Allumer une LED entre deux tensions

[invite0112b8ea]

Bonjour à tous,

Je suis en train de réaliser une enceinte Bluetooth alimentée par batterie et je réalise un système de visualisation de l'état de charge de la batterie.
Je souhaiterai ajouter une LED Orange pour prévenir l'utilisateur que la batterie devra bientôt être rechargée. Cette LED doit s'allumer lorsque la tension de la batterie est comprise entre deux tensions seuils (13,5V et 12,5V). J'ai réalisé un premier montage avec un comparateur à fenêtre et des diodes zener (afin de fixer la tension). Je voulais savoir s'il y a une autre manière de réaliser un tel circuit et un peu plus basique étant donné qu'il s'agit simplement d'allumer une LED.

Merci d'avance pour vos réponses !

Sebbur
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[DAUDET78]

de l'état de charge de la batterie.

Quelle technologie ?

J'ai réalisé un premier montage avec un comparateur à fenêtre et des diodes zener (afin de fixer la tension)

On peut voir le schéma ?

Je voulais savoir s'il y a une autre manière de réaliser un tel circuit et un peu plus basique étant donné qu'il s'agit simplement d'allumer une LED.

Avec un µC

[DAT44]

Bonjour,
des zener ajustable genre Tl431, c'est pas plus simple, mais ça permet ajuster la plage de fonctionnement ...

[Antoane]

Bonjour,

Un exemple de ce que ça peut donner avec une TL431 : courant dans la led vs. tension fournie par V1.

La tension de déclenchement vaut : Vref*(R4/R3+1), avec Vref = 2.5 V. Le seuil est donc ici situé à 2.5*4.9~12.3V

R1 permet d'alimenter la TL431, on peut éventuellement s'en passer pour simplifier au maximum le montage et si le fait que D1 brille un peu lorsqu'elle devrait être éteinte ne pose pas de problème.
R2 limite le courant dans la led, elle se calcule comme toutes les résistances de limitation pour led, à ceci près qu'il faut penser qu'il y a ~2.5 V de perdus dans la TL431. Alors : Iled ~(V1-Vf-2.5)/R2, avec Vf la tension de fonctionnement de la led.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0112b8ea]

Merci pour vos réponses !
Je vais y réfléchir et me pencher dessus.

Voici le montage que je pensais faire dans un premier temps :



C'est un comparateur à fenêtre avec des diodes zener qui fixent les seuils (pour avoir un tension fixe étant donné que la batterie se décharge).
Encore merci pour vos réponses.

[Antoane]

Bonsoir,

Il y a quelques erreurs dans ton montage. Peux-tu nous expliquer comment (tu penses qu') il fonctionne ?
En particulier :
- à quoi servent R4 et D1 ;
- à quoi servent R8 et D6 ;
- à quoi est relié "System" (à gauche du schéma) ;
- quelle est la tension sur la cathode de D8 ? sur l'anode de D7 ? sur la borne commune à R4 et R8 ?

[mag1]

. Je voulais savoir s'il y a une autre manière de réaliser un tel circuit et un peu plus basique étant donné qu'il s'agit simplement d'allumer une LED.
Sebbur

Bonjour,

Ben oui, mais pas n'importe quand...

Histoire d'ouvrir le débat sur les différentes méthodes, il y a la solution picaxe (oui, je sais, c'est pas sérieux)


La tension est lue par un ADC 8 bits (0 à 1023), calibré avec une tension de référence (interne) de 4,096 V.
La résolution est donc de 4 mV à ce niveau et multipliée par 4 par le pont diviseur.
Résolution finale 16mV pour la mesure de tension
Une, deux, trois ...leds, fixes , clignotantes...
Faut bien rigoler un peu

MM

[freepicbasic]

avec un 4093 et 2 potards pour chaque seuil.
Il faut réguler le 4093 pour que les seuils soient constants

[DAUDET78]

avec un 4093 et 2 potards pour chaque seuil.

Pour un design pourri, tu es champion !
http://pdf.datasheetcatalog.com/data.../109357_DS.pdf
- Mettre une LED rouge qui clampe la sortie U1:C à environ 1,75V au max et le U1 qui demande un seuil haut de basculement de 3,3V !!!!!!! Peu de chance que ça marche
- Utiliser U1:A et U1:C en comparateur à hystérésis 3,3V (up) et 1,8V (down), ça fait une sacrée marge d'erreur

Bref, ça ne marche pas dans la vraie vie . Alors qu'il y a des comparateurs (LM2903 par exemple) pour ça .

