Je cherche de l'aide afin de trouver la meilleure option permettant de mesurer un courant.
Je suis étudiant en parcours ingénieur électronique et systèmes embarqués, j'utilise Arduino depuis plusieurs années et j'ai déjà des dizaines de projets pro et perso finis. Mais voilà, en ce moment je bute sur une difficulté -> la mesure de courant.
Je vous donne du contexte : je travaille sur deux projets, un pro et un perso, qui nécessitent la mesure de certains courants.
Pour le projet pro, une partie du projet consiste à concevoir un système de sécurité (anti-surconsommation et court-circuit) et donc mesurer un courant en sortie d'une alimentation de laboratoire (150V et 3A max).
Pour le projet perso, je fabrique des grands panneaux LED pour un ami DJ, ils sont composés de cinq rubans de 144 leds (WS2812B). L'objectif est d'être capable de vérifier que toutes les LED fonctionnent en mesurant l'intensité qui traverse chaque bandeau LED.
Niveau mesure max des courants, on est aux alentours des 8,64A / ruban (0,06x144) et donc de 43,2A par panneau (5x8,64), le tout alimenté en 5 volts et contrôlé par un ESP32.
Vous avez le contexte, maintenant voici mes objectifs :
Mesurer le courant avec une précision de 10 mA
Mesurer le courant dans un système haute tension (150V)
Limiter le coût des composants au maximum
J'ai déjà pensé au ACS712, INA226 ou encore à des résistances de shunt mais chacun à ses avantages et inconvénients.
Je n'ai probablement pas pensé à toutes les options et j'attends vos idées et connaissances avec impatience. Merci d'avance à tous ceux qui répondront.
PS : je suis nouveau sur le forum, n'hésitez pas à me corriger si je ne suis pas dans le bon topic ou si j'ai fait une erreur
Personnellement j'utilise un module ACS712 acheté chez les chinois pour afficher le courant et protéger contre les courts circuit sur une alimentation PWM maison.
J'en suis très content, c'est pas difficile à utiliser et la précision est largement suffisante pour ce que j'en fait...
Effectivement j'y ai pensé, l'ACS712 est un super composant.
Pour mon projet pro, je pensais ajouter un ADC 16-bits relié à la sortie de l'ACS712 afin d'augmenter mon quantum mais je reste sceptique sur la précision.
Sur la partie projet perso, implémenter x5 ACS712 n'est pas possible car j'exploserais le budget du projet (dans le cas d'un ACS712 par ruban).
Lire sa documentation -> c’est très important, les documentations contiennent aussi des renseignements très utiles.
A l’arrière des alimentations il y a un bornier. Deux bornes sont pour la sortie puisance de l’alim plus et moins, une autre borne est la masse que l’on peut relier, ou pas, soit au plus, soit au moins, et deux bornes sont pour la prise d’information de tension.
Ces prises d’information sont classiquement reliées aux bornes puissance mais elles sont prévues pour être déplacées pour tenir compte de la chute de tension dans les cables de puissance ou pour mettre deux alimentations en parallèle.
Rien n’empêche d’insérer une résistance de faible valeur en série sur un fil puissance, entre la sortie alim et la prise d’information tension, et de mesurer la chute de tension a ses bornes.
Oui, j'avais déjà fait des recherches sur ce site, j'achète tous mes composants là-bas, ils sont carrément moins chers ! L'idée reste quand même de ne pas utiliser de modules, mais plutôt d'acheter directement les CI pour les braser sur un PCB de ma conception.
Je dois fabriquer un minimum de 10 panneaux, ce qui correspond à 50 mesures de courant. (5 rubans LED/panneau X10 panneaux) et pour le coup, même si l'ASC712 n'est pas très cher, quand on multiplie par 50 ca augmente vite les coûts
Oui bien sûr, je la lis et la relis à longueur de journée, c'est terrible
Cette alimentation s'occupe de fournir de l'énergie à des systèmes critiques et particulièrement chers, l'erreur n'est pas permise et une défaillance de l'alimentation pourrait entraîner la destruction des systèmes alimentés, autrement dit, c'est impensable.
L'idée est donc d'avoir une redondance de mesure via plusieurs systèmes :
Via le connecteur J1 (comme tu le dis)
Via la communication RS-232
Via un système externe et indépendant
C'est sur le dernier point que je bloque, l'ajout d'une redondance externe.
Je précise aussi qu'en cas de surtension / surintensité un programme d'urgence déconnecteras les systèmes alimentés.
