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Topic: [Conseil] Potentiomètre Numérique (Read 11502 times) previous topic - next topic

B@tto

Normalement tu peux aussi remplacer la partie suralimentation par un AOP ;) il suffit que ton capteur renvoi une tension analogique.

Pour le schéma il y a plusieurs partie :
- La partie centrale est un "classique" AOP monté en amplificateur inverseur. Le gain de l'amplification est le rapport entre R5 et R4 soit 1. L'idée est d'inverser le signal pour le compteur, et de profiter de la forte impedance d'entrée de l'AOP (un AOP ne consomme quasiment pas de courant en entrée).
- En entrée de l'AOP il y a deux ponts diviseurs de tension : l'un sert à fixer 2.5V, l'autre est celui qui va varié en fonction du niveau, allant de 2.5V quand le réservoir est plein à 5V quand il est vide. La sortie de l'AOP se balladera alors de 0 à 2.5V puisque le gain est de 1, dans un AOP inverseur :

Vsortie = Gain - Ventrée       Ventrée étant la différence de potentiel entre l'entrée + (non-inverseuse) et l'entrée - (inverseuse)

- J'ai mis un pont diviseur à la sortie mais je me rend compte que c'est superflu : il suffit de régler le gain pour générer la tension adaptée au compteur. On peut très bien remplacer R4 ou R5 par une résistance variable, ce qui permet de peaufiner le réglage lors de la mise en place finale ;)
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ayachi

#16
Mar 05, 2013, 06:24 pm Last Edit: Mar 05, 2013, 06:33 pm by ayachi Reason: 1
Pas si "Classique" que ça ce montage  :smiley-eek:

J'ai sillonné le web en large et en travers, j'ai rien trouvé de tel, les AOP en inverseur n'ont ils pas l'entrée + sur la masse?
j'en conclue que dans ce montage IN- doit être supérieur à IN+, non? ça ressemble à du soustracteur, non? gain unitaire égale suiveur, non?

c'est pas simple les AOP pour les newbee et y a pas beaucoup d'exemples détaillés sur le web, j'imagine même pas pour remplacer un débimetre qui à une courbe exponentielle par un capteur de pression qui est linaire... =(

Le but c'est d'appliquer une tension qui chute de 3,6v à 0v sur le nouveau compteur avec la résistance du réservoir qui augmente de 0 à 120ohms, non? 0 ohm -> le plein et 120 ohms le réservoir vide, non?

Merci encore pour votre aide  :D

B@tto

Bin les AOP, dans toute mon éducation scientifique j'y ai jamais vraiment pigé grand chose (et pourtant physique, électronique, méca ... J'étais très bon dans le domaine). Et puis quand je me suis mis à l'Arduino il a bien fallut s'y remettre, et en apprenant par moi même en fait tu te rends que l'AOP bin c'est vraiment tout con et que les montages tu les comprends sans avoir besoin d'une seule formule (parce qu'en cours on me l'a appris comme ça : tu utilises telle formule, puis celle la et voila tour de de magie "Vs=R2/R1 x Ve" ! Mais ta comprehension elle n'a pas du tout était amplifiée ...).

Un AOP, "à poil", c'est deux entrées : si la tension sur la borne + "V+" est superieure à celle de l'entrée - "V-", alors la tension de sortie Vs est égale à la tension positive d'alimentation de l'AOP(si ton AOP est alimenté en +15/-15V, alors Vs = +15V). Si on prend l'inverse (V+<V-) alors Vs = -15V. La c'est binaire. Maintenant pour comprendre le concept d'amplificateur c'est tout simple : les gars ce sont dit "tiens, si on renvoyait une partie du courant sur une entrée" :

http://commons.wikimedia.org/wiki/File%3AAopschmitt.svg

Si on analyse la situation temporellement : on applique une différence de tension, Vs grimpe, mais comme une partie de la tension est renvoyée en entrée, la différence de potentiel en entrée diminue jusqu'à arriver à un moment ou V+ = V-. Et on se rend alors bien compte que plus on va renvoyer de courant, moins l'effet "amplification" sera important puisque la sortie prendra encore plus le pas.

Exponentielle ? Facile : http://electronique.aop.free.fr/AOP_lineaire_NF/12_ampliexp.html :)
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ayachi

#18
Apr 02, 2013, 01:36 am Last Edit: Apr 02, 2013, 02:14 am by ayachi Reason: 1
Je vais devenir fou  :smiley-roll-sweat: mais je lache pas !

Salut B@tto, si je ne m'abuse, ton schéma c'est un montage différentiel avec en plus un pont diviseur pour avoir V1.

donc l'équation est la suivante:

Il devient soustracteur quand:
et
On a alors:

Source wikipédia

Pour ce qui nous concerne, j'ai fais les calculs pour pouvoir avoir Vs qui augmente de 0 à 3,6v quand la résistance du flotteur diminue de 120 à 0 ohms. J'ai trouvé toutes valeurs pour les résistances.

Le problème c'est que le montage pratique ne fonctionne pas, j'utilise un LM358n alimenté pour un simple transfo en 12v, ou est l'erreur?

B@tto

Tu as fais le montage avec la jauge ou pour l'instant tu testes juste à part sur une breadboard ?
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ayachi

je teste avec potar sur une breadboard

B@tto

Tu as pris quoi comme valeurs pour les résistances ?
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B@tto

Et quelque soit les tensions que tu induis en entrée tu n'as pas de réaction de la sortie ?
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68tjs

Je pense que les valeurs de polarisation sont mal choisies et que tu es en butée sur l'ampli op.
Pour fonctionner correctement les tension V+ et V- sur les broches de l'ampli op doivent être très très proche l'une de l'autre.
si ce n'est pas le cas l'ampli n'est plus dans sa zone d'amplification et il part en butée ( vers la masse ou vers l'alim 12V).

