée dépasse un seuil et qu'on gère l'hystérésis par le micro-controleur. Mais dans ce cas, je ne vois pas trop l’intérêt vue que je mesure déjà la tension analogique sur 10 bits avec l’Arduino.

    Bonne soirée
    Sandro

  4. #4
    jiherve

    Re : [trigger de schmitt a seuils précis]

    Bonsoir
    Non avec une réaction un comparateur peut avoir deux seuils et donc une hystérésis.
    Pour la protection : une résistance en série (qqs Kohm) avec l'entrée et une paire de diodes également connectées à cette entrée(Schottky de préférence) qui limiteront au VCC/GND .
    un schema ici et toute une discussion sur le sujet.
    http://electronics.stackexchange.com...erence-voltage

    pour l'algo oui c'est çà,comme il y a une hystérésis explicite entre les seuils cela doit fonctionner de façon stable.
    JR
    Dernière modification par jiherve ; 10/08/2016 à 19h22.
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  5. A voir en vidéo sur Futura

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