Go Down

Topic: Pont diviseur et valeur d'impedance (Read 503 times) previous topic - next topic

stmarco27

Bonjour,
je voudrais, à partir d'un montage Arduino,réaliser un déchargeur de puissance pour batterie Lipo.
Pour ce faire, je dois mesurer la tension des éléments de la batterie.
J'ai trouvé le principe des ponts diviseur, très simple.

Mais je me demande si je peut utiliser "n'importe" quelle valeur de résistance (ex 2x10KOhm pour diviser par 2) ou si je dois respecter une sorte "d'adaptation d'impédance" pour éviter que soit le pont ne consomme trop ou que le courant d'entrée de la carte arduino Uno ne soit pas bien adapté.

Merci d'avance pour vos conseilles.

Stmarco27

bricofoy

le problème, c'est que pour bien faire tu va devoir mesurer séparément la tension des différentes cellules de la batterie. Or dans la batterie ces cellules sont en série, donc si tu mesure le première (celle dont le - correspond au - de la batterie), pas de problème, mais pour les suivantes, il faudrait que le GND de l'arduino soit connecté au moins de la cellule et non au moins général... sinon tu va mesurer la tension de la cellule concernée, plus celle des celllules entre elle et le -.

Ceci dit ça peut fonctionner, il suffit de faire ensuite la soustraction...

comment se fait la décharge ? via une résistance de puissance ?

-tu savais que si tu passe le CD de windows à l'envers, tu entends une chanson satanique ?
-non, mais il y a pire : à l'endroit, ça l'installe !

68tjs

#2
Aug 12, 2017, 05:45 pm Last Edit: Aug 12, 2017, 05:47 pm by 68tjs
Conseil : dessine le schéma électrique avec tous les branchements, l'analyse te sera plus simple.

Pour la décharge tu peux la faire avec un pont basse impédance mais AMHA il sera beaucoup plus simple (même si tu aura à câbler plus désistances) de séparer les fonctions :
- une résistance de puissance faible valeur pour la décharge, valeur à ajuster en fonction du temps de décharge désiré.
- des résistance faible puissance forte valeur (dizaines de kilo ohms) pour les ponts de mesures.

On ne sait pas quelle carte tu utilises (à ce sujet lire : https://forum.arduino.cc/index.php?topic=324322.0) mais si tu veux conserver une bonne précision il te faudra adapter les rapports d'atténuation en fonction des cellules pour essayer de se rapprocher de la tension de référence du convertisseur analogique.

hazerty565

#3
Aug 12, 2017, 07:09 pm Last Edit: Aug 12, 2017, 07:10 pm by hazerty565
il est preferable de mettre un pont diviseur et ensuite mettre un aop en suiveur pour faire adaptation d'impedance,

quel est la tension des batteries? arduino uno?

68tjs

L'impédance d'entrée du convertisseur analogique/digital est de 1 megohm, l'adaptation d'impédance est du luxe évitable.
Par contre un schéma électrique plutôt qu'une description littéraire n'est pas du luxe.

hazerty565

#5
Aug 13, 2017, 08:52 am Last Edit: Aug 13, 2017, 08:53 am by hazerty565


j'ai fait un truc vite fait sur un site online  mais de ce genre la...

mais comme je connais pas la tension de la batterie, je ne peux pas dimensionner les resistances.

Mais l'aop n'est pas une obligation, mais un petit "plus" etant donner que l'impedance sur l'arduino est super forte.

aligote

Bonjour,
je voudrais, à partir d'un montage Arduino,réaliser un déchargeur de puissance pour batterie Lipo.
Pour ce faire, je dois mesurer la tension des éléments de la batterie.
J'ai trouvé le principe des ponts diviseur, très simple.

Mais je me demande si je peut utiliser "n'importe" quelle valeur de résistance (ex 2x10KOhm pour diviser par 2) ou si je dois respecter une sorte "d'adaptation d'impédance" pour éviter que soit le pont ne consomme trop ou que le courant d'entrée de la carte arduino Uno ne soit pas bien adapté.
...............
Bonjour, je vais enfoncer le clou.
- 1 Une discussion verbale et abstraite ne sert à rien, il faut proposer un schéma un peu complet avec des valeurs numériques de composants qui seront critiquées, améliorées.
-2 Les termes "adaptation d'impédance" de la tension de batterie (information  vers le µC) est assez floue.
Il faut que l'impédance d'entrée analogique du µC soit beaucoup plus élevée que celle de sortie du circuit de mesure. (Diviseur de tension)
Celle d'entrée est données, celle de sortie du diviseur de tension se calcule en fonction des valeurs des composants.
- Le µC possède comme déjà indiqué une seule référence de tension (GND qui est pris pour 0V)
Pour les mesures directes des tensions des différents éléments, il faut soit commuter successivement chaque élément vers le µC, soit utiliser une seule référence et opérer par soustraction en courant le risque de beaucoup diminuer la précision. Mais alors il serait bon d'indiquer quelle est la précision recherchée.


