Vous pouvez utiliser l'ADC sur l'ESP8266 pour mesurer les tensions. Ceci est utile, par exemple, pour enregistrer une tension de batterie et donc le niveau de charge de la batterie ou une luminosité à l'aide d'un LDR et d'une résistance série.
Cependant, l'ADC de l'ESP8266 est un peu particulier. Malheureusement, sans câblage externe supplémentaire, cela ne peut déterminer que des tensions jusqu'à un maximum de 1V. Il n'est donc pas possible de déterminer directement la tension d'une batterie LiPo car la plage de tension d'une LiPo saine est de 3,2 à 4,2V.
Une astuce est utilisée pour que l'ADC puisse également mesurer des tensions plus élevées. Un diviseur de tension est utilisé pour réduire la tension à mesurer à la plage de tension possible du CAN.
L'ADC mesure alors des tensions dans la plage de 0V à 1V qui représentent une valeur plus élevée sur le diviseur de tension réel. Par exemple, un diviseur de tension est installé sur le circuit imprimé du Wemos D1 Mini pour mesurer des tensions allant jusqu'à 3,3V. C'est pratique, mais malheureusement pas suffisant pour pouvoir mesurer la tension d'une LiPo par exemple.
La façon dont vous pouvez étendre cette plage de tension maximale de l'ADC est décrite dans l'article suivant.
Contenu
- 1 Conditions préalables
- 2 Consignes de sécurité
- 3 Liens d'affiliation/publicitaires
- 4 Comment fonctionne un diviseur de tension
- 5 Diviseur de tension sur le Wemos D1 Mini
- 6 Exemples de valeurs pour les tensions maximales et les valeurs de résistance associées
- 7 Paramétrage dans ESPEasy
- 8 Amusez-vous avec le projet
Conditions préalables
Articles utiles :
Avant de commencer cet article, vous devriez avoir traité les bases de la soudure. Vous trouverez des informations à ce sujet dans l'article suivant.
Électronique - Mon ami le fer à souder
Outil requis :
Dans la liste suivante, vous trouverez tous les outils dont vous avez besoin pour mettre en œuvre cet article.
Matériel requis :
Dans la liste suivante, vous trouverez toutes les pièces dont vous avez besoin pour mettre en œuvre cet article.
Consignes de sécurité
Je sais que les notes suivantes sont toujours un peu ennuyeuses et semblent inutiles. Malheureusement, de nombreuses personnes qui savaient "mieux" ont perdu des yeux, des doigts ou d'autres choses à cause d'une négligence ou se sont blessées. La perte de données est presque négligeable en comparaison, mais même celles-ci peuvent être vraiment ennuyeuses. Par conséquent, veuillez prendre cinq minutes pour lire les consignes de sécurité. Parce que même le projet le plus cool ne vaut pas une blessure ou d'autres problèmes.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/
Liens d'affiliation/publicitaires
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Comment fonctionne un diviseur de tension
Un diviseur de tension simple se compose en fait toujours d'au moins deux résistances. Dans le schéma de circuit du Wemos D1 Mini ci-dessous, vous pouvez voir un diviseur de tension dans la zone marquée en rouge.
Si vous n'êtes pas intéressé par la fonction d'un diviseur de tension, vous pouvez simplement sauter ce paragraphe. 🙂
Il y a deux résistances installées en série. La connexion supérieure « A0 » provient de la broche de connexion « A0 » sur la carte Wemos D1 Mini. La tension à mesurer (par exemple votre LiPo) est connectée à « A0 ».
La connexion « ADC » mène ensuite à l'ADC réel de l'ESP8266.
Pourquoi faites-vous tout cela ?
Une propriété d'une connexion en série de deux résistances est utilisée ici.
