Générer des sorties tension variable jusqu'à 50V, et des sorties courants 4-20mA depuis PWM (5V)

[couzziin]

Bonjour à tous !

Premier post sur ce forum, je me lance, je suis confronté à un problème depuis quelques temps malgré mes nombreuses et infructueuses recherches sur le net !

Je vous explique mon problème, j'ai besoin de pouvoir, depuis une sortie PWM 0-5V (d'un ATMEGA par exemple), piloter une tension variable entre 0 et 50V idéalement, et une autre entre -10 et +10V, proportionnellement à ma sortie PWM (afin de piloter ma sortie par programmation).

Deuxième point, j'aimerai, dans le même principe, générer une sortie courant 4-20mA depuis un PWM (J'ai trouver le circuit XTR110 de chez TI qui est parfait, il convertit une tension entre 0 et 10V en entrée en sortie 4-20mA, reste plus qu'a convertir ma PWM en sortie continue variable 0-10V !)

Le but est que je puisse, depuis 2 ou 3 PWM, obtenir 1 sortie courant 4-20mA, et une ou 2 sorties tensions, couvrant une plage de -10 à +50v !

Bien sur depuis une alimentation extérieur 50V, seulement je n'arrive pas à obtenir une tension continue variable, soit j'ai un signale carré, soit ma tension de sortie reste à 50V... J'essaye de faire commuter un transistor avec le PWM, et des condensateurs et resistances en sortie pour "lisser" ma tension..

D'avance merci pour vos réponses !

Cordialement,
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[Antoane]

Bonjour,

Je vous explique mon problème, j'ai besoin de pouvoir, depuis une sortie PWM 0-5V (d'un ATMEGA par exemple), piloter une tension variable entre 0 et 50V idéalement, et une autre entre -10 et +10V, proportionnellement à ma sortie PWM (afin de piloter ma sortie par programmation).

Quel est le courant demandé en sortie ?
Quelle doit être la vitesse de réaction ?
Quelle est la fréquence du PWM ?

La contrainte sur le 50V est-elle forte ?
- Avec une alimentation 50V, on atteindra "facilement" 45-48V, mais ca risque de se complexifier un peu pour monter plus haut.
- Un circuit tenant 30-35V sera raisonnablement simple, il faudra complexifier pour monter jusqu'à 50.

Qu'est ce qu'il faut alimenter ? une charge constante, lentement variable, autre ?

Deuxième point, j'aimerai, dans le même principe, générer une sortie courant 4-20mA depuis un PWM (J'ai trouver le circuit XTR110 de chez TI qui est parfait, il convertit une tension entre 0 et 10V en entrée en sortie 4-20mA, reste plus qu'a convertir ma PWM en sortie continue variable 0-10V !)

Le XTR110 (http://www.ti.com/lit/ds/symlink/xtr110.pdf -- un composant de près de 10 ans mon ainé) accepta une entrée en 0/5V :
SELECTABLE INPUT/OUTPUT RANGES: 0V to +5V, 0V to +10V Inputs

[couzziin]

Merci pour ta réponse tout d'abord,

Sur la sortie "50V" idéalement, le courant maximum demandé serait de 500mA. (alimentation de voyant type lampe 48V) Je pensais utiliser directement un montage transfo + redressement depuis le secteur.
Sur la sortie -10 +10V, ça sert uniquement à faire varier des indicateurs à aiguille, quelques mA seulement.
D'après le site Arduino (qui utilise l'ATMEGA), les sorties PWM sont entre 490Hz et 980Hz.

Le 48V serait vraiment "dans l'idéal", mais en effet partir sur 35V au départ peu suffire dans un premier temps.

Enfait le but est de pouvoir connecter des lampes à ampoules 28 ou 48v, ainsi que des indicateurs à aiguille type +-10V ou 4-20mA.

En effet bien vu je n'avais pas fait attention pour le XTR110 ! Par contre il faut juste une tension continue, et pas un PWM.

Merci beaucoup pour ton aide,

Cordialement,

[Antoane]

Bonjour,

Un PWM se "transforme" en tension continue par filtrage passe-bas.

Sur la sortie "50V" idéalement, le courant maximum demandé serait de 500mA. (alimentation de voyant type lampe 48V) Je pensais utiliser directement un montage transfo + redressement depuis le secteur.

