Source de tension variable / Alimentation de précision

Je me demandais comment faisaient les chinois malins sur les cartes mères de leurs imprimantes 3D pour avoir du 5V à partir d’une alimentation 12V ou 24V

Ils utilisent un LM2596T-05 : https://fr.rs-online.com/web/p/convertisseurs-buck/5333743/

Alim U20.jpg

Petite variante de l’alimentation asymétrique pour s’affranchir du pont diviseur et autoriser l’emploi de transfo de >= 12V.
Le 7805 pouvant avantageusement être remplacé par le régulateur à découpage LM2596-5 (pas représenté sur la simu)
Sur ce je vais mettre mes saucisses sur le BBQ… :slight_smile:
alim asymétrique.jpg

Bonjour à tous, bonjour JP.

L’idée était donc de réaliser une masse flottante pour minimiser les sources et trouver un emploi pour l’ampli Op orphelin du TCA0370.

Le postulat de départ, c’est que c’est le courant délivré par la source +15 V qui est prépondérant sur celui soutiré sur le ?15V, ne serait-ce que
par ce que le +5 volts en est tributaire. Il y a donc un déséquilibre de consommation entre les branches ± de l’alimentation.

Le constat, c’était que si la branche négative du dispositif de masse flottante devait délivrer un peu de courant aux amplis Op elle devait en absorber beaucoup plus avec ceux de retour du +15 volts délivrés à la source de tension variable et au régulateur +5 volts.

Donc pour minimiser l’échauffement de cette branche, la seconde idée était d’abaisser la tension à ses bornes, pas trop non plus car il fallait tenir compte de la tension de déchet des transistors de sortie et aussi rester dans le domaine de fonctionnement de ces amplis Op.

Une tension de ?3 volts semblait réaliste, à condition qu’elle soit stable pour rester bien supérieure à celle de déchet.

Hors avec la dernière simulation, c’est le +15 volts qui est fixe et le ?3 volts qui est dépendant des fluctuations de l’alimentation extérieure. Pour la raison exprimée ci-dessus, il est préférable de stabiliser le ?3 volts (zener 3v3, TL431…), alors que le +15 volts peut se permettre de fluctuer, il y a de la marge…

NB: J’avais opté pour un pont de résistances car j’avais considéré que l’alimentation extérieure était déjà régulée à 18 volts, et que par conséquent le ?3 volts resterait stable.

Bonjour a Tous

voici une photo du proto
les mesures pas terrible en mV X 10
j’ai 7,25 pour 10 mV
47.38 pour 50 mV
77.13 pour 80 mV
les autres calibres sont a peut prés juste
le 10 V sortie CI LT1236 0.05% j’ai 9.999 V pour 10 V
il sera peut être plus précis avec le PCB définitif et les commutateurs
j’ai fait deux essais avec une alim régulateurs 7815 7915
et une autre avec convertisseur symétrique isolé les mesures sont identique

cdlt

Bonjour à tous, bonjour Laurent,
L’erreur est quand même importante sur le plus petit calibre, bien au delà des +/- 0.1% escomptés.
Je viens de calculer les erreurs relatives en ((Valeur réelle - valeur mesurée) / valeur réelle) x 100 Je trouve : 27.5 pour 10 mV
5.24% pour 50 mV
3.58% pour 80 mV

Les résistances utilisées sont bien à 0.1% ainsi que les résistances du sommateur (en particulier la 100k pour le calibre x 10 mV) et celles qui appliquent le gain des AOP (inverseur et buffer de sortie)?

Peut-être que le câblage amène une erreur (section et longueur des fils utilisés pour simuler les commutateurs)

Est-ce qu’elle est identique en % sur le calibre x 100mV?

Edité : je me réponds à moi même :

Vu que l’erreur relative diminue en augmentant la tension, l’erreur provient essentiellement du câblage (2.75 mV de pertes)
Si j’additionne ces pertes aux valeurs mesurés, je suis presque dans la tolérance :
47.38 + 2.75 = 50.13 (0.26% d’erreur)
77.13 + 2.75 = 79.88 (0.15% d’erreur)

Patience, encore quelques jours et je devrais recevoir les PCB.
Merci de ton retour d’expérimentation.

Bonjour Jean Paul

les résistances sont bien des 0.1%
sur le calibre 100 mV
97,5 pour 100 mV
4970 mV pour 500 mV
0,7966 mV pour 800 mV
1.009 V pour 1 V
sur calibre 1 Volt
0.9951 pour 1 V
4.991 pour 5 V
7.980 pour 8 V
9.999 pour 10 V

je pense aussi qu’avec le PCB les mesures seront meilleur

cdlt
laurent

Bonsoir a tous

Jean Paul Sylnanus et Raffou que devient votre version programmable ?

cdlt

laurent

Une entreprise chinoise, Logic Green, propose des clones des ATmega. Un de ces clones, le LGT8F328P, équipe de nombreux compatibles Arduino Nano ou Uno proposés sur AliExpress ou eBay… pour ne citer qu’eux.