Je me suis livré a deux simulations : la 1ere avec tes valeurs et la seconde en rééquilibrant la tension sur la bornes V+ en jouant sur la valeur de la résistance de 100k (.

Nota : pour le coté pratique de la simulation je n'ai pas fait varier la résistance de 120 ohms mais j'ai imposé une tension variable V2, cela revient quasiment au même (le pont 220 ohms/120ohms correspond à une tension de 4,23 V).

ayachi

J'ai fais ton montage et effectivement ça fonctionne bien, mais Us varie de 6v à 9,6v (est-ce le résultat attendu ou je me suis trompé quelque part?) or je voudrais de 0v à 3,6v soit 6v de moins, comment puis-je faire.
Merci 68tjs pour ton aide.

68tjs

Quote
ça fonctionne bien, mais Us varie de 6v à 9,6v (est-ce le résultat attendu ou je me suis trompé quelque part?

Ce n'est pas le résultat "attendu" mais de là à dire que tu t'es trompé ce n'est pas si simple.
Une chose parait sûre c'est que l'origine du non fonctionnement venait bien d'une mauvaise polarisation de l'ampli op.

Ce qu'il faut retenir du montage : le niveau sur l'entrée V+ est imposé puisqu'il est le résultat d'un pont constitué avec des résistances fixe.
D'autre part, et c'est valable pour tout les ampli op, pour que l'ampli op réagisse correctement il faut que ses tensions V+ et V- soient égales (à quelques ppm près).

Pour ton besoin il faut absolument que tu connaisses les niveaux appliqués sur R2 (selon mon schéma).
Tu dis que l'excursion de sortie est limitée entre 6 et 9,6V .
As tu tracé la courbe :  Tension de sortie fonction de la Tension en entrée de R2(de mon schéma?
L'important est de vérifier que la courbe n'est pas en forme de S avec un plat au début et un autre à la fin.
Si tu as une courbe en "S" il faut diminuer le gain de l'ampli op en augmentant de préférence (1)  la résistance R2.

Pour te régler "au mieux" tu peux remplacer le pont de résistance R3-R4 par un potentiomètre afin de décaler la courbe de variation dans la zone que tu recherche.

Tu as pu noter sur les graphes de simulation que le niveau de sortie ne varie pas de 0 à 12 V mais seulement de 2V à 10 V.
Cela est du au fait que l'ampli MC1458 (je ne dispose pas du modèle de simulation du lm358) est un ampli op classique et il n'est pas Rail-to-rail.
Ce qui veux dire que ni en entrée ni en sortie les niveaux ne peuvent atteindre les rails de l'alimentation : pour ton cas 0V et +12V.
Je viens de regarder la datasheet du lm358, en sortie il n'est pas rail "+"  mais il est rail "-" (niveaux bas typique 5mV et maxi <=20 mV). Il devrait te convenir.
De toute façon un rail to rail n'atteindra jamais exactement les niveaux des alimentations : il s'en approchera à quelques mV

(1) On est dans la "nuance" mais autant modifier dans le sens qui va bien.
Il vaut mieux augmenter R2 parce que le pont constitué par la 220 ohms et la 120_ohm_variable ne présente pas une résistance équivalente constante (Réquivalente = 220 ohms // 120_ohms_variable). Cette résistance équivalente s'ajoute à la résistance R2 pour le calcul du gain. Donc plus R2 sera élevée devant la résistance équivalente du pont moins on verra l'influence des variations de R_pont et plus la courbe finale ressemblera à une droite parfaite.

ayachi

Super  :smiley-sweat:

Merci 68tjs, effectivement en jouant sur le gain et sur le pont en V+, j'ai trouvé que je ne pouvais rester linéaire que lorsque V+ et V- était proche et que Vs était élevé genre 10,8 avec la résistance réservoir à 0ohm et minimum 0,8v à 120ohm du coup j'ai compris pourquoi dans le schéma de B@tto il y a un pont diviseur en sortie de l'AOP ( qui a le même rapport que celui sur V+ comme dans le schéma... )

Pour un premier projet d'électronique (certes petit...) j'ai trouvé ça super intéressant et passionnant.

Maintenant je vais essayé de le faire avec l'Arduino...

Merci B@tto pour le schéma

B@tto

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68tjs

De rien  :smiley-mr-green:

Maintenant tu as tout compris des bases de l'ampli opérationnel.
Pour faire les calculs on fait des approximations et on considère que  :
- le gain de l'ampli est infiniment grand,
- que les résistances sur ses deux entrées sont infiniment grandes .
Même si en réalité ce n'est pas vrai les valeurs que les constructeurs arrivent à faire sont telles qu'avec ces approximations c'est le deuxième chiffre après la virgule qui change.

Les conséquences
- comme le gain est infini les entrée V+ et V- doivent être a la même valeur de tension sinon le niveau de sortie serait infini ce qui n'est pas possible.
- si on demande trop à l'ampli il ne peut plus assurer V+=V- et il part en butée.
- comme les résistances d'entrée sont infinies il n'entre aucun courant sur les broches V+ et V-, tout le courant passe dans les résistances extérieures.

Compte tenu de ceci il suffit d'appliquer la loi d'ohms pour calculer le gain réel.
De nombreux exemples de calcul existent sur la toile.

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