Mesurer la variation de lumière

[DD38000]

Bonjour à tous,
J'aimerais avoir de l'aide pour la construction d'un petit circuit électronique simple à premier abord mais qui me pose soucis. Mon cahier des charges : j'ai besoin de mesurer la variation de lumière de façon la plus linéaire possible (idéalement sur un voltmètre ou ampèremètre analogique).
La seule condition est : pas d'énergie autre que celle du soleil. Pas de pile, de batterie.. ni d'alimentation.
J'ai essayé un premier montage qui me semblait prometteur : Une cellule photovoltaïque (sortie 5V) branchée sur une un montage en série d'une résistance 10K et une photorésistance.
la photorésistance semble fonctionner entre quelques dizaine d'Ohms et plusieurs MégaOhms. J'ai deux soucis: le voltmètre (branché sur la 10K) est sensé mesurer la variation de lumière, mais a une impédance interne très faible (mesurée à 4,7K ! )*et mon deuxième souci, est que ça semble marcher pas trop mal lorsque le jour se lève jusqu'à un soleil voilé où mon voltmètre indique 5V. Mais ensuite,du soleil voilé jusqu'au grand soleil, je sature à 5V.*
En gros la plage de variation n'est pas très linéaire en forte ou moyenne luminosité. Que me conseillez-vous ? est-ce que mon montage peut fonctionner ou faut-il trouver autre chose ?
Merci pour vos lumière !
Denis
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[Exotique]

Bonjour,
sans voir ton montage il sera difficile de te répondre.
Il faut également que tu postes la doc de ta cellule photovoltaïque.
Plus tu donneras d'informations et meilleures seront les réponses.

[penthode]

devoir à rendre quand ?

[calculair]

A priori le système devrait être linéaire en fonction du courant disponible ( Nombre de photo électrons ). Ils sont libérés en fonction du rendement quantique de la cellule ( probabilité d'interaction entre un photon et les électrons).

En cas de forte illumination , si tous les électrons sont libérés, il semble normal que le rendement quantique diminue ( saturation constatée )

Pour éviter cela , il suffit de mettre un filtre absorbant devant la cellule pour que la détection du flux de photons efficaces soit approximativement linéaire.

Bonjour à tous,
J'aimerais avoir de l'aide pour la construction d'un petit circuit électronique simple à premier abord mais qui me pose soucis. Mon cahier des charges : j'ai besoin de mesurer la variation de lumière de façon la plus linéaire possible (idéalement sur un voltmètre ou ampèremètre analogique).
La seule condition est : pas d'énergie autre que celle du soleil. Pas de pile, de batterie.. ni d'alimentation.
J'ai essayé un premier montage qui me semblait prometteur : Une cellule photovoltaïque (sortie 5V) branchée sur une un montage en série d'une résistance 10K et une photorésistance.
la photorésistance semble fonctionner entre quelques dizaine d'Ohms et plusieurs MégaOhms. J'ai deux soucis: le voltmètre (branché sur la 10K) est sensé mesurer la variation de lumière, mais a une impédance interne très faible (mesurée à 4,7K ! )*et mon deuxième souci, est que ça semble marcher pas trop mal lorsque le jour se lève jusqu'à un soleil voilé où mon voltmètre indique 5V. Mais ensuite,du soleil voilé jusqu'au grand soleil, je sature à 5V.*
En gros la plage de variation n'est pas très linéaire en forte ou moyenne luminosité. Que me conseillez-vous ? est-ce que mon montage peut fonctionner ou faut-il trouver autre chose ?
Merci pour vos lumière !
Denis

[A voir en vidéo sur Futura]

[DD38000]

Bonjour
Merci pour ces éléments de réponse

Ce n'est pas un devoir.. c'est du bricolage perso !
Voila mon schéma et des mesures prises. À noter que la faible résistance interne de mon voltmetre (à aiguille) diminue l'impédance du circuit (voir note)

J'espère que ça aide... Je ne sais pas comment faire pour avancer..
Déjà en éclaircie, je sature à 5V....

Merci
Denis.

[Janpolanton]

Bonjour,

devoir à rendre quand ?

Je suis d'accord, vu le "cahier des charges" ça sent le devoir à plein nez

PS : c'est quoi ce voltmètre avec une impédance d'entrée de 4k7?

[DD38000]

c'est un analogique standard acheté en ligne (0 - 5V)... très bizarre cette impédance pour un voltmètre.. Je ne sais pas l'expliquer.

[Exotique]

Tu l'as mesuré comment?

[calculair]

Comment apprécies tu la linéarité entre ta mesure et le flux de lumière ? as tu un appareil étalonné ?

Bonjour à tous,
J'aimerais avoir de l'aide pour la construction d'un petit circuit électronique simple à premier abord mais qui me pose soucis. Mon cahier des charges : j'ai besoin de mesurer la variation de lumière de façon la plus linéaire possible (idéalement sur un voltmètre ou ampèremètre analogique).
La seule condition est : pas d'énergie autre que celle du soleil. Pas de pile, de batterie.. ni d'alimentation.
J'ai essayé un premier montage qui me semblait prometteur : Une cellule photovoltaïque (sortie 5V) branchée sur une un montage en série d'une résistance 10K et une photorésistance.
la photorésistance semble fonctionner entre quelques dizaine d'Ohms et plusieurs MégaOhms. J'ai deux soucis: le voltmètre (branché sur la 10K) est sensé mesurer la variation de lumière, mais a une impédance interne très faible (mesurée à 4,7K ! )*et mon deuxième souci, est que ça semble marcher pas trop mal lorsque le jour se lève jusqu'à un soleil voilé où mon voltmètre indique 5V. Mais ensuite,du soleil voilé jusqu'au grand soleil, je sature à 5V.*
En gros la plage de variation n'est pas très linéaire en forte ou moyenne luminosité. Que me conseillez-vous ? est-ce que mon montage peut fonctionner ou faut-il trouver autre chose ?
Merci pour vos lumière !
Denis

[DD38000]

Avec un multimètre, simplement. je prends juste l'impédance aux bornes

[DD38000]

Disons qu'hier avec un soleil voilé, je sature déjà à 5V.. alors en plein soleil je ne pourrais avoir la mesure.
J'apprécie ça de façon empirique, et je veux distinguer un plein soleil d'un soleil voilé, d'un ciel nuageux....

