protection surtension ADS1115
mat
dim, 03/19/2023 - 14:10
Bonjour,
Je suis bidouilleur, mais peux expérimenter en électronique. Je cherche à réaliser un contrôleur de batterie 12v avec un esp32. l'esp32 communiquera avec un chargeur mppt victron avec le réseau ve.direct pour avoir les données du chargeur et savoir notamment quand la batterie est chargée.
L'esp32 à l'aide d'un ads1115 alimenté en 3,3V et d'un shunt de 75 mv doit pouvoir surveiller le courant entrant et sortant dans la batterie.
Le shunt est câblé sur la masse de la batterie, théoriquement la tension arrivant sur ads1115 est largement inférieure à 3,3V. Pour 30A cela donne une sortie de 2,25V. Néanmoins aujourd'hui en faisant une fausse manip je viens de cramer un ads1115.
J'aimerais protéger les entrées de l'ads1115 des surtensions. Il faudrait que ce soit simple et n'altère pas les mesures de l'ADS1115. J'ai pensé à une diode zener mais je ne maitrise pas vraiment le fonctionnement.
Est-ce que ce montage pourrait convenir ? La batterie à une tension de charge de 14,8V donc une surtension accidentelle dans les mêmes eaux. La résistance est-elle nécessaire ? J'ai compté avec 330h une intensité max de 70 mmA. Je peux aussi y mettre une résistance de 2Kh pour baisser l'intensité à 7,5 mmA.
Louis.D
dim, 03/19/2023 - 15:48
Ce n'est pas bon du tout !
Ce n'est pas bon du tout !
Il te faut réaliser un pont diviseur de tension avec des résistances. Sachant que la tension peut aller jusqu'à 14.8 v autrement dit 15 Volt et que l'entrée de l'ADS1115 ne supporte pas une tension dépassant 5.5 volts il te faut réaliser un pont diviseur par 3.
Aux bornes de R1 entre la masse et l'entrée A0 du ADS1115 ne doit pas dépasser 5V
Comme U1= U x R1/ (R1+R2) d'où 5 = 15 x R1 / (R1+R2) en admettant que R1 soit de 10K R2 doit être égal à 20K
Soit 15*10/10+20 = 150/30 = 5
Par contre trouver des résistances qui font exactement 10k et 20K ce n'est pas évident donc je te suggère d'utiliser un potentiomètre de 100 K pour limiter la consommation. Avec un ohmmètre tu mesures la valeur entre les deux bornes extrêmes et tu ajustes la valeur entre une des bornes extrêmes et le curseur pour obtenir la valeur égale au tier de ta première mesure. Autrement dit sir ton potentiomètre fait 99.7 Kil faut sur tu obtiennes 99.7 / 3 = 33.23 K entre le point du curseur le point que tu mettras à la masse. Je te conseille de mettre un point de colle pour fixer cette valeur définitivement.
Tu auras donc la valeur 65535 pour 15 V volt à la batterie donc 5 mV sur l'entrée A0
D'ou tu pourras en déduire que la tension mesurée est égale à 15 / 65635 x AnalogRead(A0) ;
Pour 12 Volt exactement A0 te donneras la valeur 52508 ! Car 15 / 65635 * 52508= 12.00
mat
dim, 03/19/2023 - 16:03
Merci pour ta réponse.
Mais je ne veux pas mesurer une tension de 0 à 12V, mais bien de 0 à 3V. Le Shunt est branché en fin de circuit électrique donc la tension que je mesure et est bien normalement 0V + (75mv * le courant de la batterie). La sortie du shunt étant de 75mv et je voudrais gardé une résolution proche du milliampère, le pont diviseur ajoute trop de perturbation. La diode Zener n'est là qu’en cas de surtension, surtension qui ne doit théoriquement pas arrivé, mais comme le circuit est en 12V ...
En cas de surtension ce n'est pas important que je n'aie pas la bonne mesure le but est d’éviter que l'ads ne crame.
Louis.D
dim, 03/19/2023 - 17:38
Un shunt est une résistance calibrée et conçue pour la mesure de courants (Ampères). Pour ce faire on mesure la tension à ses bornes à l'aide d'un voltmètre branché en parallèle. Grâce à la loi d'Ohm ( U=RI ) on déduit l'intensité en fonction de la tension lue sur le voltmètre !
Avec ton montage tu vas griller ton ADS1115 du premier coup ! Ta diode zener ne protège rien du tout !
La précision avec un échantillonnage sur 16 bit donne 15 /65635 = environ 76 microVolt par point !
Tu peux voir dans le tableau ci-dessous la précison. Pour 0.01 volts tu as une valeur arrondi à 44 points (A0 )
mat
dim, 03/19/2023 - 19:47
Merci pour ton retour. Je comprend mieux.
