[Analogique] Indicateur niveau de batterie avec hysteresis
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Indicateur niveau de batterie avec hysteresis



  1. #1
    dje8269

    Indicateur niveau de batterie avec hysteresis


    ------

    Bonjour à tous,

    savez-vous si il est utile et possible de réaliser ce montage trouver sur l'excellent site sonelec

    Mon but est de d'indiquer grossièrement l'état d'une batterie 2S ( soit 8.4V à pleine charge et disons 6V fatiguée <25%) avec 4 leds.
    Le montage ci joint conviendrait mais j'ai peur qu'en se rapprochant d'un seuil les leds se mettent a clignoter. j'aimerais donc y rajouter des hysteresis.

    Nom : electronique_indicateur_niv_bat_002f.jpg
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Taille : 144,4 Ko

    Merci de m'avoir lu !

    -----
    C'est en faisant des erreurs; que l'on apprend le mieux !!

  2. #2
    Pascal071

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Bonsoir

    SONELEC MUSIQUE, très bon site pour amateurs et hobbyistes !

    un Hystérésis:
    ça augmentera le nombre de composants, il faudrait une contre réaction positive sur chaque comparateur,
    haute impédance par rapport à R1 pour éviter les inter-actions.

    En seuil, la led la plus forte ne clignotera pas mais sera d'une intensité moindre,
    oscillation imperceptible...

    Avec ce montage, on a une, deux, trois ou quatre LED allumée en même temps et non pas une seule à la fois, il faut y penser pour ce qui est consommation globale. Plus la tension batterie est élevée et plus le nombre de LED allumées est grand. A ce propos je conseille ici l'emploi de LED haute luminosité ou faible consommation, et d'augmenter la valeur des résistances qui sont en série avec elles.
    en plein jour, avec des leds bon rendement, 500 ohm suffit par Led

    Cordialement

  3. #3
    Pascal071

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    En seuil, la led la plus forte ne clignotera pas mais sera d'une intensité moindre,
    oscillation imperceptible...
    je voulais dire sans hystérésis

  4. #4
    Bitrode

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Bonjour,

    Faut vraiment pas être difficile avec ce schéma.
    Mettre ça sur un pack lithium nécessite d'ajouter:
    -> un bouton poussoir sinon la batterie va vite se vider...
    -> et aussi un fusible.
    -> une capa de découplage sur l'alim du comparateur à minima.

    Le niveau de charge d'un accu lithium n'est pas une fonction de type y=ax
    Quelle drôle d'idée...
    Pourquoi n'utilises-tu pas un circuit spécialisé?
    Si c'est pour un de tes clients oublie cette pseudo solution.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Bitrode

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    80% de la charge d'un accu lithium se situe entre 3.8V et 3.5V avec plus de 60% dans une fourchette de 100mV sur le plateau, autant dire qu'avec ton montage initialement destiné à une batterie au plomb 12V, qui estime grossièrement avec 5V d'amplitude (10V~15V), tu vas être bien loin du compte.
    Sans parler que la charge réelle évolue aussi avec la température, le taux de décharge, le vieillissement.
    Le BQ2050H est un exemple de circuit dédié.
    Il en existe d'autres, il faut que tu recherches un peu.

  7. #6
    dje8269

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Bonjour ,

    Merci Pascal071 pour ta réponse.

    Après de très nombreuses simulations, je n'arrive pas à obtenir le résultat obtenu. J'ai du atteindre mes limites de compréhension !!! ou la simulation me joue des tours.
    Comme je galère, je me suis mis à essayer d'obtenir un résultat sur une seule valeur pour commencer.

    j'ai donc créer un potar pour "simuler" la tension de la batterie de 5.75V à 8.4V formé par le potar et R17 .
    Ensuite je me suis dis que j’allais fabriquer une référence fixe pour les quatre comparateurs avec le couple R11 et Zener D5 (5.1V), histoire d'avoir une homogénéité.

