Un nouveau composant pour simplifier les régulations 0-10V

[kroutchef]

Je viens de découvrir un nouveau type de composant, les CRD diode régulatrice de courant (sur la base d'effet HALL) qui, sur un plage de tension trés vaste, donne un courant constant quel que soit l'impédance de charge !!!!
Les habitués sauteront de joie et comprendront tout de suite l'importance de cette "découverte" ...
Pour les autres j'explique, nous sommes nombreux à utiliser des sondes PT100 ou 1000 avec un circuit adaptateur pour amplifier les variations en signal adapté 0-5V ou 10V suivant la régulation derrière (µP, automate...) hors ce circuit se compose de trois étages principaux, une source de courant constant, une référence et un ampli.
La simplification obtenu revient a supprimer les deux premiers !!!!
pour ne garder que l'ampli puisque la PT sera toujours alimentée par le même courant quel que soit sa resistance d'où une tension directement proportionnelle à la température à ses bornes...cela diminue le coût de la carte et les risques de pannes il n'y a plus qu'un seul composant actif dedans 1 AOP!!!
Il en existes plusieurs types, celui-ci la 1N5288 donne 0.39mA sur une plage de 10V à 110V !!!bien plus qu'il nous en faut, simplement montée en pont avec la PT et prise médiane vers l'AOP (second pont de resistance/potar pour réglage sur l'autre entrée...).
J'en ai en commande et ferai des tests in vivo, mais sur le principe c'est tout bon...amis electroniciens penchez vous sur le datasheet et donnez moi votre avis.
Avec une alim en 24V en pont serie diode/PT la variation de 0°C à 100°C est de 300ohmX0.4mA soit 0.12V largement assez pour qu'un simple gain Aop de ~100 et HOP...Schéma a venir...

[helios]

Je vais être rabat-joie, mais ça ne change pas grand chose selon moi, et on a déjà la source de courant dans un schéma classique. Une source de courant se fait très facilement avec un régulateur ajustable et une résistance. Il y a aussi des sources de courant comme le LM334, mais il faut bien lire la doc pour le stabiliser en température, sinon, ça ne ressemble pas franchement à ce que l'on peut espérer ! Et après, il faut toujours un ampli pour soustraire l'offset (température de départ) et avoir le bon gain. Une source de courant seule avec une PT1000 ne suffira pas. Entre 0 et 100°C, une PT1000 va varier de 1000 à 1380 ohms. Pour avoir 10V de variation, il faudrait faire passer 26mA (beaucoup trop), et on passerait de 26 à 36V à ses bornes.
edit 1 : J'ai lu un peu vite, pensant que l'idée était de supprimer l'ampli. Ce n'est pas ça. Je vois encore moins l'intérêt... Ai-je loupé quelque chose ? Un schéma ?
edit 2 : En regardant la doc, la stabilité en température va dépendre des valeurs, et va poser problème, comme le LM334 sans ses diodes de compensation.
Schéma classique : source de courant distribuant le même courant dans la branche de compensation d'offset et la branche de mesure (PT) par un miroir, puis ampli. Donc, pas de miracle, j'aurais été le premier à m'en réjouir.

[kroutchef]

T'a juste loupé le fait que la diode seule fait le boulot du miroir (1 aop + 2 transistor + ...) et que le courant reste constant à 0.39 mA quel que soit la tension (sorte de zener autorégulée) , il suffit simplement d'amplifier par ~100 celle de la PT1000 (qui varie alors de 0.4V à 0.52V)...ce n'est pas un simple pont diviseur !
schema plus simple depannage plus simple j'ai déjà eu à remplacer deux miroirs (4 tr + 2aop +..) suite a des coups de foudres trop proches.
La faible precision demandée par nos installations (+/- 2°C on n'est pas dans des mesures de labo...) peut se passer de la compensation, la deuxieme boucle se resume alors à un pont resistance/potar de reglage soit en tout une diode/PT et une resit / potar un AOP ...et une alim bien stabilisée...