[Antoane]

Bonjour,

avec un 4093 et 2 potards pour chaque seuil.
Il faut réguler le 4093 pour que les seuils soient constants
http://forums.futura-sciences.com/at...ns-testvcc.jpg

Pour éviter l'imprécision sur les tensions de seuil (au moins 1V d'incertitude à en croire https://www.intersil.com/content/dam.../cd4093bms.pdf), on peut envisager d'utiliser un circuit sans hystérésis, dont l'entrée passe par un inverseur, par exemple un 4069. On perd ainsi l'hystérésis interne mais ce n'est pas nécessairement un problème - d'autant qu'il reste possible de le fabriquer (de manière pleinement déterministe, avec des tensions de seuils précisément connues ex-ante) à partir des inverseurs inutilisés.
Il faudra également ajouter une résistance de limitation en série avec la led de manière à rendre plus stable et déterministe le courant l'alimentant, tout en permettant au composant suivant (ici U1) d'avoir ses entrées à un "vrai niveau haut" (cf. # 9). Une autre possibilité peut être d'utiliser un inverseur additionnel pour commander chaque led.
La fonction logique ET peut être réalisée en logique à diode : cela ne coute qu'une diode de signal et une résistance (+un buffer pour commander la led).

Ca reste moins propre que l'usage d'un vrai comparateur, mais c'est joli, avec un fond de tiroir.

Exemple de schéma sans hystérésis :

[freepicbasic]

Pour l’hystérésis , je suis d'accord c'est trop , à l'origine le montage est un simple 4011 pas de 4093 .
Et il fonctionne ça me servait à tester une batterie.
Si c'est pour tester une charge de batterie ça suffit; 13.5V chargée, <12V> , 11V déchargée.
évidemment que c'est pas précis, dans ce cas on a pas besoin d'un précision au mv.

Pour la Led on peut mettre une résistance effectivement pour respecter les règles, mais vu le courant débiter du 40xx du genre 8 ma max, sous 5V la puce ne risque pas de claquer et la led non plus, il faudra de la Led haute intensité si on veut voir quelque chose , et éviter les fonds de tiroir qui date de 40 ans LOL.

C'est le même principe avec le dessin d'antoane , mais pas besoin de porte à diode ,les 4 NAND suffisent.
C'est un choix .

Et si on veut régler les seuils , il faudra bien des potards ...

Le comparateur LM360 (cher) est mieux si on veut une excellente précision, un simple AOP LM358 (pas cher) le fera aussi mais moins précis.

Et vous ne parlez pas de régulation , il faudra bien une référence , ou alors 2 zeners , mais ce ne sera pas réglable...

[DAUDET78]

Pour la Led on peut mettre une résistance effectivement pour respecter les règles, mais vu le courant débiter du 40xx du genre 8 ma max, sous 5V la puce ne risque pas de claquer et la led non plus,

c'est pas la vie de la LED qui est en jeu ! Mais tu "casses" le niveau haut qui devient insuffisant pour faire basculer U1

[freepicbasic]

lm2901 les 2 sorties ensembles sous 24V !
il manque 2 diodes ... ?

[freepicbasic]

c'est pas la vie de la LED qui est en jeu ! Mais tu "casses" le niveau haut qui devient insuffisant pour faire basculer U1

OK , tu as raison pour les 2 leds avant la comparaison !
1.8V c'est sans doute trop court, en tout les cas il faut effectivement les mettre.
Le simulateur est trop optimiste ! LOL
il faut des résistances , il y en avait sur le montage d'origine.

[DAUDET78]

lm2901 les 2 sorties ensembles sous 24V !

Mon schéma #9 ? Avant de hurler ... regarde la datasheet du LM2901 !
Moi, j'ai pas l'habitude de donner des schémas pourris ....

[jiherve]

Bonjour,
le schéma de Daudet est canonique adaptable à de nombreux comparateurs et c'est le plus simple pour cette fonction.
JR

[freepicbasic]

Sous 5V, le seuil de basculement du 4011 et du 4093 => 0.88V donc ça fonctionne tout de même.
Sous 10V ça ne fonctionne plus (2.25V ) , i faut impérativement une résistance, ou une led 3V ou 2 en série , etc...

