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Electronique > Réalisations > Affichage / Mesures > Indicateur à fenêtre 003

Dernière mise à jour : 04/03/2012

Présentation

Ce montage permet de confirmer la valeur d'une tension à surveiller dans une plage de tensions donnée.



Il est doté de deux seuils distincts, un seuil bas et un seuil haut, qui peuvent être ajustés à tout instant. Trois LED permettent de connaître la position de la tension d'entrée à surveiller par rapport aux tensions de seuil spécifiées.
- LED D1 (dépassement seuil bas) : s'allume si la tension à surveiller est inférieure au seuil bas;
- LED D2 (OK, entre les deux seuils) : s'allume si la tension à surveiller est comprise entre les deux seuils bas et haut;
- LED D3 (dépassement seuil haut) : s'allume si la tension à surveiller est supérieure au seuil haut.
La particularité de ce montage réside dans l'emploi d'un composant programmable de type PIC 12F675, avec un réglage des seuils qui ne requiert aucun composant mécanique mobile tel un potentiomètre. La programmation des seuils s'effectue au moyen de deux boutons poussoirs : un pour le seuil bas et un pour le seuil haut (procédure décrite dans le texte qui suit). Pour ceux qui sont allergiques aux composants programmables, merci de vous tourner vers l'indicateur fenêtre 002.

Schéma

Ce montage ressemble un peu à l'indicateur de niveau batterie 005, vous ne trouvez pas ?

Principe de fonctionnement

Le principe repose sur la lecture d'une tension analogique comprise entre 0 V et +5 V avec le convertisseur Analogique / Numérique (CAN ou ADC) inclus dans le PIC 12F675. La tension lue est comparée à deux valeurs de référence qui correspondent aux seuils bas et haut.

Plage de tensions mesurables

La tension d'entrée à surveiller ne peut pas dépasser +5 V, qui est la tension d'alimentation du PIC. Pour surveiller une tension dont la valeur est supérieure à +5 V, il convient de l'atténuer de telle sorte que la tension maximale après atténuation ne dépasse pas +5 V. Par exemple pour surveiller une tension pouvant grimper jusqu'à +15 V, il faut atténuer celle-ci dans un rapport 3 au minimum. C'est ce qui est fait sur le schéma proposé, avec le pont diviseur d'entrée constitué de R1 et R2. On peut atténuer plus mais dans ce cas on pert en précision. Et pour surveiller une tension pouvant grimper jusqu'à +20 V, il faut atténuer celle-ci dans un rapport 4 au minimum. La diode zener de 5,1 V placée à l'entrée AN0 du PIC protège le PIC contre toute surtension imprévue. Côté précision et pas de mesure minimal, tout dépend de l'atténuation mise en place. Le convertisseur analogique / numérique du PIC est de type 10 bits, ce qui veut dire qu'on dispose de 1024 pas de mesure entre 0 V et +5 V. Ce qui fait grosso-modo un pas de 5 mV. Si on utilise un pont diviseur de rapport 3 (comme c'est le cas ici), le pas est trois fois plus élevé et passe donc à 15 mV environ. Il serait de 20 mV environ avec un atténuateur d'entrée de rapport 4, etc. Dans un grand nombre de cas, cette précision est suffisante. Si vous avez besoin d'une précision plus importante, par exemple au mV près, il faut alors utiliser un convertisseur externe de plus haute résolution. Par exemple avec 12 bits de quantification, on arrive à un pas de 1,22 mV sur la plage 0 V à +5 V. Et avec un convertisseur 16 bit, le pas descend à 76 uV (0,076 mV). Mais il me semble que pour en arriver là il faut vraiment que le besoin soit particulier.

