Bonjour,
Je souhaiterai avoir un schéma équivalent d'un piézo. Dans mon cas, les personnes veulent l'utiliser pour générer une vibration. Comment exciter ce piézo correctement pour avoir des vibrations ?
PS : Je m'excuse mais cela fait très longtemps que je n'ai pas fait de l'électronique mais je suis toujours aussi curieux.
Faut d'abord utiliser une céramique avec deux électrodes qui forme un condensateur (dont, rien à voir avec le schéma avec deux bandes plates cote à cote de ton précédent post !)
Ensuite, faut voir le genre de vibrations à faire pour choisir une céramique plate (comme les buzzers) ou cylindrique
https://www.ceramtec.fr/materiaux-ce...amiques-piezo/
Ca sert à quoi et à quelle fréquence ?
DAUDET78 a dit :
(dont, rien à voir avec le schéma avec deux bandes plates cote à cote de ton précédent post !)
Je vois vraiment pas de quoi tu parles mais ce n'est pas grave. Ma question initiale était comment peut on schématiser un modèle équivalent en électronique un piézo, j'ai vu quelque chose de ce genre :
J'ai déjà en main le Piézo dont je ne connais pas son modèle équivalent et je voudrai connaitre son impédance Z, on travaille dans la BF (800Hz-20kHz) c'est pour une expérience qu'on veut faire vibrer une plaque (sur cette plaque on colle les piézos).
et pourtant, il me semblait bien l'avoir vu . passonsEnvoyé par GSXR100038
Il fait quelle taille, quel épaisseur? une photo ?J'ai déjà en main le Piézo dont je ne connais pas son modèle
En gros, dans cette gamme de fréquence, c'est essentiellement un condensateur
Pas de souci pour la photo mais je vais le faire (il me manque un câble de transfert), en tout cas il est très plat 2 cm de diamètre, oui bien sur j'ai mesuré sa capacité en statique, elle est environ 1.5µF ce qui fait à 20kHz une impédance environ 5 ohms (Z=1/(2*pi*F*C). Bien sur que ce poste a un lien avec mon post précédent "Caractéristiques de l'ampliop", j'ai un ampli qui me sort environ disons +/- 45V (90V crête à crête) dont il me faudra 405W (P=(U^2)/R) pour exciter ce piézo (c'est beaucoup je trouve!).
L'impédance de ton piézo va dépendre de ce sur quoi il est monté (mécaniquement je veux dire). Par exemple si le piézo doit remuer une pièce, et que cette pièce a une résonance mécanique, ça va se voir.
Tu peux t'amuser à mesurer son impédance dans la bande audio. Il va te falloir un ampli audio quelconque, un PC, une carte son, et une résistance.
On dirait que le site web de speaker workshop est mourru, donc comme logiciel tu peux utiliser REW, il y a un tuto.
> Bien sur que ce poste a un lien avec mon post précédent "Caractéristiques de l'ampliop"
Non ça n'a rien à voir, cet ampli-op est tout à fait incapable de driver ce piézo, c'est un problème vachement plus costaud.
Par exemple sais-tu quelle tension tu veux envoyer dedans ? Pourquoi +/- 45V ?
Bonjour bobflux,
Plaisirs de te retrouver sur ce post.
bobflux a dit :
Non ça n'a rien à voir, cet ampli-op est tout à fait incapable de driver ce piézo, c'est un problème vachement plus costaud.
J'ai eu des informations (mauvaises peut-être, je ne cherche pas le coupable ici) qu'il fallait une tension au alentour de 100V crête à crête pour exciter ce piézo alors je me suis orienté sur cet ampli dans mon post précédent. Commençons par la solution la plus simple :
cet ampli-op est tout à fait incapable de driver ce piézo
Pourras-tu me donner davantage de précision car dans un cas il faut 405W et que mon ampli ne peut que fournir 1.35 W. Il y a quand même une différence énorme non ?
Un piézo se comporte comme un condensateur... bon, le modèle peut être plus complexe que ça, tu verras en mesurant l'impédance, mais si on prend comme valeur C=1.5µF ...