Pour 4069 c 'est surement idem.

[freepicbasic]

2901 open collector c'est ok
Tu pouvais le préciser.

Les schémas , je ne sais pas , mais une goutte de soudure , oui !

[DAUDET78]

Sous 5V, le seuil de basculement du 4011 et du 4093 => 0.88V donc ça fonctionne tout de même.

Tu ne sais plus lire une datasheet !

[Antoane]

Bonjour,

un montage à 4011B est très différent d'un montage à 4093 car les seuils (ou plutôt le seuil) de basculement du premier est bien connu, très proche de Vcc/2. Le résultat est très similaire à celui obtenu avec un 4069.

Un détail cependant : certaines portes logiques "complexes" (i.e. qui ne sont pas de simple inverseurs) ne sont pas symétriques. Autrement dit : les seuils de basculement ne sont pas les mêmes suivant la manière dont sont connectées les entrées de la porte considérée. Cela s'explique par les schémas de la page 5 de http://www.ti.com/lit/an/scha004/scha004.pdf (schéma du bas, dans la version "unbuffered") :
- lorsque les entrés sont reliées ensemble, le PMOS est équivalent à 2 PMOS élémentaires en série alors que le NMOS est équivalent à deux NMOS élémentaires en parallèle ;
- lorsqu'une unique entré est utilisée et que l'autre est à 0, le PMOS est équivalent à 1 PMOS élémentaires alors que le NMOS est équivalent à 1 NMOS élémentaires.
le deux inverseurs équivalents ne sont pas exactement symétriques, ce qui modifie les seuils.
C'est d'ailleurs évident avec la datasheet du 4093 (bas de page 2 "Positive Trigger Threshold Voltage") :
- les entrées 1, 5, 8 et 12 ont un seuil à la montée compris entre 2.2 et 3.6 V (@Vcc=5V)
- alors que le seuil est compris entre 2.6 et 4 V lorsque les entrés sont ne parallèle.

Tout est, en revanche, bien symétrique comme il faut avec un composant "buffered" (http://www.ti.com/lit/an/scha004/scha004.pdf page 5, schéma du haut)

[Jeryko]

Bonjour à tous,

Bon d'accord mais :
S'il s'agit d'allumer un DEL orange pour signaler un seuil bas de la batterie pourquoi fixer 2 seuils ?

Pour vraiment simplifier le montage, ce que demande Sebbur, il suffit de définir un seuil bas de 12,5V.
Au dessus de 12,5V DEL éteinte. En dessous DEL clignotante pour réduire la consommation. (ou 13V)
Qu'en pensez-vous ?

[freepicbasic]

Intéressant ce pdf .
Le seuil varie si les pins sont connectées ensembles si l'on est pas bufferisé
le B à la fin de la référence pour Bufferisé.
La capacité d'entrée change aussi .

Si l'on met une pin au plus est ce que le seuil change aussi ?

le seuil haut est 3.5V , je me suis tromper de ligne tout à l'heure .
Le simulateur n'a même pas bronché...
Et le bas 1.5V , que se passe t il entre les 2 ?
C' est breveté SGDG LOL

[freepicbasic]

En dessous de 11V une batterie au plomb de voiture se dégrade si elle est trop déchargée.
Et au dessus de 13.5V aussi, car elle chauffe et évapore son eau.

[DAUDET78]

Le simulateur n'a même pas bronché...

toi non plus ....

Et le bas 1.5V , que se passe t il entre les 2 ?

On ne sait pas, c'est la zone de transition. Suivant la température, l'échantillon, le fabricant , l'âge du capitaine ... y en a qui commute à 2,3V , d'autres à 2,7V soit analogiquement, soit en oscillant suivant la valeur du dv/dt en entrée
Ce qui est sûr, c'est qu'en dessous de 1,5V on est dans un état stable
Ce qui est sûr, c'est qu'au dessus de 3,5V on est dans un état stable
Toutes utilisations prolongées entre 1,5V et 3,5V, c'est prendre des risques .

[mag1]

Quand je relis tout ça, je me dis que finalement, le picaxe, c'est pas si bête.

MM

[DAT44]

Bonjour,
proposition avec DEL rouge et verte en sus :