Conversion PWM24v/Tension3.3v

[Jeremy2000]

Bonjour à tous !

Comme il est écrit dans le titre, je recherche le meilleur moyen pour effectuer une conversion d'un PWM 24v en ça valeur moyenne en 3.3v. Je veux réaliser cela car j'ai un moteur qui est commandé par une commande PWM 24v et j'aimerai déduire une vitesse de rotation seulement avec la tension ! J'ai remarqué que le rapport cyclique de la commande était parfaitement proportionnelle par rapport à la vitesse de rotation du moteur ! J'ai déduit cela grâce à un codeur fait maison posé sur l'axe de sortie du moteur et je l'ai comparé avec mon rapport cyclique. Quand le moteur est freiné la commande est réduite, impressionnant (je suis surtout pas un pro du pwm donc je suis peut être content pour rien ). Ah oui j'allai oublié, cette tension sera ensuite bidouillée à l'aide d'un micro STM32 (entrée analogique 3.3v, c'est pour cela que je veux abaissé la tension). J'ai donc réalisé un premier montage qui fonctionne plutôt bien (avec un temps de réponse pas trop dégueu, environ 0.1s).

Donc voilà, j'aimerai juste avoir vos avis d'experts pour voir si ce que j'ai fait est aberrent ou un pas trop mal (je suis débutant en électronique soyez pas trop méchant ).

Merci !

PS: Pour le courant je m'en contre fiche pour l'instant, la seule charge sur mon montage sera le IN analogique du STM32 (peut être que j'aurai du le calculer ? )

Schéma de mon montage :


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[lutshur]

Bonjour,
Je suis certainement trop prudent, mais si pour une raison ou une autre, l'entrée reste au niveau haut, il y aura du dégat après la sortie.
Il faudrait que la sortie de U2 ne puisse pas dépasser 3.3V

[penthode]

pourquoi cette usinagaz ?

un pont diviseur suffit !

[Qristoff]

Bonsoir et bienvenue sur le forum,

J'ai remarqué que le rapport cyclique de la commande était parfaitement proportionnelle par rapport à la vitesse de rotation du moteur !

jusque là rien d'inquiétant, cela s'appelle le Kv du moteur exprimé en rpm/V

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jeremy2000]

La commande PWM étant 0-24v, celle-ci ne peut dépasser (valeur moyenne étant créer par le rapport cyclique), donc tous mon calcul étant basé sur le 24v, le 3.3V ne dépassera Mais il vrai qu'il vaut mieux être trop prudent

[Jeremy2000]

Le pont diviseur ne permet que d'abaisser la tension, or moi je ne veux pas qu'un simple PWM 3.3v en sortie mais une tension 3.3v, c'est à dire la valeur moyenne de mon PWM (pour pouvoir l'utiliser sur mon entrée analogique). Donc le pont diviseur à lui tous seul ne suffit pas C'est pour cela que j'ai utilisé des circuits RC qui me permettent de faire un convertisseur PWM/Tension

[Jeremy2000]

Et dire que j'ai appris cela à l'école et que je suis encore étudiant

[Antoane]

Bonjour,

Le principe est bon, mais on peut améliorer les performances et/ou simplifier.

Quelle est la fréquence du PWM ? Idéalement, il faudrait connaitre le temps de réponse demandé et la résolution de l'ADC pour choisir l'ordre du filtre.

Pourquoi avoir donné 0 fitrage au premier étage (R1+R2), une cellule au 2e étage (sortie de U1:a) et trois cellules au 3e étage ? En gardant ta structure consistant à cascader des RC, j'aurais mis une cellule au premier étage, 2 au second, et une seule au dernier de manière à limiter lìmpédance de sortie et ainsi l'erreur due au courant d´entrée de l'ADC.
Ceci dit, il serait préférable d'utiliser un circuit de filtre actif au design optimisé, en particulier pour améliorer l'allure de la fonction de transfert autour de la fréquence de coupure. On trouve de nombreux outils de design sur internet, par exemple :
https://www.ti.com/design-resources/...-designer.html

Pas de risque d`endomager l'ADC avec ce montage : les résistances (en particulier R6) et les diodes de clamp internes protègent l'entrée du circuit intégré en limitant le courant.