Oublier le truc vite fait sur le site online si on ne  précise pas le contexte.

Serge .D

68tjs

#7
Aug 13, 2017, 03:18 pm Last Edit: Aug 13, 2017, 03:19 pm by 68tjs
Quote
Mais l'aop n'est pas une obligation, mais un petit "plus" etant donner que l'impedance sur l'arduino est super forte.
Je ne comprend pas l'utilité du "plus"  d'autant que "l'impédance sur l'arduino est super forte".
Pour des mesures correctes de tension il faut, comme Serge l'a écrit, que l'impédance de la source de tension équivalente soit faible devant celle de l'appareil de mesure.

Impédance de la source de tension :
    Elle est égale aux deux résistances du pont en parallèle --> si besoin d'explications supplémentaires me le demander (application du théorème de Thévenin).

Impédance de l'appareil de mesure :
   L'appareil de mesure est l'entrée analogique du microcontrôleur qui équipe la carte arduino. Atmel la garantie supérieure à 1million d'ohms.

Calcul grossier  avec une impédance d'entrée du "voltmètre" = 1 Mohms :
- pour un mesure à 10% les l'impédance du pont (R //) <=  100 kohms
- pour une mesure à 1% R// <= 10 kohms.

jeanfranlec

Bonsoir;

On est tous d'accord je crois, l'idée du pont diviseur est que la tension d'entrée sur les bornes analogiques ne doit pas dépasser un certain seuil sous peines de griller l'Arduino.

Donc il faut un pont diviseur si la tension à mesurer est > à 5V.

Le pb des impédances d'entrées, c'est bien connut en électronique et je ne fais que répéter, est que plus elles sont élevées, plus la mesure serrât précise.

Pour ce qui est de titiller dans la grande précision, à vrai dire il y a le 0V mais aussi la tension qui fait référence pour la conversion analogique digitale. La précision de la mesure dépend aussi de la précision de cette tension.

Et il y a la précision des résistances du pont diviseur, là aussi tout dépend de ce que l'on prend comme résistances, il ne faut pas espérer avoir un pont diviseur précis à 1% avec des résistances précises à 20%.

Et comme l'explique 68tjs, pour avoir 1% il faut au minimum que la résistance en // avec l'entrée arduino soit < à 10k Ohms, tout en sachant que plus elle est faible plus elle décharge la batterie.


Arduino n'est pas non plus l'idéal pour faire de la mesures analogique de très grande précision, d'où l'intérêt de se poser la question "qu'est-ce qu'on souhaite comme précision?".

Avant de trouver le meilleur compromis, il faut avoir conscience de tout cela.

(je ne vais pas espérer d'une voiture qu'elle puisse rouler à 200km/h pendant 4h si je sais que c'est une 2CV Citroën)






68tjs

Rappel du message initial :

Bonjour,
je voudrais, à partir d'un montage Arduino,réaliser un déchargeur de puissance pour batterie Lipo.
Pour ce faire, je dois mesurer la tension des éléments de la batterie.
J'ai trouvé le principe des ponts diviseur, très simple.

Mais je me demande si je peut utiliser "n'importe" quelle valeur de résistance (ex 2x10KOhm pour diviser par 2) ou si je dois respecter une sorte "d'adaptation d'impédance" pour éviter que soit le pont ne consomme trop ou que le courant d'entrée de la carte arduino Uno ne soit pas bien adapté.

Merci d'avance pour vos conseilles.

Stmarco27
Il n'a jamais été question de mesures de grande précision.
Et même si une "bonne" précision est demandée il existe des outils simples comme un tableur qui propose des approximations de courbes par des fonctions mathématiques, polynomiale principalement parce que c'est ce qui marche le mieux avec des mesures, et qui lissent  très bien les inévitables erreurs de mesure..

