10 réponses à ce sujet

[sky99]

Bonjour à tous!
Je fais un montage Arduino "standalone". Je n'utilise donc pas un Arduino complet,
mais un Atmega328p sans cristal ni oscillateur externe, à 8Mhz. Il est alimenté
par 4 batteries AAA rechargeables, et il mesure divers paramètres, dont la tension
de la batterie. Le problème est que pour ce pack, ça dépasse les 5V quand c'est complètement
chargé, et je dois donc utiliser un pont diviseur de tension.

Pour faire simple, je vais prendre deux résistances identiques, et ainsi obtenir Vbatt/2.

Mon problème est que je souhaite optimiser au maximum la consommation du cicruit. Pour l'instant
mon ATMega a 8Mhz doit consommer environ 10mA, mais je compte le faire aller très bas en conso pour arriver
à des µA. Du coup il me faudrait la plus grosse résistance possible pour le pont diviseur de tension,
car cela me permettrait d'avoir le moins de pertes énergétiques dans les résistances.

U=R*I, donc I=U/R, si on prend U a environ 5V, ça donne I=5/10000=0.0005, soit 0.5mA, ce qui est encore trop.

Avec des 100k je passerais à 50µA, ce qui est mieux, mais pourquoi pas carrément des 10M, ce qui me ferait 500nA, et donc là ce serait négligeable.

Mais le problème est qu'en cherchant sur le net je lis des choses sur "l’impédance" des entrées analogiques du Arduino, qui limiteraient la résistance max. Auriez vous des infos plus précises là dessus?

Sauriez vous la résistance maximale qu'on peut utiliser pour un Arduino, avec un tel montage?
Merci d'avance!

[Black Templar]

Mais le problème est qu'en cherchant sur le net je lis des choses sur "l’impédance" des entrées analogiques du Arduino, qui limiteraient la résistance max. Auriez vous des infos plus précises là dessus?

Sauriez vous la résistance maximale qu'on peut utiliser pour un Arduino, avec un tel montage?

Un petit tour dans la datasheet ?
 doc8161.pdf   12,52 Mo   796 téléchargement(s)

page 323 : 28.8 ADC Characteristics
Analog Input Resistance : 100 MΩ

Donc tu peux prendre des résistances < 1MΩ pour ne pas avoir de problèmes.

++
Black Templar

[sky99]

Salut!
Merci de ta réponse, je partirai donc sur 1MOhm.
En fait j'ai lu que l'impédance de l'ADC etait de cette valeur. Or, je ne comprends pas bien
ce que c'est ou ce que ça vient faire ici.

EN regardant ta référence, je lis bien que la résistance de l'ADC est de 100MOhms. Du coup, ils parlent
bien de la résistance interne du CI, j'imagine. Et dans ce cas, si j'ai bien compris, il ne faut pas avoir
une trop grosse résistance à coté, pour ne pas perturber la résistance totale de la ligne analogique choisie.

Mais du coup comment savoir dans quelle mesure on modifie la précision de l'ADC?
A priori si ma résistance est de 1% de celle de l'ADC, cela signifie t'il que j'altere de 1% la précision de celui ci?


En tous cas, merci de ta réponse!

[Black Templar]

EN regardant ta référence, je lis bien que la résistance de l'ADC est de 100MOhms. Du coup, ils parlent
bien de la résistance interne du CI, j'imagine. Et dans ce cas, si j'ai bien compris, il ne faut pas avoir
une trop grosse résistance à coté, pour ne pas perturber la résistance totale de la ligne analogique choisie.

Mais du coup comment savoir dans quelle mesure on modifie la précision de l'ADC?
A priori si ma résistance est de 1% de celle de l'ADC, cela signifie t'il que j'altere de 1% la précision de celui ci?

http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9or%C3%A8me_de_Th%C3%A9venin
L'impédance de sortie, c'est la résistance de thévenin. (résistance du générateur)
L'impédance d'entrée, c'est la résistance de charge.

