Modules WV ⇒ Microcontroleur chipset et Opensource

[epep]

Merci pour le lien, epep. Pour info, je cherchais surtout à mettre en évidence la très faible inductance de mon coil comparé à une bobine de moteur électrique / dynamo.
Idéalement j'aimerais pouvoir calculer cette surtension théorique, sachant qu'en pratique je n'ai rien observé ni sur l'oscillo ni sur le multimètre. Malheureusement je n'ai pas de quoi mesurer facilement l'inductance de mon coil…

Sur Wikipedia on trouve la formule pour la calculer :
(ok, il y a une formule qui semble plus simple par ici )
Après, pour pouvoir calculer la surtension théorique, il faut connaitre les capacités parasites … vaut peut-être mieux essayer d'observer ça à l'oscillo. C'est clair que l'inductance est probablement faible par rapport à une longue bobine de cuivre, mais on est sur des intensités beaucoup plus imposantes que celles en usage dans la plupart des gadgets !

Il est certes probable que ton FET soit arrivé défectueux ou a eu droit à une malencontreuse décharge électrostatique, mais c'est quand même une question que je me pose depuis quelques temps, ayant eu une expérience qui ressemblait fort à un arc sur un switch mal conçu, et ayant lu ici d'autres témoignages qui me font croire que ce phénomène peut nous concerner.

Merci gdb pour le petit wiki ! Et merci aussi pour ce bout de code magnifiquement commenté
C'est du C simplifié ? Je crois que si j'avais plus de temps libre je m'y lancerai à corps perdu, c'est un peu révolutionnaire à mes yeux ce truc …

[ritaloruskov]

Très intéressante cette discussion même si un peu compliqué pour un noob en électronique comme moi , j'ai personnellement testé la commutation par mosfet a base de mosfet de

récup IRF3205 mais très simplement avec juste 2 résistances afin d'utiliser un tout petit switch pour brancher sur une des sorties de l'alim de mon pc et ça marchait plutôt bien .

Quelqu'un aurait dejas testé de monter un supercondensateur en parallèle avec son accus histoire de faire une sorte de tampon entre l'accus et le coil afin d'éviter a la batterie de

cracher trop d'ampères a la fois et donc augmenter son autonomie et sa durée de vie ? ça se fait dans le domaine de l'automobile électrique maintenant , c'est un système qui pourrais

être interessant pour la ecig vous trouvez pas ? Suffirait d'asservir la décharge max de l'accus avec un régulateur de courant et une diode et ça devrait marcher .

[gdb]

J'ai un souvenir assez "violent" de ce genre de super condensateur dont la décharge m'a propulsé, tétanisé, à plusieurs mètres de la vieille télé que j'avais entrepris, dans ma jeunesse, de réparer . Bon il faut dire qu'il y avait aussi un circuit de forte tension donc c'est peut-être possible sans danger dans un mod. Reste à voir le prix et le volume

C'est du C simplifié ?

C'est du C (et même du C++) "normal" mais avec des fonctions (et des classes) spécialisées pour l'arduino. Pour ceux qui connaissent le C l'adaptation est très rapide et en plus il y a plein d'exemples sur le site arduino.cc. Il y a moyen de bien découvrir l'électronique et l'informatique avec par exemple le kit à 28 euros dont j'ai fait l'acquisition. Par contre c'est vrai qu'il faut arriver à dégager du temps

D'ailleurs il m'en a fallu pas mal pour mes expérimentations sur la chute de tension aux bornes des accus. J'ai rassemblé mes expériences sur cette page et pense pouvoir être en mesure de détecter les courts-circuits et les résistances trop faible sans ohmmètre.

Du coup je continue et m'attaque à la gestion des switchs et de la led, peut-être pour le W.E. prochain si pas trop d'imprévu

[djinn]

Pas de soucis djinn, c'était juste au cas où tu voulais tirer les 20A du 12V

J'avoue que l'idée de bricoler un "mod de salon" surpuissant m'a traversé l'esprit.

