Bonjour, me revoici  avec un nouveau problème :

Je cherche cette fois à lire la tension AC d'une simple prise jack avec mon Arduino, sauf que j'ai 2 principaux soucis :

• La tension est très faible (de l'ordre du mV), donc impossible de détecter la moindre variation avec les 10 bits de précision de l'Arduino.
• Qui dit AC, dit le plus souvent qu'une partie du signal possède une tension négative, ce que l'Arduino n'aime pas et ne peux pas mesurer.

Petite précision, moi j'aime bien le numérique parce que l'analogique ça me rend juste fou (tension négative, signaux alternatifs, etc... ) plein de choses compliquées pour un débutant comme moi, c'est pour cela que je veux récupérer la tensions produite par la prise jack et la convertir en valeur numérique.

Bref, j'ai essayé de monter plusieurs schémas en suivant de nombreux tutos sur le net qui se servent d'AOP, et ça tombait bien car j'en avait 2 différents en sous le coude (TBA221B et TL071CP).

J'ai donc testé en premier lieu avec le schéma basique suivant => gain de 100 (R1 = 1K et R2 = 100K), V+ = 5v et V- = GND :

Pour que le signal soit compris entre 0 et 5V, j'ai ajouté une tension de 2.5V grâce à un pont diviseur.

C'est là que les choses se corsent : la théorie est loin de la pratique !

• Si je place IN sur GND j'ai une tension minimum de 2V ( != 0V attendu)
• Si ja place IN sur 5V j'ai une tension max de 4.5V ou 3V (ça dépend de l'AOP que j'ai utilisé) ( !=5V attendu)
• si ja place IN sur 2.5V, j'ai une tension d'environ 3.5V ( != 2.5V attendu)

Bref, on est très loin du monde parfait ou le signal oscille gentiment entre 0 et 5V.

J'ai essayé plein de montage différents (avec ou sans condensateurs), mais je n'ai jamais été satisfait du résultat bien trop éloigné de mes attentes.

Bref, comment réaliser un montage qui me fasse passer d'un signal AC (-10mV~+10mV) vers le même signal mais avec une amplitude en tension plus élevée, comprise entre 0 et 5V (donc lisible par l'Arduino) ?

Petite précision : je n'ai pas de limite de budget, de composants, ni de complication pour le montage du circuit (s'il faut 10 AOP différents, 40 condensateurs, 70 résistances, pas de soucis). Ce qui me pose problème c'est l'utilisation des bons composants .

Merci d'avance pour votre aide chaleureuse.

Il va nous falloir un peu plus de précision sur ce que tu possèdes

Tout d'abord, concernant les alims : as tu une alimentation symétrique (du genre -12V / +12V) ou seulement l'alimentation de l'arduino (0/5V) ?

Ensuite, concernant le signal AC : s'agit-il d'un signal audio (donc une fréquence généralement entre 100 et 20000 Hz) ou un signal complètement autre (du genre qui peut ne pas varier du tout pendant un certains temps ou avoir des fréquences très haute) ?

Pourrais tu aussi poster le montage que tu as utilisé avec le pont diviseur qui est censé ajouté 2.5V ?

-
Edité par lorrio 4 novembre 2014 à 20:42:58

Alors tout à fait, j'ajoute quelques précisions :

• Je cherche a tout faire avec du 5V non symétrique, et si possible adaptable sur du 3.3V
• Pour le signal, oui c'est de l'audio donc 44.1kHz  normalement

Pour les montages, j'en ai essayé plus d'une 10aine avec la plupart du temps mon pont diviseur au niveau du +IN de AOP relié à mon micro (deux résistances de 1Mohm).

Mon objectif final est de réaliser un petit module qui a une entrée jack 3.5mm et que le signal soit lu par l'arduino (avec ou sans AOP, je ne sais pas si c'est possible sans). Il faut si possible que le module soit le plus petit possible (donc on éviter d'avoir recours à une autre alimentation alimentée par une pile avec une plus haute tension). S'il y a un AOP, je contrôlerais le gain avec un potentiomètre numérique.

EDIT : tient, je pensais à un truc : pourquoi ne pas placer un pont diviseurs de tension sur la pin AREF de l'arduino (avec par exemple 5mV) ?