Hors ce clone s’avère intéressant car en plus de la compatibilité avec l’ATmega, sa version D (LGT8F328D) comporte accessoirement deux DAC intégrés: DA0 et DA1 (au lieu d’un seul pour la version P). Ces DAC ne sont que des convertisseurs 8 bits, mais dans la perspective d’une réalisation minimaliste, ils pourraient être à même de se substituer au DAC MCP4921 en les couplant à l’aide d’un sommateur résistif inséré devant le TCA0372 afin d’obtenir une résolution équivalente de 12 bits.

La sortie du premier DAC, DAO0, est disponible sur la patte 2 (PD4) et celle du second, DAO1, l’est sur la patte 6 (PE5)

Pour l’instant, il semble n’exister dans le commerce qu’une seule plaquette l’employant : la WEMOS XI V1.0.0, toutes les autres utilisent le LGT8F328P.

WemosXI.JPG
Malheureusement son pinout est bien différent de celui de l’Arduino Nano et en plus elle ne possède pas d’interface USB. Ce dernier module est facultatif en fonctionnement autonome mais indispensable pour chaque session de dialogue avec l’IDE Arduino ou encore si l’on a un besoin permanent du 3,3 volts à l’extérieur (c’est usuellement la puce de l’interface qui le génère).

C’est surtout son clone qui est proposé sur eBay:

WemosXI+USB2TTL.JPG

Bonjour a Tous

je ne connait pas du tout le principe avec arduino
peut être comme un automate ?
avec ce principe la précision doit être meilleur ainsi que la stabilité non ?
pour moi je reste sur le montage initial plus simple pour moi
mais j’admire vos insérait avec ce principe arduino .

cdlt

laurent

Bonjour à tous,
La précision avec un Arduino dépend que de la précision de la source de tension à laquelle il faut ajouter les résistances de précision (0.1%) pour le gain du TCA0372.
A priori, la précision n’est ni meilleure ni plus mauvaise que celle du schéma original.
L’utilisation d’un Arduino est simplement une autre approche du problème.

Bonjour Jean Paul

ah ok en fait on supprime les commutateurs ?
de sélection mV est V.
si je comprend bien

laurent

Heu! non, on ne supprime pas les commutateurs…
Ils sont matricés (ligne/colonnes) sur les entrées du µC.
Les liaisons sont représentées par un bus sur le schéma pour raison de clarté de lecture.

piksey.jpg

Le principal souci qu’il reste à régler avec la version Arduino, c’est l’alimentation 5V.
On a pas encore décidé de la solution.
Je t’invite à relire le fil de discussion à ce sujet… :wink:

Bonjour à tous, bonjour Laurent.

La gageure c’est de concevoir un schéma employant le minimum de composants, surtout des résistances de précision à 1‰ ou moins. L’utilisation d’un Arduino est une des solutions tout comme l’utilisation d’une alimentation unique avec masse virtuelle, mais ce n’est pas forcément la plus précise car elle dépend de la résolution des convertisseurs numériques/analogiques ou DAC.

En ce qui concerne le principe général:* Les contacts des commutateurs sont matricés pour minimiser le nombre de pins utilisés sur l’Arduino. Les contacts de même rang figurent les 10 horizontales de la matrice et leur commun chacune des 3 verticales, ainsi on ne monopolise que 13 pins au lieu de 33.

  • Le programme de l’Arduino scrute en permanence la matrice des contacts, en déduit une valeur numérique comprise entre 0 et 999 en fonction de la position des 3 commutateurs (Milliers, Centaines et Dizaines de mV), puis la compare à celle obtenue par les deux scrutations précédentes. Si cette valeur est stable deux fois de suite mais différente de la plus ancienne, il considère qu’elle vient de changer.
  • La nouvelle valeur est alors transmise au(x) convertisseur(s) numérique/analogique:[list]
    [*]Soit à un convertisseur externe (sur 12 bits) via le bus SPI, comme le MCP4921.
    Avec une référence de tension externe de 4096 mV, la valeur doit être multipliée par 4 avant d’être retransmise et l’amplificateur final doit avoir un gain de 2,5 pour que chaque échelon de tension corresponde bien à 10 mV.
  • Soit aux deux convertisseurs internes dans le cas du clone LGT 8F328D, encore à expérimenter car son datasheet est en chinois et sa traduction en anglais par un automate a fait fi des tableaux et images incluses.
    La valeur (préalablement multipliée ou pas par un certain coefficient comme dans le cas précédent), doit alors être divisée par un nombre fixe quelconque (à optimiser) avant soumission de telle sorte que le résultat (quotient) et le reste (modulo) de cette division soient inférieurs à 256 (convertisseurs sur 8 bits). Le résultat (quotient) sera chargé dans le premier convertisseur et le reste (modulo) dans le second. Un sommateur résistif doit donc être intercalé entre les sorties des convertisseurs et l’amplificateur terminal, le rapport entre ses 2 résistances doit être inversement proportionnel à celui du nombre diviseur pour obtenir au final des échelons de 10 mV d’amplitude.
    [/:m][]Puis l’Arduino reprend sa scrutation des contacts… jusqu’à la prochaine modification de la position d’un commutateur.[/*:m][/list:u]

