Réalisez un "Selfmètre"

 

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• A quoi sert le montage?

  • Il sert à mesurer et à connaitre l'inductance en Henry des selfs.

• Le fonctionnement:

  • La bobine à mesurer est connectée en parallèle avec un condensateur afin de créer un circuit résonnant.
  • Le PIC sert à générer le signal d'exitation du circuit résonnant et à mesurer (avec le CAN intégré) la tension aux bornes du circuit résonnant. Le PIC extrait alors le maximum atteint aux bornes du circuit résonnant et en déduit la valeur de la self.

• Description:

  • Le montage se branche sur le réseau secteur 220V.
  • Un PIC 16F870 est au coeur du montage.
  • L'affichage se fait sur afficheur 2 lignes 16 caractères.
  • Vous pouvez télécharger le schéma du montage en cliquant ici tout en appuyant sur la touche MAJUSCULE.

  Voici le schéma du montage:
  
  

  • Le schéma est réduit au minimum, le PIC se charge de générer les fréquences, de mesurer la résonnance, de calculer la valeur de la self et d'afficher le résultat.
  • On utilise un régulateur faible chute de tension afin de pouvoir utiliser un transformateur 6V mais ceci peut tout à fait être modifié.
    

• Le prinicipe de fonctionnement:

  • Le problème pour mesurer la valeur d'une self en utilisant sa constante de temps est qu'il faudrait appliquer une tension constante à ses bornes et mesurer le courant qui la traverse. Comme il n'apparait pas forcément de solution simple (ou aussi simple que celle proposée), c'est la méthode de la résonnance du circuit parallèle LC qui est mise en oeuvre.
  • La relation qui lie la valeur de la self à la fréquence de résonnance est f=1/(2.Pi.Racine(LC)) et cela qu'il s'agisse d'un circuit résonnant parallèle ou série.
    La résonnance se traduit pour un circuit parallèle par une impédance maximale du circuit résonnant à la fréquence f=1/(2.Pi.Racine(LC)). Par conséquent, l'amplitude du signal alternatif sera maximale aux bornes de la self et du condensateur pour la fréquence de résonnance Fr.
    Dans notre cas, le PIC injecte un signal carré au  circuit LC alors qu'il faudrait lui appliquer un signal sinusïdal. Le problème est résolu par le programme du PIC qui procède à la recherche de l'impédance maximale sans s'arreter sur un maximum local.
  • Le PIC balaie toute une game de fréquence et recherche celle pour laquelle la résonnance du circuit LC semble être atteinte. Plus précisement, on a choisi de prodéder ainsi:
        Fr=1/(2.Pi.Racine(LC))  donc  Tr=2.Pi.Racine(LC).
    Pour le PIC, Tr = 2.t (une période niveau haut, une période niveau bas)  donc   t = Pi.Racine(LC)  d'où  L = t²/(Pi².C)
  • Pour simplifier les calculs, on choisit C=101,3nF et on remarque que (Pi².C) = 10^(-6). On se base pour t sur une période mutiple de 1µs d'où t= n.To.
    To = 1µs = 10^(-6)  donc  en revenant à la relation de départ, on a: L = n².10^(-6)  soit  L = n² µH
  • Il ne reste alors plus qu'à afficher cette valeur.

• L'utilisation:

  • Au démarrage, le selfmètre affiche un message d'accueil pendant 5 secondes puis teste la présence d'une self. Si une self est connectée (et detectée), la "Mesure étendue" est lancée. Si aucune self n'est connectée, le message "Aucune Self" s'affiche.
  • La "Mesure étendue" permet de mesurer la valeur d'une self comprise entre 9µH et 1H, le problème de cette mesure est sa lenteur, il faut attendre 18 secondes avant d'obtenir le résultat. C'est pour éviter d'attendre le résultat sur la mesure de petites selfs de valeurs comprises entre 7µH et 2,4mH que le mode "Mesure fine" est très pratique. Pour passer en mode "Mesure fine", il suffit d'appuyer sur le poussoir jusqu'à ce que "Mesure fine" apparaisse.
  • En mode automatique (le mode par défaut), la "Mesure étendue" est lancée automatiquement lorsqu'une self est détectée, si sa valeur est comprise entre 7µH et 2,4mH, la "Mesure fine" est automatiquement lancée. Par contre, il est impossible que le selfmètre passe de la "Mesure fine" à la "Mesure étendue" de manière automatique. Il faut pour cela appuyer brièvement sur le bouton poussoir ou débrancher la self, on revient alors à la mesure étendue.
  • On peut accéder directement à la "Mesure fine" en appuyant plus longtemps sur le poussoir. En appuyant, le mode "Mesure  étendue" s'affiche puis, en maintenant le poussoir, "Mesure fine" apparait, il suffit de le relâcher à ce moment. La mesure fine est alors lancée jusqu'à un nouvel appui sur le poussoir ou jusqu'à ce que la self soit retirée.
  • Enfin, on peut bloquer le selfmètre sur le mode "Mesure fine" en maintenant le poussoir jusqu'au message "Mode fin". Ce mode est utile dans le cas de la mesure répétée de selfs de petite valeurs. On peut quitter ce mode en pressant le poussoir (retour à "Mesure étendue" puis "Mesure fine" et "Mode fin").
  • Pour mieux comprendre, voici le grafcet simplifié du fonctionnement du selfmètre:
    
    

• Realisation:

  • Voici l'implantation des composants et le typon du circuit :
    

  • Le circuit imprimé est prévu pour être placé dans un boitier VD2 de chez Medelor.

  • La petite carte se place verticalement, juste derrière la façade. Les deux cartes peuvent être assemblées à l'aide de barrette HE14 coudée.

  • Pas d'apperçu du montage pour le moment...

  • Vous pouvez télécharger les fichiers selfmetre.asm en cliquant ici et selfmetre.hex en cliquant ici.
    

  • Vous pouvez telecharger le typon en cliquant ici tout en appuyant sur la touche MAJUSCULE.
    Je rappelle qu'il faut telecharger le logiciel ARES Lite qui est gratuit. Il est disponible sur le site suivant: http://www.multipower-fr.com
    Vous pouvez egalement cliquer ici pour voir comment faire pour imprimer votre typon

  • ATTENTION, ici il faut ouvrir le fichier de la manière suivante:
    ~ Ouvrez le logiciel ARES Lite
    ~ Cliquez sur File, puis sur Import Region.

• Essais:

  • Pour les essais, n'oubliez pas que le montage est relié sur le réseau secteur, vous devez alimenter votre montage avec une alim de laboratoire pour procéder à des tests ou des mesures. Il suffit de débrancher le montage du réseau secteur et de brancher votre alim (6V à 9V)  avant le régulateur en respectant la polarité.

  • Lorsque vous le branchez, le montage doit fonctionner aussitôt en affichant le message d'accueil. Si rien ne s'affiche, vérifier que l'afficheur est bien compatible 44780 et qu'il fonctionne.

  • Le potentiomètre de 4,7K sert à régler le contraste de l'afficheur. Si il est mal réglé, vous ne verrez rien s'afficher.

  • Pour terminer, vous devez placer le montage dans un boitier plastique, par exemple le VD2 de chez Medelor. Le montage est spécialement conçu pour le VD2.

• Remarques:

  • Je vous rappelle que je ne suis en aucun cas responsable des dommages corporels ou materiels que pourrait causer le montage.

  • Pour tout renseignement, question, commentaire, ... n'hesitez pas à   m'écrire : rbourdon@enib.fr

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