Afficheur pour alimentation
Ce projet décrit un système de mesure et de protection pour alimentation basse-tension. La taille du circuit a été réduite à celle de l'afficheur et ils sont montés dos à dos. Ce système comporte deux fonctions principales:
- Mesure et affichage de la tension, du courant, de la température.et
calcul de la puissance
-
Protection contre la surtension.
MESURES:
Le cœur du système
est un microcontrôleur AT328P programmé avec Arduino dont les entrées analogiques reçoivent
les différentes tensions de mesure.
- Pour
la tension, il est nécessaire de réduire la tension mesurée de façon
qu'elle ne dépasse pas les 5 volts maximum que peuvent supporter
les entrées analogiques. Cela s'effectue par un diviseur résistif.
- Pour l'intensité, nous avons fait appel
à un circuit intégré spécialisé qui, par effet Hall, va mesurer
le courant passant dans celui-ci. Il existe trois modèles dans les
gammes sont de 5, 20 et 30 ampères. Il y a deux sources d'approvisionnement
disponibles. La moins chère fait appel aux distributeurs chinois
dont les modules sont à des prix inférieurs au prix du circuit intégré
lui-même car ce sont probablement des copies ou des circuits
rebutés hors tolérances. Deux inconvénients,
le premier étant qu'il est nécessaire de les dessouder si on veut
les incorporer sur le circuit imprimé décrit ci-après, le deuxième
et non des moindres, ils ne répondent pas à la spécification constructeurs
et nécessitent de les étalonner avec un ampèremètre précis. De plus,
la linéarité est assez mauvaise. Il est donc plus prudent de faire
une commande chez un distributeur sérieux comme Mouser. Les prix
sont plus élevés mais on a un produit d'origine et dans les tolérances.
Cette mise en
garde effectuée, on remarquera sur le schéma que le sens du courant
est inversé, c'est-à-dire que l'on rentre par la borne négative.
Cela n'a pas d'importance car le circuit est bidirectionnel. Au
repos la tension de sortie est de Vcc/2 soit 2,5V et diminue jusqu'à
0,5V à 20A. La raison de cette disposition tient simplement à des
raisons pratiques d'implantation sur le circuit-imprimé. Le calcul
dans le programme tient compte de cette particularité.
- Pour
la puissance, c'est une simple multiplication U x I.
- Pour
la mesure de la température, c'est le classique LM35 qui se charge
de cette tâche avec ses 10mV/°C.
PROTECTION:
Contrairement aux
systèmes classiques avec diode zéner et thyristor, nous avons fait
appel à un circuit intégré spécialisé qui permet fiabilité et précision.
Il s'agit du MC3423. Avec quelques composants périphériques, dont
une résistance ajustable, il commande le classique thyristor qui
court-circuite l'alimentation de façon à faire fondre le fusible.
C'est une méthode brutale et efficace de protection des appareils
alimentés, en particulier de coûteux transceivers.
Pour régler la valeur de
la tension maximum de sécurité, on remplace la source par une alimentation
variable avec limitation de courant.
SCHÉMA
CIRCUITS IMPRIMÉS