@Raffou,
Je suis en train de regarder du côté des Picaxe.
C’est pas très cher et c’est distribué en boitiers DIP.
Ils sont apparemment uniquement distribués par Gotronic pour la France. https://www.gotronic.fr/cat-cartes-picaxe-1068.htm
Certains comportent un DAC 10bit ainsi qu’une référence interne programmable (de 0.6V à 4.096V)
Avec un DAC 10 bits, la Vref la plus intéressante semble être 1.024V (1.024/1023) soit 0,001000977 V par palier.
Assortie au TCA0372 avec un gain de 10, on arrive à 10 mV/palier.

Alors, bien ou pas?

Bonsoir à tous, bonsoir JP.

Je viens de parcourir en diagonale le site officiel du PicAxe.

Bon, le DAC incorporé à certaines puces n’a qu’une résolution de 5 bits, potentiellement 6 en jouant avec la polarité ± de la référence.
C’est confirmé avec la commande basic « daclevel » qui n’offre que 32 niveaux.

Points négatifs:
• Obligé d’acheter les puces préprogrammées, on ne peut pas injecter soi-même le bootloader qui va bien.
• Le logiciel de simulation n’est pas gratuit alors que quasiment tous les autres le sont.
• Câble de téléversement non standard (fiche jack).

Sinon système intéressant et ludique car conçu dans un but pédagogique pour être enseigné dans les écoles, témoin la programmation possible par blocs (blockly, scratch) ou par organigramme (flowcharts).

J’ai découvert un blog en français assez complet pour une première approche.
http://electromag1.wifeo.com

Bonjour à tous,
J’ai reçu les PCB gravés et j’en ai 6 de dispos.
Ils correspondent à la version basée sur des résistances à 0.1%
Si vous en souhaitez me le faire savoir par MP.
Ils sont plus lourds que prévu donc le prix avec le port est de 4€ (j’avais annoncé 3€ dans un précédent post).
Si vous souhaitez un envoi en courrier suivi, il faut ajouter 1€.

Edité pour mise à jour:

PCB en cours de peuplement (en attente de livraison des 3 commutateurs et de la commande à passer ce W-E pour les 2 résistances à 0.1% ainsi que la référence de tension.)
Normalement, je devrais finaliser en cours de semaine prochaine.
PCB  ref tension.jpg

Bonjour à tous,
Un peu de news de l’avancement du projet basé sur les résistances à 0.1%.
J’attends toujours mes commutateurs commandés il y a un mois à Hong Kong, mais avec les événements, je doute fort de les recevoir rapidement.
Du coup, j’en ai commandé chez TME ainsi qu’un boitier.

J’ai aussi tracé ma face avant avec l’excellent logiciel Galva (vous avez même le droit à un petit bout de code) 8)

Notre ami Laurent (@lolo17) est plus avancé que moi car il a déjà câblé le PCB et réalisé plusieurs mesures.
Il vous en dira plus ici-même

PS : Pour les intéressés (mais y en a-t-il?), j’ai encore 6 PCB gravés de dispo.
Voilà…

Bonjour a Tous

bon et bien j’ai commencé la face avant
ci joint une photo de la face avant un merci a Jean Paul pour la sérigraphie que j’ai adapté
et une de la platine
un peut modifié pour avoir le 10.000V
j’ai laissé la capa mais je l’enlèverai
cdlt
laurent
platine alime.PNG.jpg

Bonsoir à tous.

En attendant de recevoir les clones de Wemos XI à base de LGT8F328D, j’ai entrepris de traduire les quelques pages web qui traitent du sujet :

En japonais:
ehbtj.com/electronics/wemos-xi-lgt8f328d/

En russe:
drive2.ru/c/506709110100591226/
drive2.ru/c/508852882896847334/
drive2.ru/c/514557149221749778/
drive2.ru/c/516210264954111207/
drive2.ru/c/517135229110977303/
drive2.ru/c/517234460035384518/
drive2.ru/c/519300992139788581/
drive2.ru/c/524374413668253819/

Après traduction avec Google, j’en ai fait des pdf. Impossible de les inclure ici car le plus petit même compressé dépasse les 800K fatidiques.

Selon l’auteur japonais, la linéarité des DAC’s intégrés ne serait pas irréprochable:

EHbtj.PNG.jpg