amplificateur d'instrumentation AD620

Bonsoir,

je dois brancher un pyranomètre de type MS-802 a arduino méga 2560, le pyranomètre a une sensitivity

de 7microVolt/W/m², donc je dois utiliser un amplificateur pour amplifier cette tension. On m’a proposer

d’utiliser un amplificateur d’instrumentation de type AD620 pour lequel on doit lui associé une résistance Rg

déterminer à partir de la formule suivante: G = 1 + 49.4kohm / Rg. le problème c’est que je ne sais pas

comment déterminer le Gain (G) afin de calculer la résistance Rg (je n’ai pas d base en électronique).

Merci d’avance.

Il faudrait avoir une idée de la valeur maximale à mesurer, et de la résolution.

Prenons comme valeur maxi 1000 watts (la vraie valeur est probablement très inférieure).
Le pyranomètre produira 7mV.

Amplifier va générer du bruit, donc il faut limiter le gain, et choisir une référence ADC assez basse.
La MEGA2560 propose une référence 1.1V, ce qui donne une résolution de 1.1V / 1023 = 1.07mV

Avec un gain de 100, 1W de rayonnement produira 7µV en entrée de l'AOP et 700µV en sortie, pas de quoi exciter suffisamment l'ADC, car on est en dessous de sa résolution.
A 1000W on obtiendra 700mV, ce qui est en dessous de la référence, donc OK.

Avec un gain de 250, 1W de rayonnement produira 7µV en entrée de l'AOP et 1.75mV en sortie, on est au dessus de la résolution de l'ADC, qui donnera une valeur de 1.
Par contre à 1000W on obtiendra 1.75V, ce qui est au dessus de la référence, donc PAS OK.
Les 1.1V seront atteints avec 628W de rayonnement.
Si cette valeur maxi de 628W suffit, le gain de 250 convient, sinon, si par exemple 300W suffisent, un gain de 500 peut être tenté, mais il y aura plus de bruit.

Sinon, un ADC 16 bits aura une résolution supérieure, et nécessitera moins d'amplification, un ADS1115 par exemple, pilotable en I2C. Il possède de plus un ampli à gain programmable.

Avec une tension d'entrée de 256mV à pleine échelle, la résolution serait de 3.9µV.
Avec 1000W/m² on obtiendrait 7mV en entrée de l'ADC, et il donnera une valeur de 1792, ce qui donne déjà plus de précision qu'avec un ATMEGA.
Si l'on désire profiter de la pleine échelle de 65535, rien n'empêche d'ajouter un AD620 avec un gain modéré, 10 par exemple.

Donc, il y a quelques petites choses à définir avant tout :

  • valeur maxi à mesurer : 1000W/m², 500W/m², etc.
  • résolution : 0.1W/m², 1W/m², 10W/m², etc.

Avec une tension d'entrée de 256mV à pleine échelle, la résolution de l'ADS1115 serait de 3.9µV.
Avec 1000W/m² on obtiendrait 7mV en entrée de l'ADC, et il donnera une valeur de 1792, ce qui donne déjà plus de précision qu'avec un ATMEGA.
Si l'on désire profiter de la pleine échelle de 65535, rien n'empêche d'ajouter un AD620 avec un gain modéré, 10 par exemple.

En comparaison, l'ADC 10 bits de l'ATMEGA permet d'obtenir 1023 points, l'ADS1115 plutôt 65535 points, donc 64 fois plus précis. Il vaut environ 2€ sur AliExpress.

Donc, il y a quelques petites choses à définir avant tout :

  • valeur maxi à mesurer : 1000W/m², 500W/m², etc.
  • résolution : 0.1W/m², 1W/m², 10W/m², etc.

hbachetti:
Avec une tension d'entrée de 256mV à pleine échelle, la résolution de l'ADS1115 serait de 3.9µV.
Avec 1000W/m² on obtiendrait 7mV en entrée de l'ADC, et il donnera une valeur de 1792, ce qui donne déjà plus de précision qu'avec un ATMEGA.
Si l'on désire profiter de la pleine échelle de 65535, rien n'empêche d'ajouter un AD620 avec un gain modéré, 10 par exemple.

En comparaison, l'ADC 10 bits de l'ATMEGA permet d'obtenir 1023 points, l'ADS1115 plutôt 65535 points, donc 64 fois plus précis. Il vaut environ 2€ sur AliExpress.