Pour un circuit série composé de deux résistances, il s'applique, entre autres, que le rapport de la tension totale à une tension individuelle aux bornes d'une des résistances soit égal au rapport de la résistance totale à l'une des résistances individuelles. Cela semble compliqué au premier abord, mais est expliqué ci-dessous. 🙂
À l'avance : en tant que formule, le tout ressemblerait à ceci :
Formule 1:
ou
Formule 1.2 :
« U1 » et « U2 » sont les tensions qui chutent aux bornes des résistances « R1 » et « R2 ». « U » est identique à U1 + U2 car dans une connexion en série de résistances (ohmiques simples), les tensions individuelles s'additionnent pour former la tension totale.
En bref, ce qui suit s'applique :
Il en va de même pour les résistances, car la résistance totale d'un circuit en série est constituée de la somme des résistances individuelles.
Ces formules peuvent maintenant très bien être utilisées dans la formule 1 et nous obtenons ce qui suit :
« U1 » et « U2 » sont les tensions qui chutent respectivement aux bornes des résistances « R1 » et « R2 ». "U" est identique à U1+U2 car dans une connexion en série de résistances (ohmiques simples), les tensions individuelles s'additionnent pour obtenir la tension totale.
Pour ce faire, la formule doit être modifiée afin que la tension totale « U » puisse être calculée à partir des valeurs données. La formule convertie donne :
Formule 2 :
Si vous insérez maintenant les valeurs correspondantes ici, les résultats suivants :
Avec les valeurs de résistance utilisées dans le diviseur de tension, des tensions allant jusqu'à 3,2 V peuvent être mesurées au CAN.
La chose pratique : si vous modifiez ces valeurs de résistance, vous pouvez également mesurer des tensions plus élevées avec l'ADC. Dans l'exemple suivant, la tension d'un LiPo.
Diviseur de tension sur le Wemos D1 Mini
Vous savez maintenant à peu près comment fonctionne un diviseur de tension et à quoi il peut servir, entre autres. Forts de ces connaissances, nous voulons maintenant trouver des valeurs de résistance pour que le diviseur de tension puisse mesurer la tension d'une batterie LiPo. Sa tension de fin de charge est au maximum de 4,2V. Afin que nous puissions également mesurer avec certitude cette tension supérieure, il est conseillé de choisir une tension légèrement supérieure. Disons juste 4.3V.
Pour les valeurs de tension usuelles de 4,3V, 5V, 9V et 12V, des exemples pour les résistances R1 sont donnés dans le paragraphe suivant. Ainsi, vous pouvez vous épargner le calcul. 🙂
L'objectif est maintenant de déterminer les valeurs de résistance pour R1 et R2.
En même temps, nous savons déjà que U=4.3V et U2=1V doit être. Cela ne laisse qu'une seule valeur pour calculer une valeur avec la formule 2, que nous devons déterminer afin de pouvoir calculer la dernière valeur ouverte. Mais nous nous facilitons la tâche ici et définissons simplement cette valeur. 🙂
Nous définissons d'abord R2 sur 100 kOhm et voyons quelle valeur nous obtenons pour R1.
Basculé, la Formule 1, y compris les connaissances acquises, résulte maintenant
Formule 3 :
Dans cette formule, nous connaissons toutes les valeurs (vertes) à l'exception de R1 (rouge). Nous essayons donc de réorganiser la formule selon R1 et obtenons ce qui suit :
simplifié et réarrangé, le résultat est :
et de la même couleur en conséquence :
Dans cette formule, nous connaissons maintenant toutes les valeurs vertes et la valeur (rouge) que nous recherchons se trouve à droite du signe égal. 🙂
La valeur requise pour R1 peut maintenant être calculée en insérant :
Il en résulte une valeur de 330kOhm pour R1. Donc, si nous remplaçons la résistance de 220kOhm intégrée dans le circuit imprimé du Wemos D1 Mini par une résistance de 330kOhm, vous étendez la plage de tension maximale mesurable de 3,3V à 4,3V et pouvez donc également mesurer toute la plage de tension d'une batterie LiPo. 🙂
Formule de calcul :
- U2 est toujours 1V
- U est la tension maximale mesurable souhaitée, par exemple 4,3 V
- Vous devez simplement définir R2. Meilleur dans une plage de 10kOhm à 100kOhm pour maintenir le courant à travers le diviseur de tension bas.
