Valeurs avec montate AOP suiveur incohérentes

Bonjour,

Pour une besoin ultérieur de mesure, je dois utiliser un AOP en suiveur. Je souhaite au préalable tester le montate suiveur en mesurant la tension d’entrée et de sortie (et donc vérifier qu’elles sont les mêmes, aux caractéristiques de l’AO près)
Mon programme consiste en alimentant le suiveur sur V+ avec une tension croissante (en utilisant une sortie PWM que j’incrémente) et à lire sur A2 cette entrée et la sortie sur A0.

Mon programme :

byte alimentation = 3;  // Broche numérique alimentant le circuit RC
int resultat;
int mesure;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(250000);
  int pwm = 0;

  while (pwm <= 255)
  {
    analogWrite(alimentation, pwm);
    delay(100);
    resultat = analogRead(A0);
    mesure = analogRead(A2);
    Serial.print(pwm * 5.0 / 255);
    Serial.print(";");
    Serial.print(mesure);
    Serial.print(";");
    Serial.println(resultat);
    pwm += 25;
  }
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
}

Les résultats obtenus me déroutent :

  • sur A2 (tension d’entrée), j’obtiens soit 0.00 soit 5.00 V comme si j’étais aléatoirement sur 0 ou 1 d’une broche numérique (j’imagine que c’est dû au fait que je n’ai pas une vrai alimentation analogique mais une sortie numérique qu’en moyenne la tension est celle que je souhaite obtenir donc j’ai au hasard soit 0 soit 1)
  • sur A0 (tension d’entrée) : une tension plus ou moins constante aux alentours de 4.2 V

Mon montage :

  • AOP LF441CN alimenté en GND (broche 4) et 5V (broche 7) de l’Arduino
  • broches 2 (V-) et 6 ( sortie) reliées (suiveur)
  • broche 3 (V+) sur D3 et A2 de l’Arduino (V+)

Je précise également, qu’avant cet essai, j’ai vérifié qu’en mettant en entrée du suiveur la tension de 3.3V, j’obtiens bien 3.3V en sortie.

Si vous pouviez m’aider à me dépatouiller, merci

Edit : j’ai rajouté un filtre RC en sortie pour obtenir la valeur moyenne du signal d’entrée (R=1k, C=100nF) mais j’ai la même chose, une tension en sortie du suiveur+filtre constante

Le filtre il faut le placer à l'entrée du suiveur.
La fréquence de coupure de ton filtre est d'environ 1,6kHz or la fréquence du PWM est de 490Hz.
Tu devrais baisser la fréquence de coupure de ton filtre d'un facteur 10, je pense. Donc augmenter la valeur de la résistance et/ou de la capacité pour gagner ce facteur 10.

fdufnews:
Le filtre il faut le placer à l'entrée du suiveur.
La fréquence de coupure de ton filtre est d'environ 1,6kHz or la fréquence du PWM est de 490Hz.
Tu devrais baisser la fréquence de coupure de ton filtre d'un facteur 10, je pense. Donc augmenter la valeur de la résistance et/ou de la capacité pour gagner ce facteur 10.

Merci pour ta réponse
mais oui, je suis c** de l'avoir mis en sortie : bien sûr qu'il faut le mettre en entrée pour avoir la tension "analogique" !
J'ai fait un essai avec R=1k et C=10µF soit f0=16Hz : j'obtiens une tension "suivie" qu'entre 2 et 4V. je m'attendais effectivement à être limité en tension haute mais pas pour des plus basses valeurs. Est-ce dû à l'AOP ?
Mes résultats :
0.00;4.52
0.49;4.03
0.98;2.05
1.47;2.10
1.96;2.12
2.45;2.50
2.94;2.96
3.43;3.31
3.92;4.00
4.41;4.30
4.90;4.27

Avec une fréquence de coupure de ton filtre à 16Hz, la pause de 100ms après le analogWrite est un peu courte.

Pas sûr que cet ampli op soit bien adapté pour un fonctionnement avec une seule alimentation positive et de 5V.

C'est loin d'être sûr en effet, en tous cas la datasheet ne précise rien à ce sujet.

Ce qu'il faut c'est un AOP :

  • que l'on puisse alimenter en 5V
  • "rail to rail"

Un MCP6141 par exemple (1.4V - 6.0V).

Pour le choix de l'AOP tout dépend du besoin.

Un AOP basique ne pourra pas accepter en entrée des signaux trop proche de la masse ou de la tension d'alimentation.
Idem pour la sortie, il y aura des tensions dites "de déchet" qui peuvent dépasser 1V !

Certains AOP ont une structure particulière qui leur permet de s'approcher à quelques dizaines de mV des tensions d'alim ("des rails d'alimentation"). C'est ce qu'on appelle des AOP "rail to rail".

D'autres comme le LM358, vénérable amplificateur qui coûte quelques centimes, sont rail moins entrée et sortie.
C'est à dire que coté masse il s'aprocheront à un dizaine de mV, mieux que certains modèle Rail to Rail qui sont à 50 mV, mais coté rail d'alimenttion plus ils auront une tension de déchet de plus d'un volt.

La tension de déchet de plus d'un volt sur le rail plus est elle gérable sur ton projet ?
C'est à dire qu'avec un LM358 alimenté en 5V la tension de sortie ne pourra pas dépasser 3,5V.

Coté rail moins il y aura toujours une dizaine de mV qui traineront.
Pour avoir un vrai zéro en sortie avec un vrai zéro en entrée il faut deux conditions :

  1. Alimenter l'AOP en double alim, c'est à dire qu'il faut créer une alim -5V à partir du +5V: des circuits intégrés spécialisés sont capables de le faire.
  2. Choisir un modèle d'AOP avec un réglage de compensation d'offset, sinon ce n'est pas la peine de faire une alim -5V.

C'est faisable mais c'est assez lourd : conclusion il faut bien évaluer son besoin réel et non pas chercher a avoir le mieux qui hélas est souvent l'ennemi du bien.