Donc, il y a quelques petites choses à définir avant tout :

  • valeur maxi à mesurer : 1000W/m², 500W/m², etc.
  • résolution : 0.1W/m², 1W/m², 10W/m², etc.

bonjour
Peut etre considerer si le taux d'echantillonage n'a pas à etre elevé ( 80 sps max) le hx711
avec 24 bits de resolution

Channel A can be programmed with a gain of 128 or 64, corresponding to a full-scale differential input voltage of ±20mV or ±40mV . Channel B has a fixed gain of 32

C'est simple à utilser à la mode arduino ,, de preference choisir des modules HX711 livré avec blindage

hbachetti:
Il faudrait avoir une idée de la valeur maximale à mesurer, et de la résolution.

Prenons comme valeur maxi 1000 watts (la vraie valeur est probablement très inférieure).
Le pyranomètre produira 7mV.

Amplifier va générer du bruit, donc il faut limiter le gain, et choisir une référence ADC assez basse.
La MEGA2560 propose une référence 1.1V, ce qui donne une résolution de 1.1V / 1023 = 1.07mV

Avec un gain de 100, 1W de rayonnement produira 7µV en entrée de l’AOP et 700µV en sortie, pas de quoi exciter suffisamment l’ADC, car on est en dessous de sa résolution.
A 1000W on obtiendra 700mV, ce qui est en dessous de la référence, donc OK.

Avec un gain de 250, 1W de rayonnement produira 7µV en entrée de l’AOP et 1.75mV en sortie, on est au dessus de la résolution de l’ADC, qui donnera une valeur de 1.
Par contre à 1000W on obtiendra 1.75V, ce qui est au dessus de la référence, donc PAS OK.
Les 1.1V seront atteints avec 628W de rayonnement.
Si cette valeur maxi de 628W suffit, le gain de 250 convient, sinon, si par exemple 300W suffisent, un gain de 500 peut être tenté, mais il y aura plus de bruit.

Sinon, un ADC 16 bits aura une résolution supérieure, et nécessitera moins d’amplification, un ADS1115 par exemple, pilotable en I2C. Il possède de plus un ampli à gain programmable.
https://www.ti.com/lit/ds/sbas444d/sbas444d.pdf

Avec une tension d’entrée de 256mV à pleine échelle, la résolution serait de 3.9µV.
Avec 1000W/m² on obtiendrait 7mV en entrée de l’ADC, et il donnera une valeur de 1792, ce qui donne déjà plus de précision qu’avec un ATMEGA.
Si l’on désire profiter de la pleine échelle de 65535, rien n’empêche d’ajouter un AD620 avec un gain modéré, 10 par exemple.

Donc, il y a quelques petites choses à définir avant tout :

  • valeur maxi à mesurer : 1000W/m², 500W/m², etc.
  • résolution : 0.1W/m², 1W/m², 10W/m², etc.

Au début je pensais que je dois amplifier pour avoir une tension a la sortie qui vaut 5V (la tension de

fonctionnement de l’arduino, sachant que je dois brancher d’autres composants a la carte, comme des thermocouples) :confused: :confused:

je dois mesurer l’intensité du rayonnement du lever au coucher du soleil, donc la valeur est variable au

cours de cette période , et la valeur maximale est généralement obtenue au environs de midi, on va

supposer qu’elle vaut 1000 W/m².

Quant à la résolution (W/m²) elle n’est pas mentionnée sur le catalogue du pyranomètre que j 'ai (MS-

  1. MS-802 Pyranometer | EKO Instruments

Artouste:
bonjour
Peut etre considerer si le taux d’echantillonage n’a pas à etre elevé ( 80 sps max) le hx711
avec 24 bits de resolution

C’est simple à utilser à la mode arduino , de preference choisir des modules HX711 livré avec blindage

Je peux amplifier des “μV” avec un HX711 ?? (je n’ai pas de base en électronique ::slight_smile: )

athcerr:
Je peux amplifier des “μV” avec un HX711 ?? (je n’ai pas de base en électronique ::slight_smile: )

Le HX711 (compo/module) est à prendre/voir comme un ampli différentiel à gain programmable suivi d’un CAD 24 bits

sa resolution à pleine echelle pour une amplitude de 40 mv (+/- 20 mv) est donc de l’ordre de grandeur des nanovolts
0.040 V / 224 = 0.04 / 6777216 = 2,384185791015625e-9 V
A ces résolutions là, il faut etre trés rigoureux dans le cablage et traquer toutes les sources pertubatrices (bruit)
mais c’est un composant/module assez versatile et simple d’interfacage avec les MCU courants.

athcerr:
Quant à la résolution (W/m²) elle n'est pas mentionnée sur le catalogue du pyranomètre

Il n'y a pas de résolution c'est une sortie analogique. Mais il y a une information de sensibilité

Sensitivity Approx. 7 µV/W/m²

et une information sur la gamme de mesure

Irradiance range 0 - 4000 W/m²

donc ta mesure rentre dans la gamme de mesure du capteur et à 1000W/m² tu auras environ 7mV