Exemples de valeurs pour les tensions maximales et les valeurs de résistance associées
Vous pouvez utiliser les valeurs de résistance suivantes pour étendre la tension maximale mesurable de l'ADC à la tension spécifiée.
Tension maximale mesurable : 4,3 V
R1=330kOhm, R2=100kOhm
Tension maximale mesurable : 5V :
R1=400kOhm, R2=100kOhm
Tension maximale mesurable : 9V :
R1=200kOhm, R2=25kOhm
Tension maximale mesurable : 12V :
R1=275kOhm, R2=25kOhm
Vous pouvez maintenant simplement échanger les résistances marquées 0805 R1 et R2 contre les résistances que vous souhaitez. 🙂
Paramétrage dans ESPEasy
Dans ESPEasy, la conversion de l'ADC en tension peut être effectuée de manière très pratique.
Pour ce faire, réglez simplement l'appareil « Entrée analogique – interne » comme indiqué.
Si vous utilisez une tension maximale autre que 4300V, vous devez bien entendu ajuster cette valeur en conséquence. 🙂
Amusez-vous avec le projet
J'espère que tout a fonctionné comme décrit. Si ce n'est pas le cas ou si vous avez des questions ou des suggestions, faites-le moi savoir dans les commentaires. Je les ajouterai à l'article si nécessaire.
Les idées de nouveaux projets sont toujours les bienvenues. 🙂
PS Beaucoup de ces projets - en particulier les projets matériels - coûtent beaucoup de temps et d'argent. Bien sûr, je le fais parce que j'aime ça, mais si vous pensez que c'est cool que je partage l'information avec vous, je serais heureux d'un petit don au fonds du café. 🙂
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Bonjour, je viens de découvrir votre site, c'est exactement ce que je recherche. Comment puis-je construire le tout si je veux rendre les résistances externes? Je ne pense pas que je puisse faire ça sur le Wemos avec la resoudure.
Salut Mathias,
Pour quelle plage de tension souhaitez-vous adapter le diviseur de tension ? Théoriquement, vous pouvez également modifier le diviseur de tension en soudant des résistances externes appropriées. Il faudrait calculer. peut être il suffit même d'utiliser simplement une autre résistance série (pour la partie supérieure du diviseur de tension). 🙂
Salut et merci pour votre réponse. Je voudrais mesurer une cellule 18650 normale sur la Wemos qui devrait servir de batterie. Je n'aimerais pas souder sur le Wemos, car il est très petit. Voudriez-vous simplement construire deux résistances devant si c'est possible?
Salut Mathias,
vous devriez pouvoir le faire avec seulement une résistance de 100k. Vous devez ensuite le changer comme ceci:
A0–>100k_resistance–>LiPo_plus | LiPo_moins-> GND
Ensuite, 3,2 V devraient chuter aux bornes des deux résistances série et donc exactement 1 V aux bornes de « R2 ». Pour faire court : 4,2 V sur le LiPo correspondrait alors à la valeur ADC de 1023. Compte tenu des résistances élevées et des tolérances correspondantes, la mesure n'est probablement pas très précise. Mais c'est largement suffisant pour enregistrer le niveau du LiPo. 🙂
N'oubliez pas que la relation entre la tension LiPo et le « niveau » n'est pas complètement linéaire. Et je « lisserais » aussi un peu les valeurs mesurées à l'aide d'une moyenne mobile. Sinon, vous pourriez recevoir une « fausse alarme » lorsque la charge est plus élevée (et la tension de la batterie chute en conséquence). 🙂
J'espère que c'est expliqué clairement.
Cordialement
Fab
Salut! Vous avez vraiment construit un site formidable. Très instructif et expliqué par petites étapes. Je travaille avec un Wemos pour la première fois et je suis tombé sur votre tutoriel lors de mes recherches sur l'ADC.
Je voudrais lire un capteur de niveau pour mon réservoir. Celui-ci mesure la colonne d'eau et laisse passer 4-20mA selon le niveau de remplissage. Il est alimenté en 24V. Avez-vous une astuce sur la façon dont je pourrais remodeler l'entrée du Wemos pour cela ?