[helios]

Non, je n'ai rien loupé !! Un miroir de courant, c'est deux transistors, idéalement dans le même boîtier pour des raison de couplage thermique et de caractéristiques identiques, et deux résistances. Et il en existe des tas. Ca se présente alors comme un composant à 4 pattes. Je n'appelle pas miroir de courant un ensemble AOP + transistors, c'est inutilement compliqué et n'apporte rien pour ce genre d'application.
Et la diode source de courant n'est pas un composant nouveau, loin de là, et a en plus le gros défaut d'avoir un coefficient de température non négligeable qui rend son usage tout simplement impropre dans ce genre d'application.
Avec juste une diode, impossible d'avoir le même courant dans deux branches.
Aujourd'hui, on peut tester les montages sans rien souder avec un soft superbe tel que LTSpice : dérive en température, stabilité en tension... Il faut juste prendre le logiciel en main et trouver les modèles de composants, ou savoir les écrire.
J'ai trouvé le modèle, je regarderai quand j'aurai un peu de temps, mais je sais qu'un circuit genre LM317 + 1 résistance donnera de bien meilleurs résultats.
Avec une 1N5288 ou équivalente, on peut s'attendre à une erreur de mesure atteignant 3°C si la température du montage change de 10°C, selon les lots et la valeur choisie.
Quant au montage qui tombe en panne lorsqu'il y a un coup de foudre à proximité, j'ai déjà expliqué pourquoi, la jonction du transistor claque car il faudrait une résistance. Un miroir de courant, plus simple, n'aurait pas ce défaut.

[kroutchef]

J'aime les gens positifs qui aime faire avancer simplment les choses...

il y a quelques temps que je n'étais pas venu sur le forum...l'esprit qui y règne semble bien avoir changé...domage ...

[helios]

Bonjour,

j'espère ne pas t'avoir blessé, ce n'était pas du tout le but, et ton idée méritait réflexion. Tu demandais d'ailleurs l'avis des autres...et je ne suis pas de ton avis.
Le montage initial comporte un système ressemblant à un miroir de courant, mais qui peut être simplifié. On peut virer l'ampli et la référence de tension associée, remplacer tout ça par une source de courant faite avec un régulateur ajustable et une résistance (plus ajustable pour régler), qui fonctionne mieux qu'une 1N5288 (non réglable de plus), et attaquer directement le miroir de courant câblé de façon traditionnelle, et utiliser si possible un transistor double prévu pour.
L'amélioration ne vient pas d'une diode limitatrice de courant qui a des défauts, mais de l'utilisation d'une source de courant en place d'une référence de tension.
Quant au problème de panne, il suffit d'imaginer une surtension sur les sondes et de réfléchir au passage du courant. Sur le montage habituel, il passe par le transistor et les diodes de clamp intégrées dans l'ampli op par construction. Comme il n'y a aucune résistance de limitation, il est normal que ça claque. Sinon, on tient sans problème 50V et même beaucoup plus.
Je reste ouvert à toute bonne idée.

[helios]

Maintenant, on peut vouloir retirer le miroir de courant (un transistor double et 2 résistances).
On a donc une source de courant (la fameuse diode) pour la PT, et 1 ampli avec gain réglable et offset variable. L'offset repose alors sur la référence de tension constituée par l'alimentation. Tout réglage du gain va jouer sur l'offset, le réglage va être beaucoup moins agréable. La diode n'est pas très stable en température, et l'offset dépend de l'alimentation, bien que ce dernier point ne soit pas gênant en général.
edit : en faisant une simulation avec le modèle trouvé (1N5290), la stabilité en température n'est pas catastrophique, mais les spec sont moins encourageantes, et cela dépend des valeurs de courant choisies. Il faut aussi trouver le composant, ce qui ne semble pas évident, même chez des distributeurs pro (trouvé chez Mouser...à 4€ la pièce, 9€ la 1N5290 chez Electronique Diffusion, ça calme !, mieux vaut savoir le prix avant d'en commander plusieurs ).
En gardant le miroir, on ajuste le gain en jouant sur le courant, d'où l'intérêt d'avoir un réglage sur la source de courant, pas possible avec la diode, possible avec un équivalent LM317 + résistance. L'offset s'ajuste dans le pied de l'ampli, dans la seconde branche du miroir. La tension d'alimentation n'a alors aucune influence.
Le montage sans miroir fait juste économiser 1 transistor double (0.3€) et éventuellement 1 ou 2 résistances, mais introduit plusieurs inconvénients non négligeables. Voilà pourquoi il n'y a pas de miracle pour moi.
On peut continuer la discussion sur le schéma imaginé, et faire les simulations pour bien voir les avantages et inconvénients. C'est bien le but d'un forum ?
Il y a d'autres façons de faire une conversion de PT, en numérique en particulier. Mais je n'ai pas encore trouvé de solution qui apporte un gain réel sur le coût, le nombre de composants et autres paramètres.

