|
 Synoptique
du VA mètre :
 Cliquez sur l'image ci-dessus pour l'agrandir
Principe
de fonctionnement du VA mètre :
En
vous référant au schéma
de principe, la structure électrique
du VA mètre est assez simple.
Pour permettre
la mesure de la tension et du courant,
le VA-mètre
doit être relié à une alimentation
stabilisée externe quelconque en prenant
soin d'appliquer
la tension délivré sur les entrées ALIM+
et ALIM-.
Cette
tension délivrée
par
l'alimentation stabilisée externe
est
en premier lieu divisée
par un facteur 10 grâce
au pont R7
et
R8
composé de résistances
à 1%. Ce potentiel est
ensuite filtrée
par C8
et le couple de diodes D4
et D3
empêche d'une part la présence
d'une tension négative (inversion
de polarité)
et d'autre part
limite la tension
à un maximum de 5V.
Le but étant de protéger
le convertisseur analogique-numérique
(CAN) chargée de quantifier la
tension présente en entrée.
La
charge de l'utilisateur est connectée
aux bornes
+ et
bornes
-.
La
mesure
du courant
traversant la charge
est dérivée d'une résistance
R1 en
série
réalisée directement sur
la
face cuivrée
du circuit imprimé. Cette technique
permet d'obtenir une
très faible valeur ohmique introuvable
dans le commerce. La tension
présente aux bornes de
R1
représentative du courant
qui la traverse est en premier lieu
filtrée
par le couple R2,
C1.
Puis celle-ci est acheminée sur
l'entrée d'un amplificateur opérationnel
(AOP) U1
monté en non-inverseur à
gain variable.
Ce dernier dispose également
d'un réglage d'offset
permettant le réglage du zéro.
Enfin, la tension
issue de l'AOP est à nouveau
filtrée
par le passe-bas constitué de
R6
et C7.
L'amplificateur
U1
fonctionne à partir d'une alimentation
symétrique.
Or, ne disposant pas de tension négative
sur
la partie alimentation, un
convertisseur de tension rudimentaire
a
été ajouté. Composé
par C6,
C5, D1 et
D2
il permet de transformer les signaux carrés
délivrés
par le microcontrôleur
U5
en une tension
négative
d'environ -3,4V
appliquée
sur la pin
4
de U1.
Solution de moindre coût mais
parfaitement fonctionnelle pour la structure
électrique employée.
La
tension représentative du potentiel
délivré par l'alimentation stabilisée
est appliquée sur l'entre
VIn A
du CAN.
De
la même manière, la tension dérivée
de la mesure du courant
est appliquée sur la seconde
entrée Vin
B du
CAN. Le convertisseur U2
disposant de 12
bits
permet d'obtenir 4096
pas
de quantification.
Grâce à l'emploie d'une
référence de tension référencée
U4
délivrant très précisément
4,096V,
le quantum
du
CAN U2 est de 1mV.
Le
microcontrôleur
U5 est
chargé d'effectuer de multiples
tâches. Les principales sont de
récupérer les mesurées
effectuées par le CAN U2
sur 12
bits puis
d'afficher le résultat des mesures
en tension
et en courant
sur un afficheur alphanumérique
LCD.
Si l'embase
K3
est reliée à un PC, le
microcontrôleur enverra également
les mesures via la liaison USB.
La broche +/-
reliée à l'entrée
RC6 de U5 permet d'afficher soit le
signe '+' ou bien le signe '-' devant
l'indication de la tension sur le LCD. Nous y reviendrons en détail
à la page
[ Utilisation
].
Notez enfin que le
connecteur K2
n'a aucune utilité pour l'utilisateur.
Il n'a servi qu'à mettre au point
le programme de U5 lors de la mise au
point de ce projet.
L'alimentation
est basée sur une structure classique
à base d'un condensateur de filtrage
C11
et d'un régulateur de tension
U3
alimentant l'ensemble de la platine.
| 
