Surveillance de la Tension avec un Circuit Comparateur de Fenêtre : Un Guide Pratique

 Imaginez un circuit capable de surveiller la tension d'une batterie de voiture et de vous avertir lorsqu'elle est trop faible ou trop élevée. Ce genre de dispositif est essentiel pour garantir la longévité de votre batterie et éviter les pannes imprévues. Dans cet article, nous allons explorer un circuit comparateur de fenêtre qui surveille une tension d'entrée et déclenche une alerte lorsque cette tension sort d'une plage définie. Le tout est simple à comprendre et à mettre en œuvre, même pour les débutants en électronique.

Comment Fonctionne le Circuit ?

Ce circuit fonctionne en surveillant la tension d'entrée et en la comparant à deux limites prédéfinies : V1 et V2. Si la tension d'entrée dépasse V1 ou descend en dessous de V2, une LED s'allume pour indiquer que la tension est hors de la plage de sécurité.

Les Composants Clés

1. Amplificateurs Opérationnels (Op-Amps) MOSFET CA3140 :

   • Ces amplificateurs sont utilisés dans ce circuit en raison de leur faible décalage de tension de sortie et de leur capacité à commuter près de 0 volts. Cela les rend particulièrement adaptés pour cette application.

2. Diodes 1N4148 :

   • Deux diodes 1N4148 sont utilisées pour former une porte "AND" à la sortie des amplificateurs opérationnels, garantissant que la LED s'allume uniquement lorsque la tension d'entrée est en dehors des limites définies.

3. Résistances :

   • Une résistance de 10kΩ est placée en série avec la tension d'entrée pour protéger les entrées des amplificateurs opérationnels.

4. LED :

   • La LED est l'indicateur visuel qui s'allume pour signaler que la tension est hors des limites sécurisées.

Mise en Œuvre Pratique

• Ajustement des Limites :

  • V1 et V2 sont les tensions limites que vous définissez pour surveiller la tension d'entrée. Par exemple, pour une batterie de voiture, vous pouvez fixer V1 à 14V pour indiquer une surcharge et V2 à 11V pour indiquer une batterie faible.

• Alimentation du Circuit :

  • Il est crucial que la tension d'alimentation (Vcc) soit au moins 2 volts plus élevée que la tension d'entrée maximale. Par exemple, si vous surveillez une batterie de 12V, Vcc devrait être d'au moins 16V.

Utilisation du Circuit

Lorsque la tension d'entrée est entre les limites V1 et V2, rien ne se passe, et la LED reste éteinte. Mais si la tension dépasse V1 ou descend en dessous de V2, le circuit réagit :

• Surtension :

  • Si la tension d'entrée dépasse V1, le premier amplificateur opérationnel (CA3140) bascule sa sortie à presque la pleine tension d'alimentation, allumant ainsi la LED pour indiquer une surcharge.

• Sous-tension :

  • Si la tension d'entrée descend en dessous de V2, le second amplificateur opérationnel fait de même, allumant la LED pour signaler une batterie faible.

Conseils pour l'Assemblage

• Précision des Limites :

  • Les limites V1 et V2 doivent être ajustées avec précision en fonction de l'application. Un potentiomètre peut être utilisé pour un réglage fin de ces valeurs.

• Protection du Circuit :

  • Assurez-vous que les amplificateurs opérationnels sont correctement alimentés et que les diodes sont installées dans le bon sens pour éviter tout dommage au circuit.

Conclusion

Ce comparateur de fenêtre est un outil précieux pour surveiller des tensions critiques, comme celles des batteries de voiture. Facile à construire et à ajuster, ce circuit peut être un excellent projet pour ceux qui souhaitent en savoir plus sur les amplificateurs opérationnels et les circuits de surveillance de tension. Que vous soyez un amateur d'électronique ou un professionnel, ce guide vous aidera à mettre en œuvre ce circuit de manière efficace.