Dans ce cas, un PWM suffirait. Inutile de se fatiguer à faire un circuit capable de fournir une tension continue, qui sera lourd, complexe et consommera beaucoup d'énergie inutilement.
On peut éventuellement réguler, même si ca demandera des efforts supplémentaires.
On trouve des alimentations à découpage 48 V pas trop cher (norme télécom), pas sûr qu'il soit intéressant de la faire toi-même.

Sur la sortie -10 +10V, ça sert uniquement à faire varier des indicateurs à aiguille, quelques mA seulement.

Avec un AOP alimenté en +/-12V environ, câblé en amplificateur de gain 4, avec un offset de -10V.

[A voir en vidéo sur Futura]

[couzziin]

Dans ce cas, un PWM suffirait. Inutile de se fatiguer à faire un circuit capable de fournir une tension continue, qui sera lourd, complexe et consommera beaucoup d'énergie inutilement.
On peut éventuellement réguler, même si ca demandera des efforts supplémentaires.
On trouve des alimentations à découpage 48 V pas trop cher (norme télécom), pas sûr qu'il soit intéressant de la faire toi-même.

Bonjour,
Oui dans ce cas je pourrai privilégier une alimentations à découpage achetée toute faite. En revanche, là ou je bloque c'est comment générer une tension continue variable depuis le PWM ?


Merci =)

Cordialement,

[Antoane]

Bonjour,
Un PWM se "transforme" en tension continue par filtrage passe-bas.
Avec un filtre pass-bas RC de fréquence de coupure << à la fréquence du PWM, tu récupères en sortie une tension valant la valeur moyenne de la tension PWM.

[couzziin]

Bonjour,
Un PWM se "transforme" en tension continue par filtrage passe-bas.
Avec un filtre pass-bas RC de fréquence de coupure << à la fréquence du PWM, tu récupères en sortie une tension valant la valeur moyenne de la tension PWM.

Bonjour,

Oui oui ça ça fonctionne merci bien, en revanche, je rectifie, c'était pour générer une tension continue variable de 0 à 48v par exemple que je bloque... De 0 à 5v avec un passe bas ça fonctionne très bien en effet

Pour le -10+10v, le montage AOP en amplificateur non inverseur de gain 4 fonctionne bien, par contre, et malgré mes recherches, je n'arrive pas à créer un offset de -10v sur ce montage..

Merci encore pour ton temps et tes réponses précieuses.

Cdlt,

[Antoane]

Bonjour,

Oui oui ça ça fonctionne merci bien, en revanche, je rectifie, c'était pour générer une tension continue variable de 0 à 48v par exemple que je bloque... De 0 à 5v avec un passe bas ça fonctionne très bien en effet

Ave un PWM : tu relie directement ton µC à un transistor mosfet de puissance, qui va découper le 48V.
Détails pratiques :
- il faut une diode de roue-libre sur la charge, une diode rapide, de type shottky par exemple ;
- il faut que le transistor accepte d'être commandé en 0/5V (vérifier dans la datasheet que la résistance à l'état passant Rds_on soit spécifiée à Vgs=5V de commande) ;
- commence les tests en basse tension, avec par exemple une dizaine de volts.
Tu as un oscillo ?

Pour le -10+10v, le montage AOP en amplificateur non inverseur de gain 4 fonctionne bien, par contre, et malgré mes recherches, je n'arrive pas à créer un offset de -10v sur ce montage..

CF. PJ. : Vout en fonction de Vin.
Les résistances sont calculées pour une alimentation +/-12V, on peut refaire avec une autre valeur d'alim. Je te laisse écrire les équations

[Antoane]

Bonjour,

pour les équations :

R2=Vcc/Vref*R1
R3=R1/(G-1-Vref/Vcc)
Avec Vcc la tension d'alim positive (ici : 12V)
G le gain demandé (ici : 4)
et Vref la tension de référence, i.e. d'offset (ici 10 V).

[couzziin]

Merci beaucoup ça fonctionne parfaitement !
En fait il ne me manquait que R2 et la bonne alimentation (12v en l'occurrence), mais avec ça c'est parfait.

Pour le mosfet, c'est en effet la première solution que j'avais fait, mais ça ne fonctionnait pas à l'attendu. Je vais rechercher une réf de MOSFET piloté en 5v c'était peut etre ça le souci.

Et pour l'instant je bosse en simulation sur ISIS Proteus donc aucun souci, en tout cas merci encore pour ton aide !!