Tout le meilleur, Martin
salut martin,
Merci. 🙂
En principe, il vous faut une résistance adaptée. L'ADC de la carte de dérivation Wemos peut mesurer des tensions de zéro à 3,3 V. Vous pouvez utiliser une résistance pour convertir le « signal de courant » de votre capteur en tension. Je l'ai examiné. Une résistance de 175 ohms devrait convenir.
Vous devrez alors le connecter comme ceci: (La ligne en zigzag est censée représenter la résistance.) Je recommanderais également de commuter une résistance à haute impédance (par exemple 10k) devant l'ADC. 🙂
Capteur_signal 4-20mA
|
+————–ESP_ADC
|
\
/ 175 ohms
\
/
|
|
|
|
|
Terre
Si vous le souhaitez, faites-moi savoir si cela a fonctionné. 🙂
Oh et sur l'ADC, vous devriez alors pouvoir mesurer une tension proportionnelle au flux de courant. La formule U=R*I s'applique (c'est la loi d'Ohm). R est la résistance (c'est-à-dire 175 Ohm), I le courant du capteur (c'est-à-dire une valeur comprise entre 4 et 20 mA) et U est la tension qui est ensuite mesurée au niveau de l'ADC ou chute à travers la résistance. Vous pouvez également tester le circuit sans avoir connecté la Wemos. Mesurez simplement la tension avec un multimètre. 🙂
Cordialement
Fabien
Salut Fabien,
Merci beaucoup pour l'aide!
Utilisé un trimmer de précision comme résistance pour calibrer la tension.
Fonctionne très bien jusqu'à présent, mais les valeurs de l'ADC sautent de plus/moins 5 points. J'ai déjà réglé un 100n contre le sol pour stabiliser, mais cela n'aide que dans une mesure limitée.
Si je mesure le mA du capteur comme ça, cette valeur est stable. Dépend de l'ADC du Wemo.
Avez-vous des conseils sur la façon dont je peux encore mieux lisser cela?
Cordialement Martin
salut martin,
Je suis content que cela ait fonctionné. Bonne idée avec la tondeuse de précision. 🙂
Une idée de la façon dont vous pourriez lisser encore mieux (dans le logiciel) serait une moyenne mobile.
Il s'agit en fait d'une procédure courante si vous avez un signal que vous pouvez lire rapidement.
Pour ce faire, il vous suffit de lire l'ADC plusieurs fois (par exemple 100 fois) et d'en calculer ensuite la moyenne. Les petits écarts devraient alors être effectivement compensés et ne plus être perceptibles. 🙂
Cordialement
Fabien
Salut,
Merci pour votre super page d'infos 🙂
Ça a dû être beaucoup de travail.
Pouvez-vous le faire directement dans le Wemos en espeasy
convertir en pourcentage ?
Salutations Heiko
Salut Heiko,
Merci beaucoup. Oui, j'ai déjà investi une heure ou deux ici. 😀
Oui, cela devrait fonctionner. Voici un article qui pourrait vous aider : https://www.letscontrolit.com/wiki/index.php/EasyFormula
Cordialement
Fabien
Salut Fabian, Super article ici !! bravo 🙂
J'ai une wemos d1 mini avec ses résistances smd d'origine R1 220kOhm et R2 100kOhm
Je veux mesurer des tensions jusqu'à 29,4V (batterie 7s)
alors quelles résistances pensez-vous qu'il vaut mieux choisir?
solution1= R1 300kOhm + R2 10kOhm (jusqu'à 32v) moins efficace mais plus précis
solution2= R1 680kOhm + R2 20kOhm (jusqu'à 36V) faible efficacité moyenne précision
solution3= R1 470kOhm + R2 10kOhm (jusqu'à 49v) = le plus efficace mais le moins précis
Faites le calcul et aidez-moi à choisir la meilleure solution.