Pour cette manip l'auteur du sujet n'a pas besoin de construire un appareil de mesure de précision. Le montage  peut s'étalonner en comparant une mesure faite avec le microcontrôleur et celle faite avec un vrai voltmètre.
Une fois l'étalonnage fait, qui prend en compte les imprécisions sur la valeur des résistances, le calibrage est possible dans le programme.
Définitions :
- l'étalonnage consiste simplement à connaître l'écart entre la mesure de l'appareil en test par rapport à la mesure obtenue à partir d'un appareil étalon.
- la calibration consiste à modifier la mesure de l'appareil en calibration pour que l'écart entre cette mesure  et la mesure étalon reste inférieur à une valeur garantie.

Pour moi l'important est de maîtriser les bases, c'est ce que j'ai essayé de transmettre, et après en toute connaissance de construire un appareil de mesure qu'il faudra étalonner et calibrer.

Stmarco27 (si tu lis encore ce sujet) :
Tu n'as pas indiqué qu'elle carte arduino tu utilises : arduino ne veut rien dire, ce qui compte c'est de connaître le microcontrôleur qui équipe la carte arduino. Les performances de la carte sont celles du microcontrôleur.

D'autre part il faut savoir à quel courant (de démarrage) tu dois décharger les accus.
Et comme toujours faire un schéma pour clarifier les idées.

aligote

..............

Stmarco27 (si tu lis encore ce sujet)
...........

Je crains bien qu'on ne l'ait perdu ...

Serge .D

stmarco27

#11
Aug 15, 2017, 06:50 pm Last Edit: Aug 15, 2017, 07:06 pm by stmarco27
Je ne suis pas perdu, j'ai continué les recherches.
Je ne sais pas comment mettre le schéma alors je vais essayer d'expliquer:
Les éléments des accus ont 4,2V (chargé).
Pour mesurer leur tension je pense utiliser des ponts diviseur.
1/2 pour le 2er élément (10K+10K), 1/3 pour le 3em(20K+10K), 1/4 pour le 4em(30K+10K), le premier étant en directe a travers une résistance de 10K.
Ensuite soustraire les valeurs des mesures pour avoir les valeurs de chaque élément.
J'ai essayé sa marche (même si il faudra sans doute utiliser des potentiomètres pour étalonner les mesure).
L'Arduino va donc mesurer la tension de chaque élément, actionner un relais pour décharger l'accu et quand un des élément atteint 3.2V, la décharge s'arrête (ouverture du relais).

aligote

#12
Aug 15, 2017, 07:31 pm Last Edit: Aug 15, 2017, 07:35 pm by aligote
Voila enfin une proposition qui ressemble à quelque chose.

J'ajouterais bien prévoir pour chaque entrée analogique un petit condensateur à mettre en parallèle (par ex 100 nF) histoire d'éliminer quelques parasites électriques.

Les impédances des sorties seront toutes inférieures à 10k. (compte-tenu que les intensités prélevée par ces entrées seront très inférieures à celle de décharge de la batterie, on aurait pu prendre des résistances du diviseur de tension encore un peu plus faibles)

Juste deux ou trois questions :
- Quelle est la capacité de la batterie qui doit être déchargée ? Parce c'est cette capacité qui définira l'ordre de grandeur du courant de décharge choisi.
- Je note que c'est une batterie 4S, si on veut une décharge pas trop lente (par exemple sur 30 minutes) alors l'intensité sera relativement élevée; question : quel est l'élément qui assure cette décharge ?
par ex  si on envisage une batterie de 2200 mAh déchargée en 1/2 h on arrive à une intensité max d'environ 4,4A et sous une tension moyenne de 15V cela fait une puissance de l'ordre de 60W ce qui fait beaucoup.
- Une dernière question : dans quel but décharger complètement une batterie lipo ?

Serge .D

PS : Prévoir dans le test de tension un seuil (hystérésis) sinon dés qu'un élément descend à 3,2V, le relai coupe, la tension remonte à 3,3V par ex, le relai enclenche à nouveau, la tension baisse .... etc

hazerty565

surtout pas decharger une batterie completement car cela les abimes quelques soit les technologies( en general)

stmarco27

Les accus sont des 6000mAh.
La décharge serait de 5 ou 10A

Il arrive parfois que je les charge et que je ne les utilise pas, alors je préfère les décharger (mode stockage), par sécurité et je ne suis pas sûr que ce soit bon de garder des Lipo chargée au max.

Une fois le seuil de 3,2v atteint, la décharge s'arrête et ne redémarrera pas même si la tension remonte.

Go Up