samedi 15 octobre 2022

Calculs simples sur les entrées Analogiques Arduino

 La tension mesurable, directement avec votre Arduino est au maximum de 5 Volts.

Au delà de cette tension, il est nécessaire (et recommandé)  d'insérer un diviseur de tensions.

Lors d'une mesure, l'Arduino vous retourne un nombre entre 0 et 1023.( On appelle cela des unités)

0 unité représente 0 Volts.

1023 unités représentent 5 Volts.

1 unité représente donc des petit pas de :

5/ 1023 = 0,0048875855327468 Volts    soit des pas de 4.88 millivolts (mV)

C'est cool! 😉

Pour simplifier les calculs, on décide qu'une unité fera 4.90 mV.  (Standard Arduino CC.)


A présent, nous voulons mesurer une tension de 12 Volts maxi, par exemple, sur un assemblage de piles.

Il va donc nous falloir utiliser un diviseur de tension pour ne pas endommager l'Arduino.

Donc, avec ce diviseur de tension, seulement une fraction de la tension sera envoyée à l'entrée analogique de l'Arduino.

12 Volts / 5 Volts = 2.4     ( Tension max à mesurer / Tension max convertisseur Arduino)

La tension à mesurer sera, au minimum, divisée par 2.4 à l'entrée analogique de l'Arduino.

En d'autres termes, si la tension tombe à 8 Volts aux bornes de la pile, l'entrée analogique de l'Arduino ne "verra" que: 8 Volts / 2.4    =  3.333.... Volts

Et l'Arduino vous retournera un nombre de:   3.333Volts / 0,0049 Volts = 680 unités.

Si vous voulez convertir et afficher la tension réelle de la pile sur la console:

(680 * 0,0049) * 2.4 = 7,9968 Volts.

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Vous pouvez voir un autre article sur mon blog qui vous explique comment calculer

Facilement un pont diviseur ☝

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ATTENTION : La tension d'une batterie automobile (au plomb) peut monter jusqu'à 13,8 Volts.

Si vous n'avez calibré votre pont diviseur que sur 12 Volts, votre Arduino est en DANGER !

Prévoyez donc une marge de sécurité (15 Volts.. ou plus) quand vous concevez votre pont diviseur. Vous y perdrez un peu en précision, mais pas en matériel...

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A présent, nous voulons qu'une alerte se déclenche quand la tension de la pile tombe sous 4,5 Volts.

4.5 / 2.4 = 1,875

L'Arduino "voit" arriver une tension de 1,875 Volts (sur son entrée analogique).

Cela représente:

 1,875 / 0,0049 = 382 unités

L'alerte doit être "lancée" quand le nombre d'unités passe sous le seuil de 382.

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A présent, nous voulons qu'une alerte se déclenche quand la tension sur A2 passe sous les 30 % de la tension de la pile.

On garde et réplique les même ponts diviseurs, à savoir, une division par 2.4 sur les 2 entrées analogiques. La tension de la pile est à 9 Volts.

Volts réels, volts à l'entrée analogique ou unités, on sera obligé de calculer toutes ces étapes...


9 Volts / 2.4 = 3.75 Volts   (vu sur entrée analogique de la pile, après division par... le diviseur)

3.75 / 0,0049 =  765         (unités)

Recherche du pourcentage d'unités:

(765*30) / 100 = 229      (unités)

-L'alerte doit donc être lancée quand la tension A2 est inférieure à 229 unités.

soit:

229 * 0,0049 = 1,1221 Volts   (sur entrée analogique A2, après division par... le diviseur)

soit:

1,1221 * 2.4 = 2,69304 Volts     (réels sur le montage, avant le diviseur)  






vendredi 10 novembre 2017

Diviseur de tension simple

Voici un moyen très simple pour calculer en 3 opérations les valeurs des résistances nécessaires pour fabriquer un diviseur de tension qui débitera la tension que l'on désire.
La seule condition est de mettre la résistance R2 (celle la plus proche de la masse) à une valeur de 1000 Ohms (1 KOhms).

Maintenant, il faut diviser la tension d'alimentation (Ve) par la tension de sortie(Vs) désirée.
Donc, Ve / Vs.
Ensuite, retrancher (-1) au résultat, puis multiplier par 1000 afin de trouver la valeur de la résistance R1.
Vraiment simple, n'est ce pas?
Exemple avec une alimentation de 12 Volts et qui donne toutes les valeurs de résistances pour diviser jusqu’à 1 Volts:

Ve / Vs Résultat -1  Valeur R1
12/11 = 1,090  (1,090 -1) = 0,090 90 Ohms
12/10 = 1,2 (1,2   -1) = 0,2 200 Ohms
12/ 9 = 1,333 (1,333 -1) = 0,333 333 Ohms
12/ 8 = 1,5 (1,500 -1) = 0,500 500 Ohms
12/ 7 = 1,714 (1,714 -1) = 0,714 714 Ohms
12/ 6 = 2 (2   -1) = 1 1000 Ohms
12/ 5 = 2,4 (2,4 -1) = 1,4 1400 Ohms
12/ 4 = 3  (3   -1) = 2 2000 Ohms
12/ 3 = 4 (4   -1) = 3 3000 Ohms
12/ 2 = 6 (6   -1) = 5  5000 Ohms
12/ 1 = 12 (12  -1) = 11 11000 Ohms
-Première Colonne : On divise la tension d'alimentation (Ve) par la tension de sortie(Vs) désirée.
-Seconde colonne: On retrancher(-1) au résultat.
-Troisième colonne: On multiplie par 1000 afin de trouver la valeur de la résistance R1.

Bien entendu, il sera rare de trouver la résistance exacte dans la série E12..
La tension de sortie sera influencée par le courant que le diviseur devra débiter...
Idéal, par contre, pour l'entrée d'un amplificateur opérationnel!