Nouveau: Yocto-Bridge et Yocto-MaxiBridge

Nouveau: Yocto-Bridge et Yocto-MaxiBridge

Cette semaine, nous sommes fiers de vous présenter deux nouveaux modules Yoctopuce sur lesquels nous travaillons depuis longtemps: le Yocto-Bridge et le Yocto-MaxiBridge. Ils vous permettront d'interfacer facilement des ponts de Wheatstone... autrement dit, vous allez pouvoir fabriquer des balances USB. Voyons de quoi il retourne.




Le Yocto-Bridge et le Yocto-MaxiBridge
Le Yocto-Bridge et le Yocto-MaxiBridge


Capteurs ratiométriques et ponts de Wheatstone

Ces deux modules sont capables d'interpréter la sortie d'un capteur sortie ratiométrique en pont de Wheatstone. La sortie de ce genre de capteur est à la fois proportionnelle à la grandeur physique mesurée par le capteur et à la tension d'excitation qui lui est appliquée, c'est pourquoi leur sensibilité est généralement exprimée en mV/V.

Un pont de Wheatstone
Un pont de Wheatstone

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Ce type d'architecture est typique des cellules de poids utilisées dans la plupart des balances électroniques. Ces cellules sont constituées d'un bloc métallique contre lequel sont plaquées les résistances du pont de Wheatstone. Lorsque le bloc se déforme, sous l'effet d'un poids par exemple, les résistances changent de valeur, ce changement affecte la tension sortie du pont. En mesurant précisément cette variation de tension, on peut calculer la force/le poids qui a déformé le bloc. C'est exactement ce que font les Yocto-Bridge et Yocto-MaxiBridge.

Quelques cellules de poids
Quelques cellules de poids



Le Yocto-Bridge


Le Yocto-Bridge
Le Yocto-Bridge



Le Yocto-Bridge est donc capable d'exciter et de mesurer la sortie d'une cellule de poids. Après avoir été calibré en fonction de la cellule utilisée, il pourra de même convertir automatiquement la valeur électrique lue en une unité de poids. Mais il ne se contentera pas de faire une bête conversion linéaire, il dispose de fonctionnalités avancées que vous ne trouverez pas forcement dans toutes les interfaces de cellules de poids du marché.

Zéro-Tracking

Les cellules de poids ont un petit défaut intrinsèque: elle dérivent toutes plus ou moins, en particulier lors de changements de température. Comme cette dérive est assez lente, une des techniques pour compenser ce genre de problème consiste à annuler systématiquement les mesures en dessous d'un seuil prédéfini en re-tarant automatiquement, c'est ce que font toutes les balances électroniques du commerce. Le Yocto-Bridge peut le faire aussi.

Compensation en température

L'astuce du zéro-tracking ne marche que si la balance passe la plupart de son temps à vide. Pour les balances qui sont constamment en charge, il faut vraiment compenser les changements de température. Le Yocto-Bridge peut le faire automatiquement pour vous: non seulement il dispose d'un capteur de température interne, mais il dispose aussi d'une entrée pour thermistor, ce qui vous permettra de placer un capteur de température au plus près de la cellule de poids. Notez que si la plupart des cellules de poids annoncent fièrement qu'elles sont déjà compensées en température, dans la pratique, cette compensation se montre souvent insuffisante.

Compensation d'amplitude

Les changements de température font plus que déplacer le zéro d'une balance, ils affectent aussi l'amplitude de la réponse des cellules de charge. Le phénomène est généralement minime, mais il existe. Dans le cas où cela vous poserait un problème, le Yocto-Bridge peut corriger ces déviations en fonction de tables de correction préalablement injectées.

Excitation AC

Mesurer précisément la sortie d'une cellule de poids implique d'être capable de mesurer des différences de tension de l'ordre de 10nV. A cette résolution, les effets thermocouple entre les soudures et les conducteurs dans l'électronique de mesure peuvent commencer à se faire sentir, mais il est possible de les annuler en appliquant l’excitation dans un sens puis dans l'autre. C'est pourquoi le Yocto-Bridge peut fournir aussi bien une excitation DC qu'une excitation AC.

Correction de linéarité

Les cellules de poids ne sont jamais parfaitement linéaires. Comme tous les capteurs Yoctopuce, le Yocto-Bridge peut corriger les défauts de linéarité en fonction d'une table préalablement injectée dans le module.

Précision

Le Yocto-Bridge est basé sur un convertisseur Analogique/Digital 32bits fabriqué par Texas Instruments. Ce convertisseur haut de gamme est équipé de filtres avancés et vous permettra d'espérer une précision de l'ordre de 0.01% pour peu que le Yocto-Bridge soit utilisé avec des cellules de bonne qualité. En effet, vous ne pourrez probablement pas convertir votre balance de cuisine à 15 euros en balance de bijoutier, mais si vous investissez dans une bonne cellule vous obtiendrez des résultats remarquables.

Le Yocto-MaxiBridge

Le Yocto-MaxiBridge
Le Yocto-MaxiBridge


Les petites balances sont souvent basées sur un plateau qui repose sur une seule cellule de poids. Mais dès qu'on a affaire à des charges volumineuses, il devient assez difficile de les stabiliser sur un seul point, c'est pourquoi les grosse balances utilisent généralement 4 cellules. D'où le Yocto-MaxiBridge qui est l'équivalent du Yocto-Bridge avec quatre entrées. Chacune des entrées est mesurée à tour de rôle comme une balance indépendante et le Yocto-MaxiBridge fait automatiquement l'addition. Le nombre d'entrées à utiliser est bien sûr configurable, vous pourrez construire des balances à 4, 3, 2 ou une cellule. Notez que rien ne vous empêche d'utiliser le Yocto-MaxiBridge pour gérer jusqu'à quatre balances complètement indépendantes.

Une des balances qu'on a contruites pour tester le Yocto-MaxiBridge
Une des balances qu'on a contruites pour tester le Yocto-MaxiBridge

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Démo

Pour terminer, voici une petite démo d'un Yocto-Bridge connecté à une balance faite maison elle-même basée sur une cellule Variohm AL6B-L-0.3kg-0.4B. Ce petit bricolage, réalisé en moins d'un après-midi, a une capacité d'environ 250g et une précision de l'ordre du centième de gramme.

  

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