Bonjour,

Ma question : comment limiter une tension U (avec un valeur max à ne pas dépasser) ?

Plus de détails :

Je rencontre actuellement un petit soucis dans un de mes projets :

En fait, je mesure l'intensité perçue par une antenne (dans mon cas un simple fil). Celle-ci reçois un signal alternatif (le bruit électromagnétique environnant) et on voit donc apparaître un courant I. Grâce à une résistance en parallèle (entre l'antenne et GND), je peux convertir I en U, et avec une entrée analogique de mon arduino, je peux facilement lire U. Globalement, voici le schéma auquel je pense : 

Jusqu'ici tout va bien : j'obtiens un joli signal alternatif. 

Ensuite, j'ai voulu appliquer le même principe mais avec plusieurs antennes (que je nommerais désormais électrodes). J'ai donc utilisé un multi/demultiplexer analogique, le CD4051B, pour avoir plusieurs entrées d'électrodes vers une seul entrée analogique.

Mon arduino est une pro mini 3.3V si jamais

A partir de là, les problèmes commencent à survenir. En effet, le CD4051B possède trois pins pour définir l'intervalle de tension qu'il laissera passer entre IN et OUT : Vcc (tension positive), Vee (tension négative) et GND.

Je pense donc qu'il est préférable de mettre Vcc sur le 3.3V, GND sur 3.3/2 = 1.15V et Vee sur GND ? Est-ce que je me trompe car je ne sais absolument pas si c'est une bonne idée de faire comme ça ?

Outre cet aspect-là, le plus gros problème que je rencontre se passe quand le U sur un des pins, le Nième OUT => OUT(N), dépasse Vcc ou Vee : si cela arrive alors les pins IN et OUT(N) agissent comme si ils étaient reliés même si ce n'est pas le channel que j'ai sélectionné. Il faut donc impérativement que le U aux bornes des OUT soit compris entre Vcc et Vee.

Bref, j'ai pensé à limiter la tension grâce à une diode zener, sauf que je ne m'y connais pas trop dans ce domaine. Comment devrais-monter ma diode zener ? Existe t-il des diodes zener pour un courant de 1µA et une tension de 1V ?

Sinon, existerait-il une solution alternative ?

En tout cas, je vous remercie d'avance pour votre aide et vos conseils, car c'es un problème sur lequel je suis coincé depuis plusieurs jours sans réussir à le résoudre 

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Edité par lifaon74 30 octobre 2014 à 19:28:33

Mettre le GND à 1.15V n'est pas du tout une bonne idée.

Déjà parce que c'est compliqué à faire comme tension (mettre 2 résistances pour faire un pont diviseur à 1.15V n'est pas envisageable car l'impédance de cette tension sera beaucoup trop forte).

Mais aussi parce que cela décale tous les signaux de contrôle qui sont référencé par rapport au GND (donc le "0" logique devient 1.15V).

Le VEE sert uniquement pouvoir commuter des signaux négatif, chose que tu n'as pas réellement besoin.

Je te conseille donc de relier GND et VEE sur ton potentiel 0V.

Pour ce qui est de la limitation de tension, tu peux faire ça avec une diode zener ou une diode simple diode sur le +3.3V :

Avec ce montage, si la tension est trop haute, une partie du courant va passer dans D1 pour se vider dans le 3.3V (qui sera consommé par une autre composant comme l'arduino par exemple).

Ainsi, la tension de sortie ne peut pas dépasser 3.9V (le 3.3V de l'alim + le 0.6V de conduction de la diode).

Si ce 3.9V est trop, tu peux très bien ajouter un autre pont diviseur derrière (du genre 2.2k / 10k) pour rabaisser ce 3.9V en 3.3V.

Whaou, super rapide et super précis, merci bien.

Donc si j'ai tout bien compris, n’importe-quelle diode fera l'affaire (y compris si le signal oscille autour de 10kHz) ?

Sinon, à quoi sert R3 ?

Encore une fois, un grand merci pour cette aide très détaillée 

10 kHz, ça reste relativement lent pour une diode donc ça devrait être bon.

En revanche, je ne sais pas trop comment se comporte une diode avec des courant de l'ordre du micro ampère.

 Dans ce montage là, R3 ne sert strictement à rien puisqu'il y a déjà 2 résistance 1 MEG.

Mais supposons que le signal à mesurer arrive directement d'une source de tension (une pile par exemple).

Tant que la tension est inférieur à 3.3V, tout se passe bien.

Par contre, imaginons maintenant que cette tension soit de 5V ...

Dans ce cas, tu as une sorte de beau court circuit d'une tension 5V qui se vide dans du 3.3V au travers d'une diode.

Ce n'est pas bon du tout ... c'est tout le montage qui souffre !

Dans cette configuration là, la résistance R3 sert donc à limiter le courant en cas de dépassement

Testé et approuvé ce matin (avec diode 1N4148 spéciale basse tension, faible courant et haute fréquence).

Merci beaucoup pour l'aide.

Au passage, j'en profite pour dire que D2 n'est pas utile si tu n'as pas de tension négative.

Par exemple, si le capteur délivre -5V, cette tension va pouvoir s'écouler dans le GND au travers de D2.

Ainsi, D2 limite la tension négative à -0.6V