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Topic: [Conseil] Piezo capteur de vibration (Read 8668 times) previous topic - next topic

Poulpizator

Bonjour à tous,

Je suis tout nouveau dans le monde d'Arduino, et de l'électronique en générale. Autant pour ce qui est du code pour le moment tout se passe bien (j'ai un assez bon background en dev), en revanche sur l'électronique je rame un peu.

Venons en au sujet : je souhaites faire de la détection de vibration avec un piezo de type film, je commence donc par la base : le tutorial Knock sensor du site Arduino, et j'ai quelques questions concernant ce montage (pourtant très basique) :
- A quoi sert la résistance en parallèle d'un point de vue mathématique ? est-ce pour limiter la tension à 5V ? l'intensité à 40mA ?
- Quelle tension / intensité max peut délivrer un piezo de base ou un film piezo ?

Merci d'avance pour votre aide à la compréhension de tout ça :)


al1fch

#1
Oct 31, 2012, 05:50 pm Last Edit: Oct 31, 2012, 06:04 pm by al1fch Reason: 1
Bonsoir
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A quoi sert la résistance en parallèle d'un point de vue mathématique ?

C'est plus 'physique' que 'mathématique'. Un capteur piezo est un générateur de charges électriques (courant)
La résistance permet , par la loi d'Ohm, d'obtenir une tension.
La valeur de la résistance influe sur l'amplitude de la tension obtenue.
Quote
Quelle tension / intensité max peut délivrer un piezo de base ou un film piezo ?

Un lien vers le piezo film retenu ?

barbudor

Pour moi un élément piezo est générateur de tension (voir très élevée) et non pas de courant.

Dans un allume-gaz, c'est la haute tension générée qui crée l'arc électrique, pas du courant qui ne peut s'écouler nulle part (circuit ouvert).

De mon point de vue, la résistance est plus là pour écouler les résidus de charge (effet capacitif du capteur).

Mais je peux me tromper bien sur...

al1fch

Bonsoir Barbudor
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Mais je peux me tromper bien sur...

Idem pour moi !!

barbudor

Bon ben qui va nous départager alors ?
Artouse ? 68tjs ? JF ? Skywodd ? Vous êtes là ?

Poulpizator

Tous d'abord merci à tous pour ces réponses très rapides, même si j'ai l'impression que ce n'est pas bien clair cette histoire de résistance nécessaire dans le schéma du tutoriel en question.

Si quelqu'un en sait plus je suis bien entendu preneur pour mieux comprendre ce schéma pourtant assez simple.

Concernant le film piezo que je souhaite utiliser, le voici : https://www.sparkfun.com/products/9197

Merci encore :)

barbudor

Je lis
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A small AC and large voltage (up to +/-90V) is created when the film moves back and forth. A simple resistor should get the voltage down to ADC levels.


Ce qui devrait répondre à toutes les interrogations....  ;)

Poulpizator

Ok, donc si je comprend bien, le film génère un courant faible (disons négligeable) et une tension de l'ordre de 90 V.

Donc en sachant qu'Arduino Uno ne doit pas recevoir une tension supérieur à 5V (si je ne dis pas de bétise), cela ferait office de pont diviseur de tension ? (Même si je n'y connais pas grand j'ai comme l'impression qu'il manque une résistance pour faire un pont diviseur)

Encore merci pour vos explication sur ce tutorial !

al1fch

#8
Oct 31, 2012, 07:07 pm Last Edit: Oct 31, 2012, 07:15 pm by al1fch Reason: 1
Le pont diviseur est 'complété' par l'impédance interne du capteur piezo (ce n'est ni une simple source de tension, ni une simple source de courant)
La doc technique MSI-techman.pdf, https://www.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Flex/MSI-techman.pdf  relayée par la page Sparkfun en dit beaucoup plus sur les deux modélisations (simplifiées) possibles.
pages 15/16 et 36/37
L'influence de la résistance de charge sur la bande passante est bien expliquée
Ce document est une bonne 'bible' des capteurs piezo !
J'y vois plus clair ce soir !!

barbudor

Comme quoi, on n'a jamais ni tout à fait tord, ni tout à fait raison XD

Comme tu dis, on se coucheras moin c.n ce soir ;)

Poulpizator

Merci à tous pour ces précisions.

Si cela peut servir, j'ai trouvé des informations complémentaire concernant le Knock tutorial Arduino, et l'utilité de la résistance en parallèle. Cette résistance servirait avant tout de résistance de pull-down quand le piezo n'est pas activé et non pas de diviseur de tension : http://www.sparkfun.com/tutorials/330

Enfin, concernant le principe du diviseur de tension, je ne comprend pas bien encore comment il s'applique avec ce piezo. En effet, en sachant que le film peut délivrer jusqu'à 90v (si on le secoue très fort j'imagine) : comment pouvons-nous nous assurer d'avoir bien au maximum 5v qui rentre dans l'adruino ? (pour éviter de tout griller).

Merci encore pour votre aide : ce forum est formidable :)

al1fch

#11
Nov 02, 2012, 02:03 pm Last Edit: Nov 02, 2012, 02:27 pm by al1fch Reason: 1
Bonjour
l'explication "pull down" donnée par la page  Sparfun tient la route : si on modélise l'élément piezo comme un consensateur en série avec une source de tension on aurait alors au repos,sans résistance de charge,  un potentiel indéfini sur l'entrée analogique. Résultat : entrée A0 en l'air et 'bruit' dans le signal.

Pour tirer au clair tout ça, y compris l'influence de la valeur de la résistance sur l'amplitude, rien de mieux qu'un oscilloscope muni se sa sonde x10 (entrée 10 MOhm)...... Des mesures, des essais, avec le bon capteur, puis un choix de résistance à postériori.

La doc du capteur que tu as retenu, LDT0-028K est très détaillée (sensibilité en mV/g pour les vibrations, charge (nC)  et tension (V) en flexion, fréquence de résonnance...) Pour pouvoir utilser ces infos de sensibilité il faudrait caractériser les vibrations à mesurer (combien de g ?)

Sans oscilloscope disponible il y a toujours la solution écrêtage avec 'diode zener de 4,7V' en parallèle avec la résistance de 1MOhm.


Artouste


Bonjour
l'explication "pull down" donnée par la page  Sparfun tient la route : si on modélise l'élément piezo comme un consensateur en série avec une source de tension on aurait alors au repos,sans résistance de charge,  un potentiel indéfini sur l'entrée analogique. Résultat : entrée A0 en l'air et 'bruit' dans le signal.

Pour tirer au clair tout ça, y compris l'influence de la valeur de la résistance sur l'amplitude, rien de mieux qu'un oscilloscope muni se sa sonde x10 (entrée 10 MOhm)......

bonjour al1
oui
il ne faut pas raisonner là simplement U (comme facteur  destructeur/absolut max rating ) mais bien P (U x I )
les dimensionnement/conception  des  entrées des MCU absorbent (dissipent) là sans destructions rétrogrades P (fonction de U et I).



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