Merci 🙂
Salut Nick,
merci 🙂
Pour être honnête, j'irais avec la solution1. Bien sûr, les ~ 9 micro amplis peuvent être n'importe quoi (selon votre cas d'utilisation), mais dans la plupart des cas, ils ne devraient pas trop déranger.
Ou envisagez-vous de construire quelque chose où ce 9µA pourrait être problématique ? 🙂
cordialement
Fab
Je vais juste utiliser Wemos D1 Mini avec tasmota pour surveiller mon 24V (batterie 7s) qui est chargée avec un panneau solaire. UN GRAND merci pour le retour 🙂
Ça a l'air cool, je pense que dans ce cas, vous n'avez pas à vous soucier autant du 9µA 🙂
Bonne chance pour ton projet. 🙂
cordialement
Fab
RE modifier
ou vous pouvez recommander une autre combinaison. J'ai ces résistances métalliques : 10 Ω, 22 Ω, 47 Ω, 100 Ω, 150 Ω, 200 Ω, 220 Ω, 270 Ω, 330 Ω, 470 Ω, 510 Ω, 680 Ω, 1 KΩ, 2 KΩ, 2,2 K Ω, 3,3 KΩ, 6,7 KΩ, 5,7 KΩ. 10KΩ, 20KΩ, 47KΩ, 51KΩ, 68KΩ, 100KΩ, 220KΩ, 300KΩ, 470KΩ, 680KΩ, 1M
Bonjour Fab,
Je viens de consulter cet article, et malheureusement quelques erreurs se sont glissées...
1.
La Formule 2 est fausse !
Au lieu de Rsum / R2 + U2 = U, il faudrait lire Rsum/R2 * U2 = U
Indépendamment du fait que la ligne en dessous est mathématiquement incorrecte.
330/100+1 serait 4,3 ... et les unités ne sont pas correctes non plus (kOhm/kOhm s'annule)
De plus : D'où vient le 330 kOhm ? R1=220 kOhm et R2 = 100 kOhm -> donc Rsum = 320 kOhm et non 330 kOhm
Avec ces valeurs en ohms (220 et 100 kOhm) vous obtenez plus de 1 volt au niveau de l'ADC... à savoir 1,03 volts
Mais je ne peux pas juger si cela est déjà nocif pour l'entrée analogique.
2.
La formule 3 est ok jusqu'à présent, mais elle n'est pas dérivée de la formule 1.2 mais de la formule 1
(Bien sûr, cela n'a pas d'influence supplémentaire sur les autres méthodes de calcul .... mentionné uniquement pour plus de clarté)
3.
Je ne comprends pas la valeur calculée pour les 175 ohms (demande de Martin concernant le capteur de niveau). D'après mes calculs, la valeur de la résistance serait d'environ 52 ohms...
Merci de ne pas mal comprendre mon commentaire...
LG Ralph
Salut Ralph,
merci pour vos conseils. J'ai corrigé les erreurs que je pouvais comprendre. 🙂
à 1. Que voulez-vous dire par les unités sont erronées ? Comme les kOhms sont raccourcis, V reste au-dessus : [kOhm/kOhm*V=V] C'est bien ce qu'il y a écrit, n'est-ce pas ?
à 3. Votre calcul se réfère à une valeur de tension maximale mesurable de 1V. Le Wemos D1 Mini (dont Martin parle dans le commentaire) est une carte de dérivation pour l'ESP8266. Un diviseur de tension est connecté en amont de l'ADC (qu'il n'a explicitement pas voulu changer). C'est pourquoi les 175 ohms se marient très bien avec la plage de mesure étendue (jusqu'à 3,3V) du Wemos D1 Mini. 🙂
Oh pas de problème. Je suis content si quelqu'un trouve une erreur et me le fait savoir. 🙂
Merci et cordialement
Fabien
Bonjour, je sais que tout cela est déjà un peu écrit ici, mais pour moi, la surveillance de la batterie serait importante pour un camping-car. J'aurais pris comme résistances 1MOhm et 470k. Est-ce que je suis sur la bonne voie ? Je veux aussi travailler avec Deep Sleep. En fait, il s'agit seulement d'empêcher la batterie de se décharger complètement et de m'informer. Une coupure de charge n'est pas encore prévue. Ce serait bien s'il y avait une possibilité de charger la batterie en cas de besoin.