    Je souhaite obtenir ce comportement.
    Si je parts disons avec une batterie pleine, donc 8.4V . La led est allumée
    Si je baisse la tension en dessous de 7.8V alors la led s'éteint. je continue a baisser jusqu’à 5.75V ( minimum de la batterie).
    Ensuite une fois atteint le bas, je remonte ( je recharge la batterie), j'aimerais avoir un seuil de 8.2V pour que celle-ci se rallume.

    Ma logique me dit que en descendant je dois calculer le pont diviseur de tension pour franchir la référence de 5.1V quand j'ai 7.8V sur la batterie
    et qu'en remontant je dois refranchir le seuil de 5.1V pour une tension de 8.2V.

    Mais comme ma sortie change de niveau le pont diviseur est également modifié ! je devrais peut être reboucle la sortie sur la référence plutôt ?

    bref je suis perdu et une petite piste me serait bien utile pour savoir comme bien m'y prendre.
    Nom : electronique_indicateur_niv_bat_002f.jpg
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    C'est en faisant des erreurs; que l'on apprend le mieux !!

  8. #7
    dje8269

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Merci Bitrode, pour tes conseils,

    Le montage sera alimenté par un interrupteur.
    Ce montage est pour une utilisation personnelle. Je préfére ne pas utilsier de puce spécialisé pour la simplicité et le prix. je dispose de comparateur dans mes tiroirs, rien que les frais de port me donne pas encie d'acheter une puce à 2€.
    De plus je trouve cela trés enrichissant d'essayer de comprendre par soi meme.
    Pour le moment je suis sur la simulation.

    je suis conscient que la grossièreté du montage ne sera pas précis sur du Lithium. mais je ne cherche pas une fiabilité de fou. juste une estimation avec 4 leds me suffisent.
    C'est en faisant des erreurs; que l'on apprend le mieux !!

  9. #8
    Bitrode

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    C'est ta référence qui doit aller sur V+ ou V- selon l'inversion de Vout souhaité, elle doit évoluer selon le niveau de Vout (Vcc ou 0V) selon le rapport de la rétro-action.
    Lorsque le seuil de référence change (la consigne) le comparateur basculera pour un niveau d'entrée différent.
    Dernière modification par Bitrode ; 16/03/2023 à 09h44.

  10. #9
    Bitrode

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Voici en image ce qu'il faut faire.
    Dernière modification par Bitrode ; 16/03/2023 à 10h06.

  11. #10
    Janpolanton

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Bonjour,
    C'est tout de même un schéma très bas de gamme et complètement inadapté à du lithium-Ion.

  12. #11
    Bitrode

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Avec la pièce jointe.
    Images attachées Images attachées  

  13. #12
    dje8269

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Nous sommes d'accord, que ce n'est pas optimal pour mesurée un niveau de batterie au lithium.

    Que proposes-tu comme schéma ? avec comparateur et hysteresis ?

    Mes simulations avancent mais j'ai l'impression que je bloque et que je nepourrai jamais obtenir le résultat.

    Voici ou j'en suis.

    Avec ce schéma, j'ai une référence qui varie entre 5.03V quand la sortie est à Vcc et 4.61V quand la sortie est à 0V, Cela fait un delta de 0.42V . Ca me parait bien.

    Mais maintenant je n'arrive pas , à trouver les valeurs pour obtenir le bon comportement :

    - Il me faut donc pour une entrée de 7.8V -> moins de 4.61V ( pour basculer la sortie)
    - et Pour une entrée à 8.2V -> plus de 5.03V( pour re-basculer la sortie).

    Nom : electronique_indicateur_niv_bat_002f.jpg
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    C'est en faisant des erreurs; que l'on apprend le mieux !!

  14. #13
    Bitrode

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    J'ai fait une erreur sur mon schéma je vais le modifier et le reposter...

  15. #14
    dje8269

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Le problème avec le pont diviseur plutôt que la Zener c'est que la référence va varier en fonction de la tension de la batterie.
    Vdd = Vin
    C'est en faisant des erreurs; que l'on apprend le mieux !!

  16. #15
    Bitrode

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Voici la correction.

    Pour les calculs des différentes résistances pour coller aux valeurs du dessin de l'hystérésis:

    Comme ton montage sera alimenté directement par la batterie, qui va voir sa tension varier, il faut qu'il y ait une référence stable.
    Cette référence est réalisée avec un TL431, simple et pas cher.