Pour ne pas que le montage en amont ne perturbe le montage en aval, il faut que l'impédance de sortie du premier montage soit négligeable par rapport à l'impédance d'entrée du second montage.
Sinon, ça agit comme un pont diviseur de tension.

Donc imaginons que ton impédance d'entrée soit de 100MOhms et que l'impédance de sortie soit de 1MOhm.
La tension mesuré sera Vréel * 100/101 = 99% de Vréel.

Autre exemple, tu as un générateur de tension avec une résistance de générateur de 0.1ohm (impédance de sortie)
Tu connectes au générateur un montage avec une impédance d'entrée de 50ohm.
Pas de soucis dans ce cas là.

Maintenant, tu remplaces le générateur de tension par un générateur basse fréquence qui lui a une impédance de sortie de 50Ohm.
Tu règles le générateur sur 1kHz, 5Vpic.
Lorsque tu connectes le montage, tu te rend compte que le GBF délivre un signal de seulement 2.5Vpic... (5V * 50/100)


++
Black Templar

[sky99]

http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9or%C3%A8me_de_Th%C3%A9venin
L'impédance de sortie, c'est la résistance de thévenin. (résistance du générateur)
L'impédance d'entrée, c'est la résistance de charge.

Pour ne pas que le montage en amont ne perturbe le montage en aval, il faut que l'impédance de sortie du premier montage soit négligeable par rapport à l'impédance d'entrée du second montage.
Sinon, ça agit comme un pont diviseur de tension.

Donc imaginons que ton impédance d'entrée soit de 100MOhms et que l'impédance de sortie soit de 1MOhm.
La tension mesuré sera Vréel * 100/101 = 99% de Vréel.

Autre exemple, tu as un générateur de tension avec une résistance de générateur de 0.1ohm (impédance de sortie)
Tu connectes au générateur un montage avec une impédance d'entrée de 50ohm.
Pas de soucis dans ce cas là.

Maintenant, tu remplaces le générateur de tension par un générateur basse fréquence qui lui a une impédance de sortie de 50Ohm.
Tu règles le générateur sur 1kHz, 5Vpic.
Lorsque tu connectes le montage, tu te rend compte que le GBF délivre un signal de seulement 2.5Vpic... (5V * 50/100)


++
Black Templar

Merci pour toutes ces explications!

Plus j'avance, plus je me rends compte qu'il reste des choses à apprendre

[ChristianR]

ça dépasse les 5V quand c'est complètement chargé, et je dois donc utiliser un pont diviseur de tension.

Si l'objectif est de limiter la consommation de courant ce n'est pas l'idéal, un pont diviseur dissipera du courant.
Un petit régulateur 5V type 7805 serait plus propre.

[Mike118]

Il est alimenté par 4 batteries AAA rechargeables, et il mesure divers paramètres, dont la tension
de la batterie. Le problème est que pour ce pack, ça dépasse les 5V quand c'est complètement
chargé.

Hum ... une batterie AAA rechargeable c'est pas 1,2V nominal et 1,3V en chargé au max ?
Ton atmega ne fonctionne ne prend pas entre 1.8V et 5.5V ?

Si tu cherches à faire un montage minimaliste tu peux creuser de ce coter là ...

[Black Templar]

Si l'objectif est de limiter la consommation de courant ce n'est pas l'idéal, un pont diviseur dissipera du courant.
Un petit régulateur 5V type 7805 serait plus propre.

Non, ton 7805 consomme déjà entre 4 et 8mA pour fonctionner !
Un pont diviseur à 1MOhms global est bien mieux !
Et puis, pourquoi un 7805, ce qu'on cherche à faire, c'est mesurer un courant, pas le réguler.


EDIT :
Avec 4 piles de 1.3V, ça ne te fait que 5.2V
Tu peux même le laisser comme ça ...
Au pire, pour être sur, une petite zener 4.7V en protection ? (attention, ça consomme entre 0.5 et 1mA !)