Mettons qu'on envoie dedans un sinus f=20kHz A=45V
La tension : v = A sin( 2 pi f t )
Le courant : i = C dv/dt
dv/dt = 2 pi f A cos( 2 pi f t )
Le max de courant est donc à t=0 (mod pi) et vaut :
Imax = 2 pi f A C = 8.5 Ampères !!!
De plus, ce max de courant intervient à v=0 donc la dissipation dans les transistors de sortie à cet instant est 48V * 8.5A = à peu près 400W
Pour un ampli c'est un problème car sur une charge "sympathique" genre une résistance, le max de courant arrive au max de tension sur la charge, donc au minimum de tension sur les transistors, donc ils prennent beaucoup moins cher. Là tu vas avoir genre 2x4 MOSFETs balaises.
Le mieux dans ton cas est donc :
- Déjà de savoir si t'as vraiment besoin de balancer les 45V à 20kHz, si ça se trouve ton bazar a besoin de beaucoup moins pour avoir le mouvement que tu veux, il faut le savoir !
- Ensuite utiliser un ampli audio Classe D de forte puissance au lieu d'un ampli linéaire, puisque tu es dans des fréquences et des courants qui sont dans le domaine de l'audio, c'est le moyen le moins cher de le faire avec un produit tout fait que tu peux acheter et qui marchera.
Dernière modification par bobflux ; 27/07/2018 à 16h02.
Je complète ce poste en disant je ne sais pas si cela existe toujours il y 25 ans quand je faisais l'électronique, il y a des darlingtons qui permet d'augmenter le courant avec le beta du transitor. Dans ce cas je pourrai augmenter ma puissance en sortie de cet ampli ADA4700.
J'ai vu dans la datasheet qu'on peut avoir 5A en sortie ce qui fait : 45*5 = 225W ce qui est non négligeable ce qui me permettrait exciter mon piézo. Mais alors est ce qu'il faut des radiateurs ou pas pour de telle puissance ?
Tu peux avoir un Behringer iNuke pour 200€ donc la question de concevoir un ampli ne se pose pas
Je suis d'accord, mais j'ai déjà tout acheté chez RS et Farnell les composants (alimentations, composant, carte électronique etc..) dont je n'ai pas trop le choix que de continuer dans cette voie. Je pense que sans aller jusqu'à 400W si je peux atteindre les 5 Ampères en sortie de mon Ampli ça sera suffisant. Est ce que je dois mettre les radiateurs sur les BDW93C et BDW94C ? Je pense que oui mais comment ?
> Je suis d'accord, mais j'ai déjà tout acheté chez RS et Farnell les composants
le monde est cruel...
Bon, si je fais une simul avec: A=42V F=20k j'ai:
I max = 8A
I moyen par alim = 2.5A (j'espère que c'est pas les alims de 1A de l'autre topic)
P max par "transistor" (enfin, par côté, haut ou bas) = 474W
P moyenne par transistor = 121W
datasheet BDW54 :
Rthj-case = 1.56°C/W + 1°C/W pour le silpad = 2.56
Je pose Tradiateur = 50°C, Tj = 100°C, donc Pmax=(100-50)/2.56 = 19.5W, j'arrondis à 20, il faut donc 6 transistors en // (donc 12 en tout) plus les résistances et tout le bazar
Il ne devrait pas y avoir de pb de SOA car il y a assez de transistors...
Comme on a 240W à dissiper avec 20°C de delta_t si Ta=30°C il faut un rad de 0.08°C/W (ouille !!!)
capacité thermique de l'air = 1kj/kg.K donc 12 grammes d'air par seconde, donc 10-12 litres/s
donc le rad sera un gros rad "tunnel" avec un ventilo bien puissant à chaque bout, vla l'engin !
ajoutons en plus le léger détail que ces darlingtons sont assez lents donc à 20 kHz je sais pas si ils vont suivre, il y a risque de conduction simultanée...
bref, tu vois un ampli classe D de sono éventuellement d'occase.......