    On fixe avec R1 et R2 une tension à la moitié de Vbat(max) avec un courant de polarisation de 50µA => R2=V-/Ip=[VBAT(max)/2]/50µA=4.2/50.10^-6=84 kohms

    R1=R2=84 kohms

    Lorsque Vin>8.4V on veut que Vout=0V donc il faut que V- > V+

    En V+ nous pouvons écrire grâce au théorème de Millman que Vcons=V+=[Vref/R3 +Vout/R5]/(1/R3+1/R4+1/R5)

    Soit V+=(Vref*R5+Vout*R3)*R4/(R4*R5+R3*R4+R3*R5)

    Il reste à considérer les 2 seuils de basculement qui seront conditionnés par les 2 états de Vout.
    @+
    Images attachées Images attachées  

  17. #16
    mag1

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Bonjour gje,
    Et pourquoi pas une soluce µC? Un 14M2, avec un fvr2048 (voir fvrsetup dans la doc: https://picaxe.com/docs/picaxe_manual2.pdf)
    Et adcconfig
    MM
    Dernière modification par mag1 ; 16/03/2023 à 12h14.
    Si il y a des erreurs ci dessus, c'est que je n'ai pas eu le temps de les corriger...

  18. #17
    Bitrode

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    C'est sur que ce serait beaucoup plus simple et surtout paramétrable...

  19. #18
    Pascal071

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    oui, un 08M2 avec Lcdi2c...
    je viens d'attaquer le picaxe... merci MAG1

    le montage d'origine fonctionne bien en principe, sans hystérésis, non utile à mon avis.


    j'aurais mis
    un TL431 (2v5) à la place de la Led rouge (1,3 à 1,5v)
    le(s) pont diviseur(s) sur la référence 2v5
    les entrées - sur un diviseur /2 de la tension batterie
    chaque étage compare 1/2 Vbat avec 2,5v / pont diviseur


    Cordialement

  20. #19
    dje8269

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    J'entends vos préconisations. cependant pour une fois que j'essaye de faire un montage un µC, j'aimerais y parvenir.

    Je continue de creuser....
    C'est en faisant des erreurs; que l'on apprend le mieux !!

  21. #20
    mag1

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Voici une ébauche de solution picaxe.
    L'adc est connecté à un pont diviseur par 4
    La tension alim du µC est limitée à 4,7V (par Zener?), peut descendre plus bas, sans problème vu la ref adc à 2,048V.
    L'éclairage des leds se fait par un pinsB et un select case. Pour l'hystérésis, il faut un select case à trous. Le problème est de tomber dans un trou à la mise sous tension. PB supprimé par une initialisation sans trous.
    Nom : voltmètre.JPG
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Taille : 115,4 Ko

    MM
    Dernière modification par mag1 ; 16/03/2023 à 14h30.
    Si il y a des erreurs ci dessus, c'est que je n'ai pas eu le temps de les corriger...

  22. #21
    Pascal071

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Le schéma sonelec re-visité
    sans hystérésis
    Nom : Indic8v2.jpg
Affichages : 232
Taille : 77,5 Ko

    Cordialement

  23. #22
    dje8269

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Bonjour ,

    Après une journée de recherche et de test , je n’y arrive pas. C'est plus compliqué que prévu.

    Merci à Pascal071 pour ton schéma ( PS: il me semble que tu as inversé R7 et R8).

    Je vais continuer à creuser...

    Merci a vous
    C'est en faisant des erreurs; que l'on apprend le mieux !!

  24. #23
    Bitrode

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Voici un schéma avec hystérésis qui devrait fonctionner avec les valeurs que j'ai mentionné, je ne l'ai pas testé en simu mais uniquement fait quelques calculs.
    Ca devrait tourner, je te laisse expérimenter.
    Images attachées Images attachées  

  25. #24
    mag1

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    En ce qui concerne le picaxe, voici le schéma, j'ai mis 6 niveaux pour le même prix :
    Rien testé, je ferai un essai pour confirmation.
    Nom : voltmetre.JPG
Affichages : 171
Taille : 31,0 Ko
    MM
    Si il y a des erreurs ci dessus, c'est que je n'ai pas eu le temps de les corriger...

