Application d'un circuit intégré à Effet HALL : AH1892
Ah1892_0

1    Le circuit AH1892
1.1    Nécessités techniques
1.2    AH1892
1.3    Sensibilité
2    L'application "capteur"
2.1    Rôle de l'aimant
2.2    Les contraintes de circuit imprimé
2.3    La soudure du AH1892
2.4    Positionnement du CI sur le compteur
2.5    Plages de masse
3    Circuits
3.1    Circuit d'essais
3.2    Deuxième circuit
3.3    Troisième circuit (plans)

4    Conclusions

Si vous arrivez directement sur cette page par un moteur de recherche, vous pouvez avoir accès à la table des matières et à chaque article, en page d'accueil.    L'accès se fait par l'un des deux liens en tête de colonne de droite ----->
Les questions correctes en fin d'un article recevront toujours une réponse, mais pas les questions par "CONTACTER L'AUTEUR" qui n'auront pas de REPONSE (car je suis obligé de répondre par mail).
A voir aussi  en colonne de droite (lien direct) ------> les articles "BONJOUR" ainsi que "INFOS rapides"... Il est déconseillé d'indiquer dans les commentaires ses coordonnées (mail, adresse ou téléphone).
Ce blog est modéré et vous pouvez demander simplement en tête de question à ce que vos informations restent confidentielles si nécessaire. Rien ne sera publié, mais ma réponse sera faite sur l'article correspondant (et non par mail).

 



Avant propos

Je n'ai pas l'habitude de faire la promotion de produits quels qu'ils soient, mais ce cas est vraiment très particulier, alors je ferai une exception, car il n'y a pas pléthore de choix en ce domaine… Il faut comprendre cet article comme une note d'application pour un thème spécifique tout en ayant aussi une large vocation généraliste sur la détection magnétique.

Suite à mes déboires de comptage électronique des index sur un compteur d'eau équipé d'un petit aimant permettant de comptabiliser les litres, (SAPPEL Altaïr), (Voir l'article paragraphe 8 "suivi") je me suis penché sur la question de remplacer l'ILS de comptage par un capteur plus fiable… mais magnétique nécessairement, puisque c'est un aimant qui tourne sur un axe !

Certes, dans mes déboires, je n'ai pas la certitude qu'il s'agisse bien de l'ILS en défaut, mais il y a beaucoup de probabilité pour cela.
Alors j'ai regardé ce qui se faisait en ce domaine, car la technologie a tellement évolué (Après l'avoir abandonnée durant de longues années) et je ne suis plus au courant de tout…

Bien entendu, je n'ai pas voulu, pour un projet d'usage personnel investir des sommes d'argent considérables, aussi le prix était un critère important, mais très loin d'être le seul !
Certes, il y a moyen de faire un projet industriel mais je préfère finalement y renoncer pour mûrir un peu mieux le projet, mais aussi pour garder quelque liberté de parole.

Un autre point particulièrement important est la consommation (en µA) ! Or je me souviens parfaitement avoir dit que ce type de capteur ne pouvais pas convenir, vu sa consommation intrinsèque, incompatible avec un dispositif alimenté par piles durant une bonne dizaine d'années.
On verra que ce problème a été contourné par les fabricants de circuits intégrés, et à ma grande surprise…

Je souhaitais aussi avoir un détecteur magnétique de bonne sensibilité car l'aimant situé dans le compteur en cause est incapable de coller un ILS sans un champ complémentaire, tant son intensité est peu élevée.

De préférence également, j'aurais aimé réutiliser l'électronique déjà existante pour ce compteur dont l'organe d'entrée est un simple contact sec ou assimilé. (Ainsi je pourrais lever le doute sur les précédentes différences de valeurs d'index entre le réel donné par la mécanique et celui donné par l'électronique).

1 Le circuit AH1892

1.1 Nécessités techniques

L'effet Hall reste le principe le plus adapté, mais à l'origine un peu trop gourmand en énergie pour une application prévue sur piles durant une dizaine d'années. Un tel circuit capable de remplacer un ILS tout en consommant très peu d'énergie est maintenant une réalité grâce très certainement à l'arrivée massive des micro contrôleurs dont la consommation peut être dérisoire en mode veille (Sleep).