[Qristoff]

Bonjour, pourquoi ne pas utiliser simplement une LDR, par exemple BPW21 dont on connait la fonction de transfert (logarithmique en fonction de l'éclairement, mais plus facile à mettre en œuvre)

[calculair]

Je n'ai pas tout compris sur votre schéma:
R2 ? c'est quoi ?
Le rectangle hachuré c'est la cellule photovoltaïque qui fournit 5V avec 0,15 W , c'est à dire 0,15 /5 = 30mA comme indiqué ( courant max )

La tension V est celle mesurée aux bornes de la cellule avec votre voltmètre d'impédance 4700 ohms comme vous l'indiquez

Si le voltmetre est en // sur la 10 k la cellule serait chargée par 3197 ohms comme vous semblez l'indiquer à gauche du schéma.

VR1 est semble il une tension , mais mesurée ou ?

Le courant comment est il inapprécié ?

Bonjour
Merci pour ces éléments de réponse

Ce n'est pas un devoir.. c'est du bricolage perso !
Voila mon schéma et des mesures prises. À noter que la faible résistance interne de mon voltmetre (à aiguille) diminue l'impédance du circuit (voir note)

J'espère que ça aide... Je ne sais pas comment faire pour avancer..
Déjà en éclaircie, je sature à 5V....

Merci
Denis.Pièce jointe 426609

[Exotique]

Avec un multimètre, simplement. je prends juste l'impédance aux bornes

Tout s'explique...

[Exotique]

Ce montage n'a pas de sens.
Le panneau solaire à une tension et un courant largement variable en fonction de l'ensoleillement, ce n'est pas une source de tension, et en l'état tu t'y prends à l'envers.

[Exotique]

A minima il te faut un "réservoir" d'énergie pour avoir une tension stable et faire une mesure répétitive et référencée du capteur.
Par exemple avec une supercapa et une petite régulation.
La condition sur des systèmes autonomes est de consommer le moins possible, une centaine de µA max.

[DD38000]

R1 est une 10K standard, R2 une photo résistance. la tension VR1 est prise avec un voltmetre analogique sur R1.
le rect hachuré est la cellule photo.V.

[Exotique]

Tu comprends que ta tension aux bornes de R1 va non seulement varier avec la luminosité ambiante mais aussi avec la variation du panneau?

[DD38000]

D'accord. Mais alors comment obtenir une mesure de 0 à 5V sur (à peu près) tout le spectre de lumière ? (et éviter d'avoir un système tout ou rien)

[lutshur]

Bonjour,
La cellule founit déjà un courant fonction de l'éclairement qu'elle reçoit. A mon avis, il devrait être plus simple de mesurer le courant sans autre chichi qu'une résistance de charge et ton super voltmètre. La résistance équivalente doit valoir 167 ohms

[Exotique]

D'accord. Mais alors comment obtenir une mesure de 0 à 5V sur (à peu près) tout le spectre de lumière ? (et éviter d'avoir un système tout ou rien)

A mon avis la méthode n'est pas bonne pour être mesurable avec un simple voltmètre et sans au moins une pile ou autre source stable permettant sa mesure, sans avoir derrière une lourde interprétation à faire, vu que dans cette histoire rien ne sera linéaire.
Les capteurs de luminosité s'alimentent tous soit par pile(s) soit en 12V ou 24V, s'il suffisait de mettre en simple PV tu penses bien que ça serait bien généralisé comme procédé.
Selon moi la seule façon de procéder serait à minima une pile et un petit microcontrôleur pour faire la linéarisation.
Reste à imaginer la manière d'afficher les résultats.
Une sortie 0-10V permettrait d'avoir une lecture 0-100% à travers un voltmètre (meilleur que ton voltmètre chinois ).

[zebular]

Le voltmètre analogique, c'est pour de l'audio vintage, bio..? Le prix ? Faut expliquer .

[Qristoff]

ça commence à me fatiguer ces personnes qui posent des questions sans répondre aux notres

Il faut également que tu postes la doc de ta cellule photovoltaïque.

on attend toujours !

[Qristoff]

Bonjour, pourquoi ne pas utiliser simplement une LDR, par exemple BPW21 dont on connait la fonction de transfert (logarithmique en fonction de l'éclairement, mais plus facile à mettre en œuvre)

et d'un autre côté, il y en a qui propose des alternatives.

[DD38000]

Bonjour,

J'ai cherché partout mais je n'ai pas d'autres spec. Rien sur internet autre que ce que j'ai déjà posté dans mon fichier excel au début de ces message.

[jiherve]

Bonjour
une cellule photovoltaique génère du courant il faut donc mesurer ce courant, la tension provient de la mise en série de plusieurs cellule élémentaires!!!!
Ce sont de très mauvais capteur de mesure, une photo diode en inverse est bien plus adaptée ou pour les puristes un bon PM c'est le luxe.
JR

[DD38000]

Merci à tous. J'ai quelques éléments de réponse maintenant. Je ne suis pas très doué en électronique, ça fait 20 ans que je n'y avait pas retouché.
Et je n'ai par ailleurs pas toujours été disponible pour remercier et répondre rapidement à vos questions.
Encore merci !