Pour ce genre de puissance, faut regarder du coté des cuves de nettoyage à ultrason avec , non pas des piézos, mais de la magnétostriction
https://en.wikipedia.org/wiki/Ultrasonic_transducer
https://techblog.ctgclean.com/2012/0...tive-hardware/
Bonsoir bobflux,
Merci pour ces explications très détaillées et intéressantes mais cela m'échappe un peu. Pourras-tu me donner davantage de précision sur la Figure 29 "Bilateral Current Source with Transfer Function 1 mA/V" car d'après la datasheet du composant ADA4700 je peux en avoir en sortie de mon ampli environ 5A. Dans ce cas comme précisé dans mon post précédent je pourrai avoir tout de même 225W. Dans ce cas comment dois-je effectuer le calcul des radiateurs sur les Darlingtons (BDW93C et BDW94C) ? C'est sur ce point que j'aimerai qu'on m'explique un peu. Merci pour la réponse.
> Figure 69 "Bilateral Current Source with Transfer Function 1 mA/V"
Il a dû y avoir intervention d'un stagiaire car ce n'est pas un schéma de source de courant mais un ampli non inverseur avec un courant de sortie boosté par les darlingtons.
> d'après la datasheet du composant ADA4700 je peux en avoir en sortie de mon ampli environ 5A
Ben les schémas de datasheet c'est comme les photos sur les boîtes de céréales avec "suggestion de présentation" écrit en dessous.
Il n'y a jamais de schémas complets, c'est juste pour donner une idée ou un concept. Si tu veux un schéma complet et fini, il faut lire les appnotes, mais bon là c'est un truc tellement classique que ce serait plutôt dans un bouquin sur les amplis.
En effet le schéma te donnera 5A ... mais uniquement dans une charge résistive de disons 8 ohms, car dans ce cas la puissance dissipée dans les transistors est faible. Pour une charge réactive, elle sera bien plus importante. Pour la calculer j'ai fait une simulation :
"Pmoyenne" c'est la puissance moyenne par transistor (ou groupe de transistors en //) donc à multiplier par deux pour la dissipation totale car il y en a un en haut et un en bas. Comme d'habitude avec une charge capacitive le courant est proportionnel à la fréquence et à l'amplitude...Code:Fréq Amplitude Pmax Pmoyenne Imax Imoyen 625.00 1.25 0.35 0.11 0.01 0.00 625.00 2.50 0.71 0.22 0.01 0.00 625.00 5.00 1.42 0.45 0.03 0.01 625.00 10.00 2.89 0.90 0.06 0.02 625.00 20.00 6.08 1.80 0.12 0.04 625.00 40.00 13.92 3.60 0.24 0.07 1250.00 1.25 0.71 0.22 0.01 0.00 1250.00 2.50 1.42 0.45 0.03 0.01 1250.00 5.00 2.84 0.90 0.06 0.02 1250.00 10.00 5.78 1.80 0.12 0.04 1250.00 20.00 12.16 3.60 0.24 0.07 1250.00 40.00 27.83 7.21 0.47 0.15 2500.00 1.25 1.41 0.45 0.03 0.01 2500.00 2.50 2.83 0.90 0.06 0.02 2500.00 5.00 5.69 1.80 0.12 0.04 2500.00 10.00 11.55 3.60 0.24 0.07 2500.00 20.00 24.31 7.20 0.47 0.15 2500.00 40.00 55.66 14.42 0.94 0.30 5000.00 1.25 2.83 0.90 0.06 0.02 5000.00 2.50 5.66 1.80 0.12 0.04 5000.00 5.00 11.37 3.60 0.24 0.07 5000.00 10.00 23.10 7.20 0.47 0.15 5000.00 20.00 48.63 14.40 0.94 0.30 5000.00 40.00 111.33 28.83 1.88 0.60 10000.00 1.25 5.66 1.80 0.12 0.04 10000.00 2.50 11.33 3.60 0.24 0.07 10000.00 5.00 22.75 7.19 0.47 0.15 10000.00 10.00 46.20 14.39 0.94 0.30 10000.00 20.00 97.26 28.80 1.88 0.60 10000.00 40.00 222.65 57.66 3.77 1.20 20000.00 1.25 11.31 3.60 0.24 0.07 20000.00 2.50 22.65 7.19 0.47 0.15 20000.00 5.00 45.50 14.39 0.94 0.30 20000.00 10.00 92.40 28.79 1.88 0.60 20000.00 20.00 194.52 57.60 3.77 1.20 20000.00 40.00 445.30 115.32 7.54 2.40
> Dans ce cas comme précisé dans mon post précédent je pourrai avoir tout de même 225W.