Salut Sascha,
Regarde dans la section des exemples de valeurs. J'y ai également indiqué une combinaison de résistances pour 12V. 🙂
Cordialement
Fabien
Bonjour, j'ai enfin trouvé un bon site internet.
Je partage de nombreux sujets avec vous.
J'ai l'intention de construire un contrôle des excès solaires contrôlés en tension.
Je mesure actuellement les performances des modules solaires et allume et éteint un consommateur à une certaine valeur. Je fais cela via un ESP 8266 et un Mosfet (IXFK44N50P). J'ai conçu les modules pour pouvoir les utiliser pour faire fonctionner des alimentations chauffantes ou à découpage (230V). Le tout sans onduleur.
Ma question : avec un diviseur de tension de 1,1Mo + 47Ko j'arrive à contourner 1V. à une tension d'entrée de 230 V CC. Je ne comprends pas l'affirmation selon laquelle on ne peut mesurer qu'un maximum de 42 V à l'ESP.
Salut Uwe,
Ce que vous faites là met votre vie en danger. Des tensions continues particulièrement élevées (pas encore protégées) mettent la vie en danger ! Vous DEVEZ (!) résoudre cette régulation des excédents différemment.
Même si cela était théoriquement techniquement possible, cela met la vie en danger et est extrêmement négligent. N'oubliez pas que des personnes sont déjà mortes dans de telles constructions. Même ceux qui pensaient savoir mieux.
Je ne sais pas comment vous avez obtenu le 42 V, mais la valeur fait probablement référence à la tension de contact maximale autorisée. Vous pouvez trouver des informations à ce sujet ici : https://de.wikipedia.org/wiki/Ber%C3%BChrungsspannung
Si vous souhaitez créer un tel contrôle des surplus, je recommande une approche différente : mesurez la production de courant du panneau avec une prise intelligente compatible WiFi, puis commutez les consommateurs en fonction de la valeur de puissance actuelle.
Encore une fois : toute manipulation de hautes tensions continues met la vie en danger. Vous ne devriez certainement pas prendre ce risque !
Cordialement
Fabien
Salut,
Merci pour votre réponse.
Je fais ce hobby depuis la création du transistor, soit environ 50 ans.
Merci pour vos conseils de sécurité, mais aussi prudent que vous soyez, cela arrive toujours à partir d'un ELKO.
Passons maintenant au sujet :
Il existe peu d’électronique prête à l’emploi pour cette haute tension continue, je dois donc en construire la plupart moi-même.
J'utilise Fhem et je contrôle et surveille tout avec.
La seule chose qui est nouvelle pour moi, c'est la mesure de la tension sur l'ESP 8266.
C'est dommage que vous ne répondiez pas autant à ma question.
Salut Uwe,
J'ai répondu à votre question : à savoir que ce que vous envisagez de faire là-bas met votre vie en danger. C'est aussi la raison pour laquelle il y a si peu de choses sur ce sujet.
De plus, la mesure de la tension de sortie d’une cellule solaire ne permet pas de tirer des conclusions sur ses performances actuelles. La tension de sortie n'est pas linéaire avec la puissance. Surtout lorsqu'un tracker MPP est utilisé, le point de fonctionnement peut se déplacer de sorte que la tension de sortie diminue encore plus à mesure que la puissance augmente.
Je ne veux pas vous offenser, mais la durée pendant laquelle vous faites quelque chose ne dit rien sur la façon dont vous maîtrisez un sujet. Mot clé « cécité opérationnelle ».
Je voudrais donc vous demander encore une fois de résoudre votre problème différemment et souligner une fois de plus que ce que vous faites met votre vie en danger.
Il me fera plaisir de vous aider à résoudre le problème différemment et en toute sécurité. Pour ce faire, vous devez décrire plus en détail ce que vous souhaitez réellement faire.
Cordialement
Fabien