HowTo : ESPEasy / Wemos D1 Mini - Adapter le CAN à une autre tension maximale

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.

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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.

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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.
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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. 🙂

Dort sind zwei Widerstände in Reihenschaltung verbaut. Der obere Anschluss “A0” kommt dabei von dem Anschluss Pin “A0” auf der Wemos D1 Mini Platine. An “A0” wird also die zu messende Spannung (zum Beispiel Euer LiPo) angeschlossen.

Der Anschluss “ADC” führt dann zu dem eigentlichen ADC des ESP8266.

À l'avance : en tant que formule, le tout ressemblerait à ceci :

Formule 1:           

ou

Formule 1.2 :   

“U1” and “U2” are the voltages that drop across the resistor “R1” and “R2”. “U” is the same as U1 + U2 because in a series connection of (simple ohmic) resistors, the individual voltages add up to the total voltage.

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” und “U2” sind hierbei die Spannungen die an dem Widerstand “R1” bzw. “R2” abfallen. “U” ist dabei das gleiche wie U1+U2 weil sich in einer Reihenschaltung aus (einfachen ohmschen) Widerständen die Einzelspannungen addieren um auf die Gesamtspannung zu kommen.

Dazu muss die Formel so umgestellt werden, dass sich aus den gegeben Werten die Gesamtspannung “U” berechnen lässt. Die umgestellte Formel ergibt:

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.

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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. 🙂

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.

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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

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Paramétrage dans ESPEasy

Dans ESPEasy, la conversion de l'ADC en tension peut être effectuée de manière très pratique.

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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. 🙂