Avec un piézo comme charge tu auras cette puissance pendant 1ms et puis ensuite le transistor explose
Dernière modification par bobflux ; 28/07/2018 à 11h00.
Bonjour,
Je ne pense pas que la Figure 29 "Bilateral Current Source with Transfer Function 1 mA/V" soit fausse elle est bien dans le datasheet du constructeur mais il y a aussi la Figure "71. Modified Howland Current Pump".
Avec un piézo comme charge tu auras cette puissance pendant 1ms et puis ensuite le transistor explose
Mais dans ce cas comment peut on avoir des schémas d'applications pour ne pas exposer les transistors car le 14 juillet c'est passé....
Et si je connecte la sortie de mon Ampli ADA4700 directement à mon piézo (avec 30mA max) dans ce cas ma puissance sera bien limitée à 1,35W et je ne risque pas d'exploser mon Ampli ADA4700 ?
Je pense que les titres des figures 69 70 71 ont été mélangées dans la datasheet. La "Figure 69. Bilateral Current Source with Transfer Function 1 mA/V" n'est pas une source de courant, c'est un ampli. La source de courant est sur les figures 70 et 71. Bon, pour ton problème, on s'en fout.
> Et si je connecte la sortie de mon Ampli ADA4700 directement à mon piézo (avec 30mA max)
C'est quoi qui limite le courant à 30mA ? Y a-t-il une protection dans la puce qui limite le courant et assure que la SOA décrite sur la datasheet est respectée ? Ou bien est-ce que la datasheet te dit juste "ne pas dépasser ce courant" et c'est à toi de t'en assurer ?...
> Mais dans ce cas comment peut on avoir des schémas d'applications pour ne pas exposer les transistors
Le schéma marche avec une charge résistive de 8 ohms, bien sûr on peut reprocher à la datasheet de ne pas le mentionner, mais ça a dû être écrit par un ingénieur pour qui c'est évident alors il a oublié
Aussi, l'ampli sera instable avec une charge capacitive comme un piézo.
C'est quoi qui limite le courant à 30mA ? Y a-t-il une protection dans la puce qui limite le courant et assure que la SOA décrite sur la datasheet est respectée ? Ou bien est-ce que la datasheet te dit juste "ne pas dépasser ce courant" et c'est à toi de t'en assurer ?...
Il y a une protection thermique sous le composant et la Board test vendu avec cet ampli est dimensionnée pour. A mon sens on ne pourra pas aller au delà de 30 mA c'est le maximum que le composant peut fournir.
Le schéma marche avec une charge résistive de 8 ohms, bien sûr on peut reprocher à la datasheet de ne pas le mentionner, mais ça a dû être écrit par un ingénieur pour qui c'est évident alors il a oublié
Dans ce cas je vais m'orienter vers le schéma de la Figure "71. Modified Howland Current Pump" si c'est du 8 ohms cela pourra convenir à mon cas avec 1.5 µF (5 ohms), je pense relire tes explications un peu plus haut pour dimensionner les radiateurs de refroidissement et je m'adapte sur l'étage BDW93C et BDW94C. Certes je ne pourrai pas faire vibrer mon piézo de façon optimal mais cela lui fera vibrer un peu (et c'est ce qui est demandé pour notre expérience) c'est ce qui est recherché. C'est pour cette raison qu'ils ont pas voulu acheter un ampli 500W tout fait.
Oui je vois que ça fait longtemps que tu n'as pas fait d'élec
> Dans ce cas je vais m'orienter vers le schéma de la Figure "71. Modified Howland Current Pump" si c'est du 8 ohms cela pourra convenir à mon cas avec 1.5 µF (5 ohms),
Une charge de 8 ohms résistif c'est tout à fait différent d'une charge capacitive...
Dans la résistance la tension et le courant sont en phase, donc le max de courant arrive au max de tension sur la charge, donc au minimum de tension sur les transistors de l'ampli.
Pour une charge capacitive le max de courant est autour de la tension de sortie nulle, donc la dissipation dans les transistors de sortie est bien supérieure, car la tension à leurs bornes est supérieure... c'est pourquoi il en faut plein en parallèle, avec des résistances d'équilibrage, bref le bazar.