  26. #25
    Pascal071

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    PS: il me semble que tu as inversé R7 et R8
    oui, erreur sur R8 = 3K3 et non 33k

  27. #26
    lutshur

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Bonjour,
    Si c'est juste pour avoir un bargraph, ou affichage par points, un LM3914 avec les rares composants nécessaires suffira

  28. #27
    dje8269

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Citation Envoyé par lutshur Voir le message
    Bonjour,
    Si c'est juste pour avoir un bargraph, ou affichage par points, un LM3914 avec les rares composants nécessaires suffira
    Oui, mais j'aurais toujours le même soucis sans hysteresis.

    J'ai, peut-être, trouvé un schéma qui conviendrai plus ou moins. C'est pas fou mais ça à le mérite de fonctionner en simulation.
    Du coup j'ai un peu modifié le fonctionnement.

    Il me faut toujours une led d'allumer ( celle inférieur à 25%). Donc je me retrouve avec 3 leds a piloter au lieu de 4 .

    Qu'en pensez vous ?
    Nom : electronique_indicateur_niv_bat_002f.jpg
Affichages : 173
Taille : 257,3 Ko
    C'est en faisant des erreurs; que l'on apprend le mieux !!

  29. #28
    lutshur

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Et le 4ème AOP? Autant s'en servir.
    Cette histoire d(hystérésis, je pense que c'est un faux problème avec le LM3914. Peut-être réel, je n'ai jamais utilisé.

  30. #29
    Pascal071

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Bonsoir
    Je remarque dans tous ces montages que l'hystérésis est bien trop fort,
    et décalent tous les points de mesure, donc difficile à calculer le diviseur.

    contre réaction positive: pas plus de 1/100e dans cette utilisation
    avec une impédance de 10k sur l'entrée +
    contre réaction 100k décale de 0,5v, c'est bien trop

    Le but est d'empêcher le clignotement au seuil,
    au moins 1Mohm en contre réaction = hystérésis +- 50mV, c'est bien assez.


    Je viens de faire cette bricole avec un 08M2, je ne m'en lasse pas...
    3x Leds
    Verte: > 8v2
    Jaune: > 7v0
    Rouge: > 6v2
    si < 6v2 la rouge clignote !

    merci Mag1


    Cordialement

  31. #30
    mag1

    Re : Indicateur niveau de batterie avec hysteresis

    Citation Envoyé par Pascal071 Voir le message
    Je viens de faire cette bricole avec un 08M2, je ne m'en lasse pas...
    3x Leds
    Verte: > 8v2
    Jaune: > 7v0
    Rouge: > 6v2
    si < 6v2 la rouge clignote !
    Hello,
    J'ai fait aussi des essais....et des modifs.
    Bien évidemment, l'alim du picaxe par R et Zener ne fonctionne pas, il faut un régulateur 78L05, il ne sert qu'à la limitation, alimenté en 5V, la sortie est plus basse, mais sans importance, le µC fonctionne encore à 3V, sans inconvénient sur la tension de référence de 2,048 V.
    Nouveau schéma:
    voltmetre.JPG

    Pour atteindre 8.4 V avec une ref de 2,048, le pont diviseur passe à 1/4,3
    L'adc 8bits (de 0 à 255) est plus facile à simuler (on a un curseur en forme de potentiomètre), mais avec une Vref à 2,048, un adc 10 bits est plus confortable (de 0 à 1023)
    Un petit tableau excel des valeurs ADC pour un Vbat entre 5,4 et 8,4V, si on veut du non linéaire, on met autre chose.
    tab excel.JPG
    En principe, l'hystérésis est inutile si la valeur Vbat n'est pas bruitée (peu probable sur une batterie), la transition numérique est franche.
    Une vidéo de démo si intéressé.
    MM
    Dernière modification par mag1 ; 17/03/2023 à 23h54.
    Si il y a des erreurs ci dessus, c'est que je n'ai pas eu le temps de les corriger...

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