Pour le régulateur embarqué de la carte, il risque de fatiguer à la longue (il a l'air déjà de bosser pas mal pour effacer les crêtes en sortie d'alim)

Honnêtement, je ne sais pas quel ripple est acceptable… 10mV? 50mV? Plus?
En tous cas, les signaux qui sortent des pins digitaux de l'Arduino sont nickel. À côté, l'ECG d'un zombie danse la polka…

Sinon tu trouves déjà de bonnes alim ATX aux alentours des 35-40€ (FSP, Seasonic et même LDLC)

Attends, la mienne c'est une TOPELITE (sic)! Élue miss PSUnivers par ATX Secrets en 2001, s'il te plaît.

C'est surtout parce que mes connaissances en électronique et en programmation sont très basiques

C'est sûr qu'à côté de mon expertise dans le grillage de MOSFET tu fais pâle figure…
Blague à part, ce sont des super-projets pour se dépuceler un la matière. Si tu en as l'envie (et le temps), ne te laisse pas impressionner: rejoins-nous du côté obscur!

Sur Wikipedia on trouve la formule pour la calculer :

Arrête, epep, tu vas faire peur à tout le monde! Tu veux faire fuir Vierax, c'est ça?

A propos du fusible ré armable je ne suis pas convaincu. Pour qu'il ait une utilité il faudrait que le MOSFET devienne passant (on a vu que c'est possible avec ton expérience) ET que le résistance soit trop faible.

Il peut aussi y avoir un bête court-circuit ailleurs si la board a été mal montée (par exemple dans/via une box métallique). Tu es au courant des Cloupor Mini qui prennent feu? Avec des fusibles ça serait probablement une autre histoire. Sans compter que les batteries ainsi traitées peuvent également avoir des réactions… explosives.
Personnellement, je vois ça comme la protection hardware de la dernière chance, mais qui ne baisse jamais la garde. When everything else fails… Probablement pas assez nécessaire pour justifier sa présence dans une production en série qui doit serrer les coûts, mais dans un production "artisanale" qui recherche la qualité avant tout… Pour moi c'est un signe indéniable de qualité.
Ceci étant dit, vu que cela n'a aucune conséquence sur le reste du schéma, on peut le présenter comme une option au loisir de chacun.

J'ai rassemblé mes expériences sur cette page et pense pouvoir être en mesure de détecter les courts-circuits et les résistances trop faible sans ohmmètre.

Bravo, gdb, beau boulot! Entre la mise en place, la prise des mesures, le traitement des données et la rédaction, ça a dû te prendre un max de temps. Merci encore.
En passant, me vient une question: tu comptes adapter la duty cycle de la PWM en fonction de la chute de tension pendant la chauffe, histoire de maintenir une puissance constante?

Sinon, je crois que j'ai trouvé la raison, ou du moins une bonne hypothèse concernant la mort de mon IRF540N — Dieu ait son âme: je l'ai tout bonnement grillé par sur-température.
Dans notre cas de figure, le risque de dépasser le voltage max ou l'ampérage max séparément est très réduit: on a au moins un ordre de grandeur de marge. Par contre, on peut dépasser la température max de la jonction (175°C) en envoyant trop longtemps une certaine puissance:



À gauche l'IRF540N, à droite l'IRLB3034PBF.
En rouge les zones inutilisables quelles que soient les autres conditions (en haut: ampérage trop important, à droite: voltage trop important). À l'intérieur de la zone blanche, on a différentes courbes en pointillés en fonction de la durée (100µs, 1ms, 10ms, continu/DC) pendant laquelle on applique la puissance considérée au MOSFET. Plus elle est longue, plus la puissance admise est faible: courbe décalée vers le bas et vers la gauche.
Les zones bleues représentent à la louche les voltages que le FET est susceptible de voir passer dans notre montage PWM: entre 5 et 8V. On peut voir qu'avec mon coil de 0.7Ω à 7V, soit environ 10A, j'étais à la limite ou au-dessus de la limite DC (qui malheureusement n'est pas indiquée pour l'IRL540N). Aux mêmes voltages j'aurais pu monter à 30A en continu (voire 60A) avec un IRLB3034PBF.

