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Simulateurs d'entrées automates




  1. #1
    tintin63

    Simulateurs d'entrées automates

    Bonjour,

    Je vous présente un projet que je compte réaliser avec un suivit sur ce poste.
    Il traite d'un simulateur d'entrées automate 0-10V et 0-20mA (pratique pour du 4-20mA).
    Toujours bien pour faire une platine de test pour les automates, voir Arduino ci les impédances d'entrées correspondent.
    Ci-cela peut aider d'autre membres ou personnes voulant faire la même chose.
    Je précise que je suis électricien et non électronicien.

    Ci-joint un schéma que j'ai réalisé sur Proteus en mode simulation:
    simulation png.png

    Alim 12Vdc par une alimentation séparées.
    0-10:
    Réalisé par une Zener et un potentiomètre car j'ai constaté quand j'en changent la résistance d'entrée automate 50k à 100k je n'avais pas une vrais tension 10Vmax.

    0-20mA
    Réalisé par un ampli OP pour être indépendant de la change jusqu'a une certaine valeur d'alimentation.

    Je l'ai fais en étudiant différentes documentations prit sur le net et livres lue.
    RA1 et RA2 sont des entrées d'automates.
    (Impédance d'entrées pour une tension très grande et plutôt faible pour un courant).

    Sur un automate nous avons toujours un point commun, que ce soit sur l'alimentation ou une connection sur une carte d'entrée.
    Cela sera symboliser par le gnd.

    Cela est il réalisable ?

    Merci de m'avoir lue.

    -----


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  3. #2
    Antoane

    Re : Simulateurs d'entrées automates

    Bonjour et bienvenue sur Futura !

    Tu veux donc brancher ton système sur les entrées d'un automate, ton système se comportant comme un capteur factice ?

    Les idées de principe sont les bonnes, il peut y avoir quelques détails à améliorer :
    - pourquoi avoir mis une résistance de RA=350 Ohm pour simuler l'entrée de l'automate ? est-ce une valeur normalisée ?
    - même question pour RA1.
    - La sortie du LM324 n'est pas capable d'atteindre le rail d'alimentation positif, il y a une tension de déchet de l'ordre de 2 ou 3 V. le courant minimum débité par la source sera alors de (2 ou 3 V) /R3 ~ 10 ou 15 mA. De plus, le "common mode input range" du LM324 ne monte pas au-dessus de Vcc-1.5 V environ, il n'est donc pas possible de spécifier un courant de moins de ~1.5/R3 ~ 7.5 mA ; le résultat lorsque le potentiel sur l'entrée "+" de l'AOP est supérieur à 12-1.5=10.5 V est a priori peu prévisible. (voir : https://forums.futura-sciences.com/e...tml#post304524 & http://www.ti.com/lit/ds/snosc16d/snosc16d.pdf).
    - J'imagine que l'automate peut fournir une alimentation 24 V, pourquoi ne pas s'en servir ?
    - un AOP en suiveur pourrait être ajouter entre RVA et RA1 de manière à rendre indépendant la tension de sortie et la valeur de RA1.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  4. #3
    tintin63

    Re : Simulateurs d'entrées automates

    C'est exactement cela, je souhaiterai brancher ce système sur des entrées automates indépendamment de la marque.

    - RA2 peut aller de 100 à 350ohm suivant la marque de l'automate et RA1 de 50k à 100k.
    - Merci pour les liens.
    - Oui, les automates peuvent fournir l'alimentation des capteurs, mais je souhaite créer une alimentation indépendante car suivant les
    marques l'alimentation change. Après rien m’empêche de créer une alim symétrique en fonction de l'AOP
    - Du coup la simulation n'est pas bonne, il me faudrait un autre AOP?
    Il me semblait que le LM324 était un Rail to Rail.

    simulateur.jpg
    Avec l'ajout d'un AOP en suiveur.


  5. #4
    tintin63

    Re : Simulateurs d'entrées automates

    Je viens de trouver le AD822AN en ampli op
    data : https://www.analog.com/media/en/tech...eets/AD822.pdf
    Cela pourrait il convenir?