Sur une bonne alim de Labo on peut régler le courant max à ne pas dépasser.
Pour protéger les équipements sensibles et honereux, il y a les fusibles ultra rapides, pour l'électronique, ou les disjoncteurs magnéto-thermiques réglables pour protéger contre les surcharges et les courts-circuits.
(Oui, c'est vrai, les codeurs n'aiment pas trop ce genre de solution basique industrielle)
Je choisirai une valeur de résistance qui provoque une chute de tension négligeable compte tenu du courant max et de la tension de service de l'équipement alimenté.
Toi seul a tous les éléments en main pour faire le compromis.
C'est une alim Lambda, je connais, c'est sérieux.
Cette alim est programmable (LAN, GPIB, USB), je n'ai pas lu sa documentation et je t'engage à y rechercher si elle n'est pas capable de donner l'information de courant sans rien avoir à ajouter.
Effectivement les codeurs n'aiment pas ce genre de solutions industrielle
Je n'avais même pas pensé à ce genre d'équipements, je vais me renseigner sur ce sujet !
on sait (voir les différentes docs) que chaque DEL de chaque composant consomme entre 16 et 20 mA.
méthode chronophage mais efficace et économique : seulement une résistance-shunt et un relais, plus un ampli différentiel (à toi de le concevoir).
un mode "mesure", avec le shunt, on éteint tout pour la mesure du courant de repos, puis on allume successivement chacune des DELs individuellement pour vérifier qu'elle induit bien un courant supérieur ; c'est long, il faut un prog dédié à la vérif, mais c'est imparable si la résistance est bien choisie et permet une chute suffisante pour la mesure.
un mode "fonctionnement normal", sans le shunt, qui serait court-circuité par le relais pour ne pas influencer le montage en fonction du courant consommé.
(je n'ai pas de WS2812 mais à titre d'info un ruban de 144 APA102 consomme 105 à 110 mA "au repos" : la conso d'1 seule couleur allumée représente au moins 15% de plus, ça ne doit pas être trop difficile à mesurer)
Ils n'aiment même pas un condensateur anti-rebond, ils préfèrent aligner les lignes de code et cacher la poussière des rebonds sous le tapis.
La poussière fini toujours par ressortir un jour.
C'est une très bonne idée ! Je n'y avais pas pensé.
Je vais essayer de trouver des relais à plusieurs voies afin de limiter les coûts, je suppose que ça doit exister...
Niveau AOP et résistance de shunt, le coût est minime, d'autant plus avec des LM358 qui coûtent moins de 4€ pour 50 pièces. (En plus, ils ont deux circuits AOP en interne).
Pour info, dans le cas des WS2812B, une led allumée "à fond" (rouge, vert et bleu) consomme maximum 60 mA (donc 8,64 A pour 144 LED).
J'en profite pour demander si quelqu'un a déjà eu à concevoir un PCB avec de tels courants ?
J'ai simulé les tensions, courants, épaisseur de cuivre... dans un simulateur et il me sort des valeurs de largeur de piste improbables. Si quelqu'un s'y connaît, je suis preneur.
Si l'objectif est juste de couper l'arrivé électrique si le courant est trop élevé, il y a moyen d'utiliser un TPS25921.
S'est juste un fusible électronique donc il n'est pas vraiment programmable (même si on peut le régler a partir d'une carte Arduino), mais il a l'avantage d'être bien plus rapide qu'une carte Arduino et son relai.
Je travaille actuellement sur un projet avec...
Connais tu l’épaisseur normalisée d’une piste de circuit imprimé ?
35 microns, ou, mais largement plus cher, 70 microns -> gravure en 35 microns, puis surcharge par électrolyse pour arriver a 70 microns, ou plus si tu as des sous.
Cas des multicouches : les couches internes sont généralement en épaisseur 17 microns
Connaissant la résistivité du cuivre (que l’on trouve facilement) tu peux calculer la résistance dune longueur de piste.
Kicad propose un calculateur, pour calculer la largeur d’une piste en fonction du courant et de l’élévation de température aceptable de la piste, car c’est un problème de thermique.
Ne pas oublier que le cuivre est collé sur les plaques de verre epoxy et que la colle chaude ne tiend pas et les pistes se décollent.
Une solution est de se servir de la piste du circuit imprimé comme d’un guide pour y souder un vrai fil de cuivre.
Je ne crois pas que cela soit vraiment une vérité, ce que tu affirmes
En tout cas, ce n'est pas du tout mon cas, pourtant je pense plus être du coté des softeux que des hardeux.
