GÉNÉRATEUR DE RAMPE / ÉCHELON --- 4 à 20 mA

   

C'est un générateur de courant qui permet de produire un échelon ou une rampe.
Les valeurs minimale et maximale de consignes sont réglables ainsi que la durée de la rampe.
Son utilisation est principalement destinée à l'étude de la réponse d'un système asservi linéaire.

Description du fonctionnement :


Réglages :

Avant les réglages, la charge R doit être obligatoirement connectée au générateur.
Si ce n’est pas le cas, l’afficheur indique une valeur nulle quelque soit la tentative de réglage.

Réglage de l’intensité de consigne minimale.
-- Actionner le bouton poussoir B (Bas).
-- L’afficheur indique une valeur quelconque.
-- Placer le potentiomètre BF en milieu de course.
-- Régler approximativement à l’aide du potentiomètre BG la valeur de l’intensité de consigne minimale.
-- Régler précisément à l’aide du potentiomètre BF la valeur de l’intensité de consigne minimale.


Réglage de l’intensité de consigne maximale.
-- Actionner le bouton poussoir H (Haut).
-- L’afficheur indique une valeur quelconque.
-- Placer le potentiomètre HF en milieu de course.
-- Régler approximativement à l’aide du potentiomètre HG la valeur de l’intensité de consigne maximale.
-- Régler précisément à l’aide du potentiomètre HF la valeur de l’intensité de consigne maximale.

Réglage de la durée.
Le réglage de la durée est nécessaire uniquement lors de la génération d’une rampe.
Ce réglage est donc inutile pour la génération d’un échelon.
-- La position de l’interrupteur L/R sélectionne la gamme de réglage de la durée.
-- Si le curseur de l’interrupteur est à droite (Rapide), la durée de la rampe peut être réglée entre 1 et 10s.
-- Si le curseur de l’interrupteur est à gauche (Lent), la durée de la rampe peut être réglée entre 1 et 10mn.
-- Le potentiomètre t permet un réglage continu (entre 1 à 10s ou entre 1 à 10mn).

Génération d’un signal :

Génération d’un échelon montant.
-- Pour un échelon montant, actionner le bouton poussoir B.
-- Attendre que l’état du système soit stable (valeur de la consigne de l’intensité du courant minimale).
-- Actionner le bouton poussoir H (valeur de la consigne de l’intensité du courant maximale).

Génération d’un échelon descendant.
-- Pour un échelon descendant, actionner le bouton poussoir H.
-- Attendre que l’état du système soit stable (valeur de la consigne de l’intensité du courant maximale).
-- Actionner le bouton poussoir B (valeur de la consigne de l’intensité du courant minimale).

Génération d’une rampe montante.
-- Pour une rampe montante, actionner le bouton poussoir B.
-- Attendre que l’état du système soit stable (valeur de la consigne de l’intensité du courant minimale).
-- Actionner le bouton poussoir S (Start). La rampe montante est générée.

Génération d’une rampe descendante.
-- Pour une rampe descendante, actionner le bouton poussoir H.
-- Attendre que l’état du système soit stable (valeur de la consigne de l’intensité du courant maximale).
-- Actionner le bouton poussoir S (Start). La rampe descendante est générée.

Pour réaliser de projet vous aurez besoin :

schéma structurel du générateur (A3)
schéma structurel du générateur (A4)
typon du générateur
schéma d'implantation des composants
plan de de perçage de la face avant

La photographie de la carte est celle du prototype. Il est donc normal quelle présente de légères différences avec les plans proposés qui sont ceux de la carte finalisée.

Nomenclature :

Résistance














Ajustable




Condensateur




Circuit Intégré



Transistor
Bouton Poussoir
Inverseur
Connecteur

Entretoise
Vis
Boîtier
Voltmètre
Douille 4mm



R9, R11, R13, R15, R17, R19, R21, R23
R37, R41
R2, R3, R4, R5, R6, R30, R31, R46
R7, R8, R10, R12, R14, R16, R18, R20, R22
R24
R25, R32
R29
R33
R34
R35
R38
R40
R42
R43, R44, R45
R49
R1
R26,R28
R36
R39
R47, R48
C1, C3, C5, C à C13
C2, C19
C7, C8, C14, C15, C16
C9, C17, C18, C21
C20
U1
U2
U3 à U6
U7
T1
S1, S2, S3
S4
X1 à X3
I1, I2, V1, V2
M3 x 10 mm
M3 x 5 mm


I1, I2



100k - 1%
100 k
10k
2 00k - 1%
39 k
33k
68k
4,7k
15k
12k
180
3,9k
120k
100 - 1%
22k
100k - type P15
10k - type P15
4,7k - horizontale
220 - horizontale
740 - type P15
150 nF
100 nF
22 µF 25V
470 pF
1 nF
4093 + support 14 broches DIL
Barette tulipe 16 broches (pour carte PIC)
LF 351+ support 8 broches DIL
78L05
2N 2905 + radiateur
Type D6
Au pas de 2.54 mm
coudé 3 broches au pas de 2,54 mm
coudé 4broches au pas de 2,54 mm
4 pour fixation de la carte
8
Retex Type RA2
Module à critaux liquides
A fixer sur la face avant


La fabrication :

La fabrication ne pose pas de problèmes particuliers. La barrette tulipe est soudée coté cuivre, pour pouvoir monter la carte processeur sur la face arrière du circuit imprimé principal. La partie de ce montage est représentée sur la photo ci-contre.
Pour ceux qui ne trouveraient pas les connecteurs à plat au pas de 2.54mm, la solution est souder directement les câbles sur le circuit imprimé.
Attention à ne pas mélanger les résistances 1% et 5% lors du câblage. Le résultat serait désastreux lors de la génération de la rampe.

Pour tout problème d'approvisionnement en composants, vous pouvez vous adresser à la société ELECTROME .

   
Connecteur à plat au pas de 2,54 mm

Résistance ajustable de type P15 (Réf. Electrome)

Analyse succinte du schéma :
La vitesse d'élaboration de la rampe dépend de la fréquence de l'astable architecturé autour du 4093 (U1). On peut modifier cette vitesse par un facteur de 10 à l'aide de l'inverseur S4.
Le port B du PIC attaque un réseau R-2R qui sert de convertisseur numérique analogique. Le signal de sortie du convertisseur est traité par U3 qui permet d'avoir une résistance de sortie voisine de 0. La sortie de U3 est connectée à un pont diviseur R26-R47 dont la fonction est de régler la valeur de consigne haute du courant. Un autre pont diviseur constitué des composants R48-R28-R29 a pour fonction de régler la valeur de consigne basse. Les deux sorties de ces ponts sont connectées à un additionneur inverseur architecturé autour de U4.
La sortie de U4 est connectée à un inverseur dont le rôle est l'ajustage de la butée haute des 20 mA (R36). L'ajustage de la butée basse est réalisée à l'aide de R39. Le circuit intégré U6 (avec le transistor T1) est monté en convertisseur tension - courant.

Les deux réglages :
Pour effectuer les réglages, il faut connecter une résistance de charge de 100 ohms entre I1 et I2.
La carte processeur, le voltmètre et les alimentations sont connectés à la carte principale.
A. actionner le bouton Bas. Mettre R28 en butée mini et R48 au centre. Ajuster R39 pour obtenir un affichage de 4 mA.
B. actionner le bouton Haut. Mettre R26 en butée max et R47 au centre. Ajuster R36 pour obtenir un affichage de 20 mA.

Les cartes additionnelles :
Pour réaliser la totalité du générateur il vous faut fabriquer :
La carte processeur
La carte alimentation




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