  6. #5
    Antoane

    Re : Simulateurs d'entrées automates

    Il serait possible de bricoler de manière à utiliser un LM324 mais le plus simple reste d'utiliser un composant actuel.
    Le AD822 peut convenir.
    C'est cependant un composant de luxe et il serait possible d'utiliser par exemple un :
    TS912
    TS914
    TSX561
    TSX562
    TSX564
    TSX920
    TSX921
    TSX922
    TSX923
    TSX9291
    TSX9292

    Ou autre...
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    tintin63

    Re : Simulateurs d'entrées automates

    Petites mises à jours:
    simulateur.jpg

    J'ai remplacé la Zener par un pont diviseur de tension, (consomme moins).
    J'ai également modifié l'alimentation 12V par une de 24V (récupération), du coup j'ai changé la valeur de R3 pour avoir le bon courant de sortie.
    Cela permettra d'avoir une résistance RA2 plus élevé si les constructeurs d'automates changent...
    RV1 et RV2 sont des potentiomètres double, 1 sortie pour le montage et 1 sortie pour l'Arduino.

    Je souhaiterai faire une visualisation des courants et intensités sur un écran 4d systems dont les variables viennent de l'Arduino.

    Je vais essayer d'émuler des sondes de températures (PT100, PT1000, NTC carel) par des potentiomètres et avoir la valeur des températures sur l'écran.

    J'ai trouvé des AD822 pour 1,5€ sur ebay mais bon il faut attendre 1 mois.
    Encore des heures d'études et de réalisations...

  9. #7
    Antoane

    Re : Simulateurs d'entrées automates

    Bonjour,

    Suivant les précisions et stabilités requises pour le montage, il peut être intéressant d'utiliser des références de tension externes, ou de se contenter de ponts diviseurs câblés sur le +24 V. Il faut définir à quel point le montage doit être reproductible, bruité, etc. et mettre cela en parallèle de la qualité de l'alimentation - ce n'est pas évident lorsqu'on connait mal les performances de l'alim ou qu'on ne sait pas trop comment chiffrer les choses.

    Je souhaiterai faire une visualisation des courants et intensités sur un écran 4d systems dont les variables viennent de l'Arduino.
    Mieux vaudrait alors mesurer directement le courant et la tension fournis à l'automate que d'utiliser des doubles potentiomètres : ce sera plus précis et, surtout, évitera d'utiliser des doubles potentiomètres.

    Je vais essayer d'émuler des sondes de températures (PT100, PT1000, NTC carel) par des potentiomètres et avoir la valeur des températures sur l'écran.
    Pas trivial, mais intéressant

    Citation Envoyé par tintin63 Voir le message
    J'ai trouvé des AD822 pour 1,5€ sur ebay mais bon il faut attendre 1 mois.
    Attention avec les composants achetés sur ebay : il peut s'agir de contrefaçons. Ce peuvent être des composants mis au rebu par le fabriquant car ne présentant pas les performances annoncées dans la datasheet, des AOP standards vendus comme des AD822, etc.
    Dernière modification par Antoane ; 03/12/2018 à 08h52.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

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  11. #8
    tintin63

    Re : Simulateurs d'entrées automates

    Je vais utiliser une alimentation Mean Well (DR-4524)
    Apres pont de diviseur ou zener je ne sais pas trop du coup...
    https://www.meanwell.com/Upload/PDF/...DR-45-SPEC.PDF

    L'idée du potentiomètre double c'était pour avoir un gnd du 5v bien séparé de l'alim 24v.
    de plus cela permettait de ne pas avoir de problème au niveau des impédances d'entrée (Arduino et automate).

    J'avais pensé à mettre deux AOP en suiveur de tension sur les sorties de U2A et U2B avec un pont diviseur pour l'Arduino. (entrées 0-5V max).

    Sinon je vois pas comment faire en sorte qu'il mesure directement les entrés de l'automate.
    Dernière modification par tintin63 ; 03/12/2018 à 20h26.

