Détecter la présence d'une pièce par induction

[7Tycoon]

Bonjour,

Dans le cadre d'un projet qui me traîne en tête, je souhaiterais pouvoir alimenter et détecter par induction une pièce mobile équipé d'une bobine et d'une LED.

Pour la première partie, c'est plutôt bien documenté sur internet : en plaçant d'un côté une bobine, et en utilisant une arduino et un transistor pour générer un courant alternatif (à peu près...) qui la traverse, j'arrive à alimenter une LED connectée à une deuxième bobine en face. Avec des performances forcément médiocres, mais peu importe pour l'instant !

Maintenant, je souhaiterais aussi savoir si je pouvais utiliser ce montage pour détecter la présence de la pièce mobile. Je pensais naïvement qu'approcher les bobines entre elles ferait chuter la tension, ou peut-être modifier l'intensité du côté de l'arduino, et j’espérais pouvoir mesurer cela (un peu comme une charge sur un moteur ?). Malheureusement, armé de mon petit multimètre et du montage basique, je n'ai rien détecté. Il passe quelque 150 mA dans la bobine côté arduino, qu'il y ait une autre bobine en face ou non.

Je me demande s'il existait un moyen pour la deuxième bobine (qui pour l'instant n'est connecté qu'à une LED) pour influencer la première, et ainsi détecter sa présence.

Désolé si ce sont des questions bêtes, mes cours d'électronique s'éloignent...
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[Gwinver]

Bonjour.

Il y a deux causes possibles :

Le faible rendement du transfert d'énergie. Autrement dit, l'écart de puissance entre les deux situations est trop faible pour être détecté.
La capacité du multimètre à le signal généré par l'Arduino qui pourrait avoir une fréquence potentiellement trop élevée.

[nornand]

bjr , j'espère que tu utilises un courant variant dans ta première bobine , un courant continu ne génère qu'un champ magnétique , qui ne PEUT PAS être détecter par un bobine proche , voir les bases de l'induction.

[Gwinver]

C'est ce qu'il a fait:

en plaçant d'un côté une bobine, et en utilisant une arduino et un transistor pour générer un courant alternatif (à peu près...) qui la traverse, j'arrive à alimenter une LED connectée à une deuxième bobine en face

Après, il faudrait voir comment c'est réalisé.

[A voir en vidéo sur Futura]

[7Tycoon]

bjr , j'espère que tu utilises un courant variant dans ta première bobine , un courant continu ne génère qu'un champ magnétique

Oui bien sûr ! C'est un peu bancale mais ça marche : j'utilise la Arduino pour mettre le pin relié à la grille du transistor à l'état haut ou bas très rapidement. Cela fonctionne et j'arrive bien à allumer la LED reliée à la deuxième bobine.

Il y a deux causes possibles :

Le faible rendement du transfert d'énergie. Autrement dit, l'écart de puissance entre les deux situations est trop faible pour être détecté.
La capacité du multimètre à le signal généré par l'Arduino qui pourrait avoir une fréquence potentiellement trop élevée.

Hmm, mais du coup je ne suis même pas sûr de ce que je devrais observer concrètement. La présence de la deuxième bobine et de la LED modifie quoi côté arduino / première bobine ?

Pour info le montage que j'ai fait est celui du lien de mon premier post.


5V -> bobine -> drain du mosfet, source à la masse, grille à l'arduino (signal on/off alterné). La LED est directement connectée à la deuxième bobine.

[gienas]

Bonjour 7Tycoon et tout le groupe

... La présence de la deuxième bobine et de la LED modifie quoi côté arduino/première bobine ...

C’est probablement bien là le quiproco.

La présence (proprement dite) ne change strictement rien sur le microcontrôleur qui n’est qu’une horloge.

Ce qui est susceptible de changer quelque chose, c’est l’énergie absorbée par la bobine mobile, qui, forcément, est fournie par la bobine émettrice.

C’est donc ce courant alternatif primaire qu’il faudrait mesurer.

Tu affirmes que la LED s’éclaire mal, ce qui peut signifier que le bobinage n’est pas adapté, et/ou que la couleur de LED est mal choisie.

À titre d’exemple, si tu enlèves la LED et que la bobine ne débite rien, aucune variation d’intensité ne sera accusée lors du rapprochement.

La LED, qui est avant tout une diode, a un comportement non linéaire. Il faut qu’elle soit soumise à une tension de seuil minimale pour que le courant commence à circuler. Ce seuil est dépendant de la couleur. Les seuils les plus faibles sont pour les rouges.

Pour pouvoir augmenter le nombre de spires, et espérer augmenter la tension, il faut du fil "sans isolant", donc du fil émaillé. Comme ce fil ne délivrera qu’un courant très faible, il peut être très fin, ce qui permet un plus grand nombre de spires dans une même section de bobinage.

Utiliser un microcontrôleur pour générer le signal d’horloge est une ineptie. Un auto oscillateur doit faire l’affaire plus simplement.

[Gwinver]

Bonjour.

Oui bien sûr ! C'est un peu bancale mais ça marche : j'utilise la Arduino pour mettre le pin relié à la grille du transistor à l'état haut ou bas très rapidement. Cela fonctionne et j'arrive bien à allumer la LED reliée à la deuxième bobine.

Cela confirme l'hypothèse du faible rendement, et peut-être de l'inadaptation de la mesure.

La tension appliquée à la bobine émettrice oscille donc entre 0V et +5V, il y a donc une tension moyenne de 2.5V et donc une certaine valeur de courant moyen. Le courant parcourant la bobine est constitué de la somme de deux composante: une composante continue et une composante alternative.
Seule la composante alternative génère un courant dans la bobine de la LED. Et c'est donc la seule intéressante à mesurer. Le voltmètre devrait donc n'être couplé qu'en alternatif.
Après, ce courant oscille à une vitesse assez élevée, qu'il est normalement possible de calculer à partir du code du programme. Il est très probable que cette fréquence soit hors de portée du contrôleur.
Comme dit par Gienas, la LED est un redresseur, elle n'utilise donc que la moitié de la tension fournie, ce qui diminue encore le rendement.
Pour observer quelque chose, il faudrait s'orienter vers un oscilloscope utilisant une troisième bobine.