[penthode]

alors tu rajoute un condo pour intégrer le signal...

[Jeremy2000]

Merci Antoane pour ta réponse, voici ce que je peux te dire:

La fréquence de mon signal PWM (complètement oublié de le préciser ) est de 20 kHz (j'ai calculer la fréquence de coupure avec fc=1/2piRC). D'ailleurs mon filtre doit avoir un temps de réponse pas trop énorme, je veux venir calculer une vitesse environ toutes les 0.1s (ou même plus mais il faut que ce soit <1s sinon j'ai peur de ne pas être précis dans ma vitesse). Enfaite le premier étage est mon pont div, ensuite j'ai mon premier filtrage avec une cellule (celle qui fait tous) puis je termine avec plusieurs filtrages pour améliorer le tous. Mais il est vrai, ce que j'ai fait ne limite pas assez l'impédance j'aurais donc du faire comme cela ?



Je vais aussi regarder les filtres actifs (je n'y avait même pas pensé )

Et merci pour vos réponses ultras rapides c'est TOP

[Jeremy2000]

Salut penthode,

un pont diviseur + condo ne limite pas l'impédance donc c'est beaucoup trop "simple" comme système (je rappelle que la sortie de mon système arrive sur l'entrée d'un STM32) et de plus ce n'est pas assez précis je trouve .

[Janpolanton]

Bonjour,
A mon avis, le meilleur site de calcul de filtre en ligne est celui-ci

[Jeremy2000]

Salut Janpolanton et merci pour ta réponse,

Effectivement c'est le site que j'ai utilisé en plus de mes propres calculs

[Antoane]

Bonjour,

> j'ai calculer la fréquence de coupure avec fc=1/2piRC
De la manière dont ets fait ton dernier design, si f° est la fréquence de coupure du filtre R4-C2, f° est également la fréquence de coupure du filtre constitué de R5-C3. En revanche, la fréquence de coupure du filtre complet, constitué de R4-C2-R5-C3 est inférieure à f°. En effet, à cette fréquence, R4-C2 apporte une atténuation de 3dB, mais R5-C3 apportent la même atténuation ; le filtre complet, constitué de R4-C2-R5-C3, atténue donc de 6 dB à la fréquence f°.

> https://forums.futura-sciences.com/a...3v-capture.jpg
Ca ne change pas grand chose, mais la fréquence de coupure du premier étage (en amont de U1:a) vaut :

Je diviserais R6 par 10.

La fréquence de coupure f_c du filtre complet est choisie en fonction du temps de réponse t_r demandé : il faut atténuer toutes les frequence supérieures à celle correspondant au temps de réponse (f_c = pi/t_r).
L'ordre du filtre est choisi de maniére à assurer une atténuation suffisante du bruit de découpage.

>Je vais aussi regarder les filtres actifs
C'est le mieux à faire

On trouve aussi des solutions intégrées, e:g:
https://www.mouser.de/datasheet/2/60...44-1517581.pdf
Mais la manière la plus propre serait de directement mesurer le rapport cyclique avec un timer dans le STM.

[Jeremy2000]

Merci pour ta réponse super complète Antoane ! Je vais donc faire comme tu m'indiques et diviser R6 par 10 et tester à l'oscillo pour voir !
Ton explication m'a permit de mieux comprendre tous cela
Pour ce qui est des filtres actifs je n'y connais pas grand chose mais si tu regardes alors là c'est vraiment super de ta part !
Merci encore

[penthode]

Salut penthode,

un pont diviseur + condo ne limite pas l'impédance donc c'est beaucoup trop "simple" comme système (je rappelle que la sortie de mon système arrive sur l'entrée d'un STM32) et de plus ce n'est pas assez précis je trouve .

ton stm entre à haute indépendance , donc la charge de sortie ne sera que la résistance que tu mettra...

encore une fois :

[Jeremy2000]

Donc si je comprends bien, je peux enlever mes AOPs suiveurs et tous mettre à la suite ?