[kroutchef]

J'ai testé la diode 1N5288 cela marche super, seul bémol son prix...5.4€ !
J'ai donc repris mes vieilles docs et resorti un bon vieux montage thermometre avec comme capteur...une simple diode série 1N4XXX dont on utilise la caractéristique de variation T°/tension directe quasi linéaire de -20°C à 170/200°C, -2,2mV/K. (ex: 0.6V à 0°C / 0.4 à 100°C)
J'ai donc fait des petits montages à base de nos AOP rail to rail habituels LM324 et LM358N et en ai retenu un, puis mis en test sur platine d'essai (schema initial avec pile 9V)...puis in situ pendant 1 semaine...
Nickel... RAS j'adopte pour les prochaines réalisations / dépannage.

On peut difficilement faire plus simple et moins cher, seul bémols:
- une diode a ses connexions axiales c'est moins évident d'intégrer le composant dans une "sonde"> solution prendre un transistor boitier TO92 lui relier B et C on a alors une jonction PN avantage la connectique radiale...
- le montage doit être étalonné (glace et eau frémissante) avec les deux réglages Zéro et Gain.

Shéma ci-joint... Je fairai le(s) typon(s) en suivant... et vous communiquerai tous cela...est volontairement simpliste peut bien sûr être amélioré (source de courant, condos stabil...).
Ces caractéristiques sont plus qu'honorables...et largement suffisante pour mes applications...
Accepte toutes critiques mais je ne changerai pas d'avis...j'abandone les PT1000 pour les diodes, ce montage me satisfait plus en terme de coût / dépannage...nul besoin de la précision des montages de labo de Patrick ... sans être péjoratif.

[m_you49]

Salut Kroutchef, tous.
Tout ce qui va dans le sens de la simplification me semble bon à prendre.
C'est ma vision d'électronicien du dimanche (du samedi aussi).
@ +

[richardel]

Bonjour a tous,

Juste pour "boucler la boucle"...
La diode a une variation de 2.2mv/°K...
Si elle est remplacée par un LM35 (ou LM335), on a 10mv/°K ce qui me parait plus facilement exploitable (et, de plus, on est directement en TO93).
Maintenant, faut voir le prix...

Amitiés

[nicolas34]

Hello tous
LM35
le prix c'est env. 50 * 4148 , (2.30€) mais c'est confort...
est ça rentre pile poil avec un peu de graisse thermique dans un p'tit tube en laiton genre aéromodélisme.
j'aime ce compo
A plus

[kroutchef]

Ci joint typon et implantation composant le typon est fait pour se glisser dans un boitier spécial un tube de comprimés (vitamines, aspirine...) simplement percé au fond et sur le bouchon pour le passage des câbles...
Alim 24 v, capteur = diode 1N4148 verre sortie 0-10V
composants
1x LM358
1x zener 15V
1x diode 1N4148 (à adapter dans un capteur isolé maison)
1x R 1K
2x R 10K
1x R 100K
1x potar 25t 10K
1x potar 25t 500K
1 x Condo 100µ25V
2 x condo 0,1µ (stabil anti parasite, 1 alim et 1 //capteur)

Comme d'habitude schéma donné en l'état sans garantie ni maintenance...., pas de droits d'auteurs ni d'interdiction mais ne suis pas responsable de l'utilisation qui pourrai être faite de toute reproduction
Utilisation à vos risques et perils comme je le fait pour moi...

[kroutchef]

J'ai oublié...
et trois borniers à vis non obligatoires mais plus simple à mettre en oeuvre insitu qu'une soudure câble/platine...

[kroutchef]

Le tout pour un coût à la voie d'environ 10€TTC seulement ... le prix d'une PT1000 !
Le plus cher étant les borniers à vis d'en l'affaire
et le temps passé à fabriquer ses propres sondes ...
à chacun de voir ...

[papoune47]

Bonsoir à tous et
kroutchef
Quelles serait les modifications a apportés pour une plage de T° de -20°C à 80°C au schéma par exemple.