-
Edité par lifaon74 4 novembre 2014 à 21:37:26

Si tu n'as que du 0/5V, le choix de l'AOP sera primordiale.

La grande majorité des AOP ne sont pas capable d'atteindre les extrêmes et saturent bien avant (généralement à 2V).

Par exemple, un AOP alimenté en -12/+12 ne pourra avoir une sortie qu'entre -10 et +10.

Je te laisse imaginer la catastrophe que ça donne avec une alimentation 0 / 5V : la sortie ne peut être qu'entre 2 et 3 volts.

Maintenant, tu comprends pourquoi tu mesurais n'importe quoi

Pour contourner ce problème, il te faut donc impérativement un AOP possédant la caractéristique "Rail To Rail".

Ensuite, vu que c'est un signal audio, je te propose de faire l'offset avec de petits condensateurs et un pont diviseur.

Cela te permettra de réduire le nombre de composants et de n'utiliser qu'un seul AOP.

Ton schéma doit être le suivant :

Une petite explication s'impose

Les résistances R1 et R2 forment un pont diviseur qui génère du 2.5V.

Leur valeur n'a donc pas trop d'importance temps qu'elles sont identiques (une valeur entre 1k et 100k marchera tout aussi bien).

La résistance R3 ainsi que le condensateur C1 forment un filtre plutôt sympatrique :

- R3 laisse passer la composante continue du pont diviseur 2.5

- C1 laisse passer la composante alternative de l'INPUT

Ainsi, sur l'entrée V+ de l'AOP, on va se retrouver avec exactement 2.5V + les variations de l'INPUT sans trop de déformation.

Pour ce qui est de R4/R5, c'est le gain de l'AOP, fixé ici à 100 (libre à toi de changer les valeurs).

Et enfin, C2 vient aussi faire un filtre tout aussi sympathique qui se répercute sur l'entrée V- d'AOP.

Ainsi, sur V-, on retrouve 2.5V (qui vient s'équilibrer avec le 2.5V ajouté sur l'entrée V+) + les variations de l'OUTPUT divisée par 100.

Du coup, l'AOP amplifie le signal par 100 tout en le décalant de 2.5V, c'est exactement ce que tu veux

Petite parenthèse quand même :

Les condensateurs forment des filtres qui ne fonctionnent que sur les composantes alternatives (variations).

En clair, l'AOP ajoute 2.5V, amplifie les variations par 100 et supprime les tensions continues.

Par exemple, si tu t'amuses à mettre un signal fixe de 5mV, 1V ou même 4V en INPUT, tu auras toujours une sortie de 2.5V fixe.

Par contre, si tu mets un signal de 1V avec une faible variation de +/- 10mV, tu auras une sortie de 2.5V avec une variation de +/- 1V.

Mais le fait que l'AOP n'amplifie pas les tensions continues n'est pas dérangeant car un signal audio n'a pas de continue, c'est uniquement des variations.

PS: sur mon schéma, j'ai pris le premier AOP "Rail To Rail" que j'ai trouvé sur LTSpice mais ce n'est pas forcément lui que tu dois utiliser.

Surtout que le LTC6248 est un boitier quadruple AOP (donc plus chère) alors qu'un seul te suffit.

-
Edité par lorrio 4 novembre 2014 à 22:24:59

OK merci beaucoup, toujours aussi efficace 

Je me suis renseigné, et le MCP602 semble correspondre aux spécifications (http://www.farnell.com/datasheets/77774.pdf) :

• rail-to-rail output
• alimentation 2.7V to 6V
• fréquence 2.8Mhz

Est-ce qu'il conviendrait pour mes besoins ?

Je ne suis pas un professionnel du choix des AOP mais c'est sur qu'avec celui-ci, tu as beaucoup plus de chance d'avoir quelque chose qui marche

Mais de toute façon, à 50 centimes le composant, tu ne prends pas un trop gros risque.

Pour info, tu peux aussi utiliser une autre alternative avec un transistor en class A

Le principe est d' isoler le signal alternatif du continue par un condensateur de liaison d'entrée et de sortie,

tout en ayant une seul alimentation +5C.

http://www.electronics-tutorials.ws/amplifier/amp_5.html