> C'est pour cette raison qu'ils ont pas voulu acheter un ampli 500W tout fait.
(Coût d'un ampli à 300€) divisé par (nombre d'heures que tu as passées sur ce problème) = ...
Pour les tests, inutile de construire quoi que ce soit, tu peux utiliser n'importe quel ampli audio acheté 20€ d'occase au dépôt vente*, à condition de mettre une résistance en série avec ton piézo, genre 3.3 ohms. Si tu n'as pas de résistance de forte puissance sous la main, une halogène 12V 20W devrait fonctionner.
Si tu connectes une charge capacitive à la sortie d'un ampli non prévu pour, comme je disais plus haut il va devenir instable, osciller et cramer. D'où la résistance en série pour les tests.
{\displaystyle i=C{\frac {\mathrm {d} u}{\mathrm {d} t}}}
Je pensais que i=C(dU/dt) le terme dU/dt est max quand j'aurai la tension max au borne au condensateur c-a-d 45V de mon alimentation alors je ne vois pas comment on peut connaître le courant Max.
Est ce que tu pourras me dire comment je peux faire fonctionner mon ampli déjà acheté qui est le ADA 4700 avec sa carte Board test pour essayer mon piézo ? Depuis le début, tu m'expliques qu'il faut travailler avec un ampli acheté sur le marché mais je t'avais expliqué que : ce n'est pas le choix qu'ils ont choisi (ce n'est pas moi qui décide). Si tu peux orienter tes explications dans ce sens je te remercierai et oublier bien sur ampli d'occasion ou je ne sais pas où.
U = sin (wt+phi) dont la dérivée w*cos (wt+phi) dans ce cas j'ai I max = 2*PI*f*1.5µF = 0.18 A ce n'est pas aussi important que cela. Mais je pense que je fais une erreur quelque part mais je ne sais pas où.
dU/dt est max lorsque U est nulle (au début de la charge) et minimum à la fin.
Désolé bobflux pour ma réponse un peu directe mais il faut que je trouve rapidement une solution et je ne voudrai pas refaire la science dans ce topic mais une solution qui s'adapte à ma situation. J'ai oublié la carte Board tes est "EVALPRAHVOPAMP-1RZ_UG-670"
dU/dt est max lorsque U est nulle (au début de la charge) et minimum à la fin.
Alors dans ce cas U=0 dont dU/dt = 0 dans ce cas le terme i=C(dU/dt) = 0. Finalement mon circuit ne consomme rien ! Il y a quelque chose de louche dans les équations.
Non, faut les comprendre !
dU n'est pas U
Bonjour,
Je reviens de nouveau sur ma question initiale et je souhaiterai de l'aide. J'ai un Ampli (alimenté en tension symétrique +48V/-48V) avec une carte EVALPRAHVOPAMP-1RZ_UG-670 (Un emplacement prévu pour la dissipation thermique). Je souhaiterai savoir si je peux brancher directement à un piézo (dont la charge est environ 1.5µF en statique mesuré avec une capacimètre) sans risque. La puissance MAX fournit par mon ampli est 45V*30 mA = 1.35 W en sachant que l'ampli a une protection thermique via la carte EVALPRAHVOPAMP-1RZ_UG-670. Merci d'avance pour les renseignements
Non, faut les comprendre !
dU n'est pas U
La dérivé d'une fonction est nulle quand elle arrive à son maximum ou minimum dont ici la tension d'alimentation 45V soit I=U/Z = u*c*w = 45*1.5µF*2*pi*20000 = 8.4A cela fait beaucoup quand même de courant à absorber. Qu'est ce que vous me conseillerez pour diminuer ce courant Max qui circule dans mon montage car le courant max admissible par mon ampli est de 10 mA.
Fais un essai avec un ampli audio de chaine hifi et une résistance en série avec ton piézo, et ça te permettra de savoir de quelle amplitude tu as réellement besoin pour avoir les vibrations que tu veux. Vu le budget de cette expérience (environ zéro) il est inutile de continuer à couper les cheveux en 4 avant d'avoir des chiffres.