Mais ce que je ne comprend pas c'est que j'ai acheté ceci : http://www.cnchog.com/products/10a-50a-ID137.html
Je n'ai pas de résistance du shunt mais une indication de 75mv.
aaroon
ven, 11/17/2023 - 08:12
D'accord, je comprends. La page Web que vous avez fournie indique que le shunt a une chute de tension de 75 mV pour un courant de 50 A. Cela signifie que la résistance du shunt est de 75 mV / 50 A = 0,15 Ω.
La résistance du shunt est calculée en utilisant la formule suivante :
R = ΔV / I
où :
R est la résistance du shunt
ΔV est la chute de tension à travers le shunt
I est le courant passant à travers le shunt
Dans votre cas, ΔV est de 75 mV et I est de 50 A. En remplaçant ces valeurs dans la formule, on obtient une résistance de 0,15 Ω.
Il est donc normal que vous n'ayez pas de résistance du shunt indiquée sur le produit. La résistance est calculée à partir de la chute de tension indiquée.
Louis.D
lun, 03/20/2023 - 14:38
75 mV c'est la tension que tu peux trouver entre les bornes du shunt pour sont intensité nominale. Pour ton application cela ne peut pas te servir, mais si tu tiens vraiment à claquer ton ADS1115 libre à toi !
De plus une diode zener d'une tension U (dite tension zener) c'est la tension maximale qui peut être mesurée entre ces bornes dans la limite de l'intensité qui la traverse ! C'est pour cette raison que l'on met une résistance pour limiter le courant qui la traverse. Pour une zener de 3.3 v. Tant que Vcc ne dépasse pas 3.3v au bornes de la zener tu auras la tension Vcc mais pour une tension Vcc supérieure tu n'auras que 3.3v .
Une diode zener empêche les tensions inverses tant que cette tension ne dépasse pas sa valeur propre. Si la tension inverse dépasse sa valeur de construction elle devient passante jusqu'à ce que ses bornes ne soient plus soumise à une tension plus forte, c'est alors la résistance R2 créera la chute de tension supplémentaire.
Dans ton application tu peux mettre une diode zener de 5.1 v en parallèle avec la résistance R1 ou entre le curseur du potentiommètre et la masse !
Lionel_13127
mar, 03/21/2023 - 01:09
Bonjour Mat,
2 points : l'alimentation de ton ADS1115 (Signal VDD) et les entrées (AINx).
a. Sur l'alimentation, la limite est de 5.5V. Donc tu dois mettre un régulateur 5V ou 3.3V, ou mettre une limitation avec une diode zener de 5.1 ou 3.3V. Par contre, comme tu l'as compris, il faut limiter le courant dans celle-ci. Donc le VCC doit d'abord passer dans la résistance de limitation R1 puis dans la zener D1. C1 permet de lisser la tension lors des appels de courant du circuit de mesure. Attention une batterie 12 V peut être très supérieure à pleine charge et la puissance dissipée dans D1 doit être calculée (pas uniquement le courant).
b. Sur l'entrée de mesure, le shunt de 75 mOhms est très grand car tu veux avoir une bonne résolution. En contre partie le courant de 30 A représente une dissipation trop élevée pour lui (RI² => 68 Watts à 30 A). Donc tout va péter. Il est préférable d'utiliser le PGA à +/-256 mV bout de plage et d'utiliser un plus petit shunt R2 (ex 5 mOhms).
D'autre part, si tu as des courants de 30A, il est probable qu'ils soient momentanément plus forts (pic de charge d'un condensateur par exemple). Donc il faut limiter la tension maximale sur l'entrée de mesure.
Tu peux ajouter une petite résistance R3 (100 ohms) suivie de 2 diodes tête bêche D2, D3 qui vont limiter la tension à +/-0.7 V environ, bidirectionnellement et au dessus de ta plage de mesure mais très en-dessous de la tension max d'entrée. Tu peux aussi ajouter un condensateur de quelques pico ou nanofarad afin d'écréter les micro pics et lisser le signal de mesure.
Le schéma est en PJ
Salutations
Lionel_13127
mar, 03/21/2023 - 01:27
re-salut Mat,
Ajout à ma réponse : la résistance que tu as acheté a une chute de tension de 75 mV pour 50 A, donc elle fait 1.5 milliohms. Elle ne chauffera pas et elle peut être mise en lieu et place de R4.
Par contre à 30 A, tu auras seulement 45 mV, donc ton ADS1115 va fonctionner sur 1/5 de sa plage et sa résolution ne sera pas fabuleuse.
PS : Attention, si tu déconnectes le shunt (côté GND) sans avoir couper au préalable les cellules de la batterie, tu peux te retrouver avec une tension négative sur le signal AIN0.
Ta carte va se trouver flottante à tension VCC (VDD = GND de ton ADS1115).
Si AIN0 est encore au 0V des cellules, tu as donc -12V sur AIN0 vu du ADS1115 (relatif à ses pattes VDD et GND).
Salutations