Personnellement, cette hypothèse me satisfait plus que celle de la surtension à l'ouverture du circuit. D'autant plus qu'elle permet d'expliquer pourquoi tu n'as pas eu de problèmes avec tes tests en PWM sur des durées courtes, alors que l'hypothèse de la surtension impliquerait au contraire un risque accru: une chance à chaque ouverture de la PWM, et à 400Hz…

[vierax]

L'électronique est sur ma liste de chose à apprendre (comme la programmation : il faudrait déjà que je commence doucement avec du procédural de haut niveau comme bash ou Python avant d'aller toucher du C ou C++ ^^), il faut que je dégage un peu de temps et que je trouve un bon cours "pour les nuls". Je connais déjà les bases en électricité, les composants "simples", et le fonctionnement des pièces informatiques : il me reste les parties entre les deux

La formule donnée par epep n'est pas compliquée en soi au niveau algébrique, il suffit de savoir à quoi correspondent chaque lettre et on rempli avant de calculer : fingers in the nose

[gdb]

En passant, me vient une question: tu comptes adapter la duty cycle de la PWM en fonction de la chute de tension pendant la chauffe, histoire de maintenir une puissance constante?

Oui, à chaque période. Au début je pensais faire compliqué mais assez optimal en calculant la tension efficace à partir d'une somme de Riemann mais lorsque je vois l'allure de la courbe de la tension aux bornes des accus je pense qu'en approchant avec une simple droite horizontale cela sera déjà très bien. Pour vous faire une idée voici l'allure de la tension aux bornes des accus pendant une période de 10 ms (Fréq : 100 Hz) avec un duty cycle d'environ 80% fait avec une résistance de 1.4 Ohms et des accus chargés à environ 7.7 Volts. Si vous observez bien vous verrez que sur la courbe verte de l'oscillo est superposé en rouge la courbe que j'obtiens en utilisant une entrée analogique du µC. La correspondance est très bonne

[djinn]

Oui, à chaque période.

Pour être sûr que je t'ai bien compris: à chaque période du PWM (pas à chaque taffe)? Autrement dit, tu fais varier la durée de chaque impulsion en fonction de la tension mesurée pendant cette même impulsion?
Au fait, quid de l'effet serpent à sonnette?

lorsque je vois l'allure de la courbe de la tension aux bornes des accus je pense qu'en approchant avec une simple droite horizontale cela sera déjà très bien

Oui, d'autant plus que de mon côté j'observe un signal très carré, avec des plateaux bien plats:


En haut: atomiseur. Circuit "de puissance" en 5V (source: PSU) avec atomiseur 1Ω (facilite les calculs: 1V=1A ).
En bas: gate du MOSFET. PWM hardware sur le pin #3 (d'où la fréquence de 490Hz).

Du coup je suis un peu surpris pas tes enregistrements. Je me suis d'abord demandé si tes sondes étaient bien réglées/compensées, mais vu que les mesures de tension au niveau du MCU correspondent, ça ne peut pas être ça.
Ça vient d'où tu crois? La résistance interne des batteries — quoique je ne me souviens pas avoir observé de pareil phénomène sur batteries non plus?

À part ça je me rends compte que l'IRF540N est responsable d'une chute de tension de l'ordre de 0.2V (soit un RDS(on) d'environ 40mΩ). Du coup pour avoir une mesure fiable de la tension "consommée" par l'ato je suis contraint d'avoir une autre prise de tension entre l'ato et le drain.
Heureusement l'ampleur du problème devrait diminuer avec l'arrivée des IRLB3034 (RDS(on)<2mΩ).

[gdb]

Autrement dit, tu fais varier la durée de chaque impulsion en fonction de la tension mesurée pendant cette même impulsion?

Oui c'est cela, tu as bien décodé .

Au fait, quid de l'effet serpent à sonnette?

Heu maintenant que tu le dis, je penserai à mieux écouter la prochaine fois . D'un autre coté, je ne semble pas très sensible à ces fréquences (en plus de devenir à moitié bigleux je crois que je deviens à moitié sourd)

Du coup je suis un peu surpris pas tes enregistrements. Je me suis d'abord demandé si tes sondes étaient bien réglées/compensées, mais vu que les mesures de tension au niveau du MCU correspondent, ça ne peut pas être ça.
Ça vient d'où tu crois? La résistance interne des batteries — quoique je ne me souviens pas avoir observé de pareil phénomène sur batteries non plus?

Tes courbes sont en effet quasi parfaites. A part le fait que je teste sur accus (2x18350) peut-être que mon oscillo est moins bon. Pour les valeurs collectées avec le µC je suis moins surpris : vu que l'acquisition demande 100µs je suppose que le résultat est une moyenne sur ces 100 µs et qu'obtenir des valeurs "intermédiaires" est normal lors d'une transition.