  12. #9
    Antoane

    Re : Simulateurs d'entrées automates

    Bonjour,
    Citation Envoyé par tintin63 Voir le message
    Je vais utiliser une alimentation Mean Well (DR-4524)
    Apres pont de diviseur ou zener je ne sais pas trop du coup...
    Étant donnés le bruit de l'alimentation et la plage de régulation de sortie, j'aurais tendance à suggérer l'emploi de zener, voire même de références de tension (e.g. une TL431 pour une référence low-cost). Ceci dit, il faudra filtrer et un pont diviseur peut suffire...

    L'idée du potentiomètre double c'était pour avoir un gnd du 5v bien séparé de l'alim 24v.
    Tu utilises des alimentations séparées pour fournir le 5 V et le 24 V ? Sauf s'il y a des éléments du montage dont tu ne parles pas, je doute que ce soit nécessaire.
    de plus cela permettait de ne pas avoir de problème au niveau des impédances d'entrée (Arduino et automate).
    L'impédance d'entrée d'un arduino est quasi-infinie (avec une capacité commutée interne). Le suiveur permet de s'affranchir de ce genre de problème.

    J'avais pensé à mettre deux AOP en suiveur de tension sur les sorties de U2A et U2B avec un pont diviseur pour l'Arduino. (entrées 0-5V max).
    Pas besoin de mettre un suiveur sur une sortie d'AOP qui est déjà à basse impédance, i.e. dont la tension ne dépend (quasiment-)pas du courant débité.

    Sinon je vois pas comment faire en sorte qu'il mesure directement les entrés de l'automate.
    Tu peux brancher un diviseur de tension en sortie de U2:A et en mesurer la tension de sortie avec l'arduino.
    Il faudrait également réussir à mesurer la tension entre l'entrée + de U2:B et le Vcc et/ou le courant fournie par la source de courant 4-20 mA et/ou la tension aux bornes de R3...
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  13. #10
    PHIGE

    Re : Simulateurs d'entrées automates

    Bonjour,

    Sauf si je n'ai pas bien compris, ne serait-il pas plus facile d'avoir l'arduino comme sources (bien sûr relayé par un peu d'analogique) plutôt que des sources manuelles (potentiomètres) avec un arduino en mesure. Il s'ensuivrait entre autres des possibilités d'automatisations et une bonne reproductibilité des tests.

    Salutations

  14. #11
    tintin63

    Re : Simulateurs d'entrées automates

    Bonsoir,


    Mince si j’oublie des choses à dire...

    Le simulateur comportera:

    -Entrées
    Des parties génératrice de signaux analogiques (sondes, tensions, courant), pour les entrées analogiques de l'automate (x10).
    Cette gamme devra être sélectionnable par des commutateurs.
    Une partie signaux digital, avec des commutateurs (x18)

    -Sorties
    Une partie sorties analogiques en 0-10V (x6)
    Une partie sorties digital avec visualisation par leds (x20)

    Un petite afficheur (5 pouces) 4D système pour voir les entrées et sorties de type analogique varier.
    Pour éviter de mettre des écrans à outrance.

    Je préfère avec des boutons et potentiomètre plutôt que piloter le système via un petite écran.



    Pour le coup:
    - j'ai rajouter un petit condensateur de 470uF pour le filtrage. (pour 10 montages cela va faire beaucoup...).
    - Pour alimenter l'Arduino et l'écran je rajouterai un petit régulateur linaire de 5V dans ce cas alors.
    - j'ai mis un diviseur de tension pour U2:A.
    - J'ai essayer de mettre un diviseur de tension en sortie de U2:A mais j'ai un delta de tension trop petit 2V pour du 0-20mA.
    ( l'Arduino fonctionne en 10bit à priori soit 1024 unités de mesure).
    En rajoutant un BC557 en générateur de courant également et une résistance de 220Ohm j'obtiens un delta de 4.4V pour du 0-20mA.



    Merci des informations




    simulation.jpg

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