[penthode]

fais quelques manips , et dis nous !

[Jeremy2000]

Bon bah en effet Penthode,
Les AOPs sont complètements inutiles, en effet les suiveurs ne servent qu'à transformer une haute impédance en faible impédance. A l'oscillo bah on voit bien que entre les deux circuits, l'un avec les AOPs et l'autre sans et bien... Aucune différence, logique me direz vous
L'usine à gaz n'est plus

[Jeremy2000]

Par contre j'observe que la tension quand j'enlève les AOPs n'est vraiment pas stable alors qu'avec les AOPS, elle est stable même dans les mV

[Qristoff]

On a peut être juste oublié de poser une question ! qui génére le signal PWM ? le STM ?

[Jeremy2000]

Non, ce n'est pas le STM mais un variateur
https://www.klinmak.it/wp-content/up...al-SK76977.pdf
Celui-ci débite du 24V PWM à 20 kHz avec 25A bridé max.

[Qristoff]

Mais la manière la plus propre serait de directement mesurer le rapport cyclique avec un timer dans le STM.

clairement !

[Jeremy2000]

clairement !

Hum, je vais me renseigner alors.
Ce qui est bien avec cette méthode c'est que je n'aurai qu'a utiliser un pont div pour abaisser à 3.3v

[Qristoff]

Ce qui est bien avec cette méthode c'est que je n'aurai qu'a utiliser un pont div pour abaisser à 3.3v

c'est ça !

[calculair]

Le moteur peut tourner en sortie de ce filtre ????? Tres bizarre 130 k Ohms entre la source et l'utilisation La puissance maxi c'est quand le 24 V est appliquée en continu La tension de sortie est prévue alors pour 3 V , le courant 21 / 130 000 = 0,16 mA

Bon bah en effet Penthode,
Les AOPs sont complètements inutiles, en effet les suiveurs ne servent qu'à transformer une haute impédance en faible impédance. A l'oscillo bah on voit bien que entre les deux circuits, l'un avec les AOPs et l'autre sans et bien... Aucune différence, logique me direz vous
L'usine à gaz n'est plus

Pièce jointe 432914

[Jeremy2000]

Oh mon dieu je viens de comprendre avec le timer. Ma période PWM étant de 50us, avec un timer de 0.5us je pourrai avoir mes 100 valeurs pour une période. Si j'ai 40 valeurs à l'état haut et 60 à l'état bas, alors je suis sur un rapport cyclique de 40%. Si c'est ça alors je suis extrêmement content !

[Jeremy2000]

Le moteur peut tourner en sortie de ce filtre ????? Tres bizarre 130 k Ohms entre la source et l'utilisation La puissance maxi c'est quand le 24 V est appliquée en continu La tension de sortie est prévue alors pour 3 V , le courant 21 / 130 000 = 0,16 mA

J'ai pas bien compris. Mais en gros je tire juste une tension dessus donc la sortie de mon filtre est connectée sur mon stm et pas sur le moteur.
Le moteur ne vois pas la présence de mon filtre vu que je suis en parallèle

[Qristoff]

Ma période PWM étant de 50us, avec un timer de 0.5us je pourrai avoir mes 100 valeurs pour une période. Si j'ai 40 valeurs à l'état haut et 60 à l'état bas, alors je suis sur un rapport cyclique de 40%. Si c'est ça alors je suis extrêmement content !

t'as tout compris !
Et surtout, c'est beaucoup plus précis et réactif !

[Jeremy2000]

t'as tout compris !
Et surtout, c'est beaucoup plus précis et réactif !

Merci énormément pour votre aide !
Je teste ça et si cela fonctionne je vous tiens au courant (ou tension ) et je passe ce post en résolu