Régulateur de tension +5 V

Ce régulateur est nécessaire si le circuit doit être placé en un lieu où aucune tension de +5 V n'est déjà disponible, mais où on peut par contre disposer d'une tension continue comprise entre +8 V et +18 V. Il permet de fournir au PIC une tension d'alimentation qui lui convient bien

Programmation des tensions de seuil

Difficile de faire plus simple ! On dispose de deux boutons poussoir qui permettent de spécifier les tensions de seuil aux valeurs désirées, et ceci sans réfléchir et sans calcul fastidieux. La procédure est la suivante :
1 - Appliquer sur l'entrée Vin (avant le pont diviseur d'entrée) la tension qui correspond à la tension de seuil bas.
2 - Appuyer sur le bouton poussoir SW1 / RefLow pendant une demi seconde. La LED D1 (seuil bas) clignote pour signaler la bonne prise en compte et l'enregistrement en mémoire EEProm de la nouvelle valeur de seuil bas.
3 - Appliquer sur l'entrée Vin la tension qui correspond à la tension de seuil haut.
4 - Appuyer sur le bouton poussoir SW2 / RefHigh pendant une demi seconde. La LED D3 (seuil haut) clignote pour signaler la bonne prise en compte et l'enregistrement en mémoire EEProm de la nouvelle valeur de seuil haut.
Remarque : si vous spécifiez une tension de seuil bas supérieure à une tension de seuil haut, les deux LED D1 (seuil bas) et D3 (seuil haut) clignotent en alterné pour signaler l'erreur. Au départ j'avais prévu une auto-correction avec inversion des deux valeurs, mais je l'ai finalement retirée en me disant que ça masquait l'erreur. Je préfère que le système montre qu'on se trompe, ça rend moins bête me semble-t-il.

Inversion état logique des sorties

La version logicielle du 04/03/2012 permet désormais de spécifier si on veut des sorties actives sur état logique haut ou bas. Pour passer en logique "positive", il suffit de laisser le bouton RefHigh appuyé en même temps que le montage est mis sous tension. Pour passer en logique "négative", il faut laisser le bouton RefLow appuyé en même temps que le montage est mis sous tension. Le programme de lecture de la tension d'entrée ne démarre que lorsque les deux boutons RefHigh et RefLow sont tous deux relâchés. Le dernier choix est conservé en mémoire, cette opération n'est requise que quand on veut changer le mode de fonctionnement des sorties.
Important : le schéma d'origine supposait qu'une seule sortie était active à la fois, et c'est pourquoi les trois LED ont une seule résistance en commun R3. En adoptant une logique négative et en laissant les LED connectées comme elles le sont dans le schéma 003, l'affichage ne se fera pas correctement. Avec une logique négative et avec des LED connectées sur chacune des sorties, vous devez disposer une résistance par LED, comme le montre le schéma 003b qui suit.



Notez que je ne me suis pas fatigué pour les résistances en série avec les LED, j'ai mis les mêmes valeurs alors qu'il s'agit de LED de couleurs différentes. Classique et ça se soigne bien.

Sortie sur relais ?

Chacune des LED peut être remplacée par un relais de petite puissance avec son transistor de commande, comme décrit à la page Interfaces logique 001.



Ne pas oublier la diode à câbler en inverse et en parallèle sur la bobine du relais s'il s'agit d'un modèle électromécanique, afin de ne pas griller le transistor de commande dès les premières commutations. Pour une commande directe sur secteur 230 V avec triac et sans parasite, là encore c'est tout à fait possible, il suffit de remplacer la LED adéquate par une interface prévue pour.

Logiciel du PIC

Code source (Mikropascal V3.20) et fichier binaire compilé (*.hex) prêt à flasher dans l'archive suivante.
Indicateur fenêtre 003 - Pour PIC 12F675 - version du 04/03/2012
Si vous souhaitez recevoir par la poste un PIC préprogrammé et prêt à utiliser, merci de consulter la page PIC - Sources.

Circuit imprimé

Réalisé en simple face pour le schéma 003 (une seule résistance pour les trois LED).



Typon aux formats EPS, PDF et Bitmap 600 dpi

Historique

04/03/2012
- Modification du logiciel PIC. Désormais, il est possible de configurer le circuit pour avoir une sortie avec états logiques positifs ou inversés (voir texte).
- Réalisation du circuit imprimé (schéma 003).
09/05/2010
- Première mise à disposition.