EDIT2 :
Tu as bien pensé à mettre une référence de tension pour l'ADC ? Parce que tu laisse les tensions d'alimentations comme références, tu ne verras rien du tout

[sky99]

Hum ... une batterie AAA rechargeable c'est pas 1,2V nominal et 1,3V en chargé au max ?
Ton atmega ne fonctionne ne prend pas entre 1.8V et 5.5V ?
Si tu cherches à faire un montage minimaliste tu peux creuser de ce coter là ...

Depuis que j'ai le pont diviseur de tension, j'ai pu mesurer que la tension maximale des batteries, après la charge, était de 5.65v environ.
Pour l'ATmega, il est en 5V dans mon montage, avec un régulateur très efficace (ceux de pololu, à plus de 50% d'efficacité, et il fait step-up/step down)

Non, ton 7805 consomme déjà entre 4 et 8mA pour fonctionner !
Un pont diviseur à 1MOhms global est bien mieux !
Et puis, pourquoi un 7805, ce qu'on cherche à faire, c'est mesurer un courant, pas le réguler.

EDIT :
Avec 4 piles de 1.3V, ça ne te fait que 5.2V
Tu peux même le laisser comme ça ...
Au pire, pour être sur, une petite zener 4.7V en protection ? (attention, ça consomme entre 0.5 et 1mA !)

EDIT2 :
Tu as bien pensé à mettre une référence de tension pour l'ADC ? Parce que tu laisse les tensions d'alimentations comme références, tu ne verras rien du tout />

L'alim du Atmega328p est régulée en 5V, car effectivement, sinon je n'aurais pas pu mesurer grand chose

Maintenant, je réfléchis à un moyen de me passer du régulateur. En utilisant la mise en sommeil du atmega, j'ai déjà bien pu baisser la conso moyenne (il s’éveille toutes les secondes, mesure ses trucs, et envoie par radio les données.

Les deux étapes les plus évidentes pour baisser la conso, ce serait de passer la puce a 3.3V, car la conso passe de 11mA à environ 4mA, pour un ATMega à 8Mhz, et de passer à 1 ou 2 Mhz, car je ne fais pas de calculs intensifs, et que pour un atmega 5V on passe de 11 à 6mA environ. Il faudra aussi que je voie si je peux alimenter mes capteurs et mon module radio depuis les sorties numériques du atmega, pour pouvoir couper leur alimentation quand ils ne sont pas utilisés. Toutefois, il faudra que je teste, car peut être que certains modules mettent du temps à s'initialiser. Du coup si je mets 500ms à réveiller le module, c'est pas forcément intéressant, faudra vérifier...

Sinon, je me demande si je ne pourrais pas me passer du régulateur, et utiliser la référence interne de 1.1v du Atmega. Il faut que je creuse là dessus.

Ces temps ci, je suis passé sur une batterie lithium 3.7v de 2000mA, avec un petit chargeur USB. J'ai soudé des broches sur le chargeur, ce qui me permet de récupérer le courant de la batterie sans la débrancher du chargeur. Du coup l'idée c'est d'avoir un panneau solaire branché dans le port USB du chargeur, le circuit sur les broches que j'ai soudées, et la batterie connectée sur les broches dédiées. Ainsi, le circuit de charge se débrouille pour voir si la batterie est chargée, et envoie ou non du courant venant du panneau solaire vers la batterie et le circuit.
J'ai pu voir la led "charge" s'allumer, une fois le panneau au soleil, et le circuit fonctionne bien. Toutefois, il faut que je fasse une boite adaptée, car enfermé dans un tupperware avec un couvercle opaque, le circuit chauffe pas mal, la sonde de température à rapporté 60°C. Ce n'est pas une température convenable ni pour mon circuit, ni pour ma batterie