À part ça je me rends compte que l'IRF540N est responsable d'une chute de tension de l'ordre de 0.2V (soit un RDS(on) d'environ 40mΩ). Du coup pour avoir une mesure fiable de la tension "consommée" par l'ato je suis contraint d'avoir une autre prise de tension entre l'ato et le drain.
Heureusement l'ampleur du problème devrait diminuer avec l'arrivée des IRLB3034 (RDS(on)<2mΩ).

Intéressant car je n'avais pas pris le temps de faire cette mesure aussi précisément.

[djinn]

Tes courbes sont en effet quasi parfaites. A part le fait que je teste sur accus (2x18350) peut-être que mon oscillo est moins bon.

Vu la vitesse de balayage que tu utilises (10ms?), je vois mal comment l'oscillo pourrait avoir du mal à suivre (c'est un 20MHz?). Tu as quoi comme sondes, des x10? Tu les as bien étalonnées j'imagine? Ce qui est bizarre c'est cette apparente symétrie entre la montée et la descente: on dirait qu'il y a de la capacitance en trop…
À la montée en tension ça pourrait peut-être être un effet des batteries, mais à la redescente (ouverture du circuit) au moins le MOSFET devrait tout stopper net, non? À moins que ta résistance pull-down (22kΩ) soit un peu trop élevée?

Voilà mon implémentation du circuit minimaliste: un connecteur 510 avec un IRF540N (et sa pull-down) branchés sur l'alim ATX, et pour contrôler le tout une Uno avec un shield LCD+bouton, une prise de tension en entrée (marron) avec son voltage divider et une sortie PWM (orange) vers la gate du MOSFET.


À gauche: à l'arrêt. À droite: en chauffe.

On règle la tension désirée à l'ato (Vset=4.00V ici) avec les boutons haut et bas, on lance la chauffe avec le bouton select. Affichage de la tension "batteries" en direct, calcul en direct du duty cycle approprié en fonction du mode choisi (moyenne ou RMS), et affichage de la tension à l'ato (en prenant en compte RDS(on)).
Ainsi calculée la tension à l'ato est relativement précise, comme le confirme le multimètre:



En haut: chauffe à 3.95V. En bas: chauffe à 2.55V.

Seul bémol: il faut rentrer manuellement les valeurs de RDS(on) et RATO. Mais avec une seconde prise de tension (sans voltage divider) au niveau du drain, on doit pouvoir utiliser RDS(on) comme un shunt et donc calculer la résistance du coil.
Dis-moi qu'on a une entrée analogique dispo sur l'ATtiny!?

Sinon, vu le nombre d'alims ATX qui traînent au grenier, j'ai bien envie de me bidouiller un mod de salon surpuissant branché sur le 220. Mes batteries lui diraient merci!
En passant j'ai découvert qu'une ATX fournit du 5V sur un circuit standby toujours dispo, et que les gros convertisseurs (avec ventilos et tout le toutim) peuvent être démarrés à la demande en mettant un simple fil (vert) à la terre. Du coup je pourrais avoir une Arduino alimentée en permanence qui démarre l'alim quand on actionne la commande de chauffe et l'éteint le reste du temps. Énorme, non?

[gdb]

Tu as bien avancé !

Tu les as bien étalonnées j'imagine?

Heu, je ne savait pas qu'elle s'étalonnaient . Bon il va falloir que je me penche sur cette question et voir aussi l'influence de la résistance.

Je vais aussi essayer de voir si je peux trouver un voltmètre RMS pour vérifier (et valider mon algo).

Mais avec une seconde prise de tension (sans voltage divider) au niveau du drain, on doit pouvoir utiliser RDS(on) comme un shunt et donc calculer la résistance du coil.

Cela serait cool !

Dis-moi qu'on a une entrée analogique dispo sur l'ATtiny!?

Pas évident du tout car j'en étais resté là :

1 entrée analogique : tension des accus
1 entrée analogique : switchs
1 sortie digitale : PWM MOSFET
1 sortie digitale : led (simple).

mais il va falloir, je pense, utiliser la dernière pin autre que le reset pour détecter un changement des swicths pour sortir du mode veille !

Petit casse-tête en perspective...