En fin de compte, toutes ces techniques me serviront aussi plus tard pour un autre projet, d'un robot utilisant des énergies renouvelables, et pouvant travailler pendant de très longues périodes (idéalement, il serait sur mon toit à faire une tâche quelconque, et ferait sa tâche en fonction de l'énergie dont il dispose. Du coup quand il aurait peut d'énergie, il ne ferait rien jusqu'à avoir du soleil pour charger ses batteries, et il aurait cette ressource à gérer). Un peu comme les rovers de la NASA sur mars Mais pour ça j'aurai à voir outre la conso des éléments, la capacité du panneau solaire, et surtout une bonne isolation environnementale : en Guadeloupe il y a du soleil toute l'année, donc le robot peut chauffer pas mal, mais l'humidité dans l'air dépasse facilement les 90% la nuit et les 60% la journée.

Bref, merci de vos réponses et conseils

[Mike118]

Depuis que j'ai le pont diviseur de tension, j'ai pu mesurer que la tension maximale des batteries, après la charge, était de 5.65v environ.
Pour l'ATmega, il est en 5V dans mon montage, avec un régulateur très efficace (ceux de pololu, à plus de 50% d'efficacité, et il fait step-up/step down)

Il est peut être très bon mais 50% d'efficacité c'est nul ... Un bon step up step down au pire des cas doit être supérieur à 80% et en dessous de 60% c'est plus un convertisseur mais un radiateur !

Après virer le "radiateur" ( convertisseur ) c'est pour être minimaliste en terme de composants

Il faudra aussi que je voie si je peux alimenter mes capteurs et mon module radio depuis les sorties numériques du atmega, pour pouvoir couper leur alimentation quand ils ne sont pas utilisés.

Alors ça ça se fait mais pas en branchant les capteurs et autre sur les pattes mais sur des régulateur commandable type NCPSN33T1G et tous ses équivalents.


à bientôt

[sky99]

Il est peut être très bon mais 50% d'efficacité c'est nul ... Un bon step up step down au pire des cas doit être supérieur à 80% et en dessous de 60% c'est plus un convertisseur mais un radiateur ! />
Après virer le "radiateur" ( convertisseur /> ) c'est pour être minimaliste en terme de composants />
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Salut!
C'était une faute de frappe, il est au moins à 80% et plus souvent à 90%, ce régulateur
Effectivement, 50% ce serait juste assez nul, à peine mieux qu'un 7805 ^^

Pour se passer du régulateur, l'idée serait de mesurer la tension d'alimentation par rapport au 1.1V, et de là, je pourrais caluler la valeur des sondes non pas par rapport à un VCC de 5v fixe, mais un VCC mesuré avant chaque mesure.

J'ai testé avec une sonde hygrometrie/température (la DHT11), et elle retourne les mêmes résultats avec ou sans le régulateur. Peut être ce capteur integre t'il un régulateur 3.3V...


J'ai aussi un capteur barométrique d'Adafruit (barometre et thermometre), qui a aussi le gros avantage d'intégrer un régulateur 3.3V. Sachant que les composants consomment moins en 3.3V qu'en 5V (pour le Atmega, on passe carrément de 11mA à 4mA), je vais tenter cette approche. Le seul défaut, c'est que l'emetteur radio sera moins puissant en 3.3v qu'en 5V. m'enfin, je verrai bien, au pire, l'emetteur radio pourrait récupérer un step up 5v pour lui ^^

En tous cas, merci pour vos conseils!
Au passage, j'ai récupéré un bon multimètre, qui va jusqu'aux µA en précision, et j'ai pu mesurer la conso de chaque composant de mon montage.
Et le courant dans le pont diviseur de tension est de 18µA. Au repos, en 5V, mon circuit consomme 1.44mA, et 600µA sans régulateur, à 3.6V. Du coup
dans tous les cas, le pont régulateur est négilgeable en conso

Et en activité maximale, je suis à 24mA en 5V régulé, ou 5-8mA en 3.6v non régulé.