J'ai donc re-balayé les circuits à effet Hall du commerce, pour examiner de nouveau les consommations que j'avais en mémoire (à l'époque), et aux alentours de la dizaine de milliampères, beaucoup trop pour une utilisation  décennale.
Dans un tel cas, la consommation totale d'un appareil (Électronique complète comprenant ce capteur) ne devrait pas dépasser environ 25µA sous une tension de 2.5 à 3 V pour durer environ une dizaine d'années.

Je me suis alors aperçu qu'il y avait plusieurs circuits capables de répondre à ces critères techniques, dont le principal avantage est la faible consommation, associée à une bonne sensibilité.

Un autre point est d'avoir un fonctionnement tout ou rien (TOR), car dans l'emploi prévu, la valeur précise du champ magnétique ne nous intéresse pas beaucoup, car seul un état "champ présent" ou champ absent (ou faible sans distinction de pôles) est utile.

J'ai oublié un détail important pour dire qu'il s'agit de champ magnétique permanent et non alternatif, mais je pense que vous aviez compris, car, si c'était un champ alternatif, d'autres méthodes seraient possibles (Et un ILS n'aurait jamais pu convenir).

Les nouveautés sont passées par là et le contournement de la consommation excessive a été réalisé par les constructeurs, bien entendu en diluant dans le temps la consommation et en faisant fonctionner "en pointillés" le circuit.
Le principal problème est de savoir ce que "en pointillés " signifie réellement…
Suivant quels critères le constructeur va-t-il réveiller le circuit ? Est-ce programmable ?

1.2 AH1892AH1892_4

Ce circuit intégré est fabriqué par le fabricant "Diodes Incorporated". C'est un commutateur magnétique à 5 broches dont 4 utiles, intégré dans un minuscule boîtier SOT553 dont les pins sont au pas de 0.5mm.

J'ai retenu ce circuit car il répond à plusieurs points importants de mon application :

- fonctionnement TOR avec basculement sur un pôle Nord ou Sud indistinctement.
- Consommation moyenne très faible de l'ordre de quelques µA
- Dimensions extrêmement réduites (SOT553)
- Sensibilité à 2 seuils, programmable par une pin (BSEL, High ou low)
- Tension de fonctionnement de 1.6 volts à 3.6 volts autorisant une alimentation par deux piles en direct.
- insensibilité à une tension pouvant baisser lentement (usure des piles)
- insensibilité à la température

Il peut pourtant avoir un inconvénient important qui est la conséquence de sa faible consommation… En effet, cette consommation réduite tient essentiellement dans le rapport temps de fonctionnement (T_awake), temps de repos (T_sleep) ou temps total (période).
Durant le temps de repos (T_sleep) le circuit consomme 2.5 µA et durant son réveil (T_awake) il consomme 2.1 mA. Ceci donne une consommation moyenne (T_Average) de l'ordre de 5 µA pour une tension de 2.5V

C'est donc en mettant en marche à intervalles réguliers et pour un temps très court que l'on obtient ces performances. Le temps de repos est très important et il faut que l'application arrive à se satisfaire d'un scan périodique correspondant à cette période de repos.
Ce temps déterminera la fréquence maxi de rotation par exemple.
Ce rapport est de 1000 et ce circuit fonctionne réellement 100 µs puis se repose 100 ms (valeurs maximum avec pour valeurs moyennes 50µs et 50ms).
Ces temps sont imposés et non modifiables.

NOTA : Cet éventail mini/maxi des spécifications de temps n'affecte pas heureusement la consommation moyenne car le rapport des temps reste constant à 1000.

La prouesse technique tient au temps très court de fonctionnement du circuit. Bien entendu l'acquisition de la mesure compte aussi, mais quand on sait qu'il faut démarrer un courant de quelques mA pour que l'effet Hall se produise, cela est une performance car il faut durant ce temps très court attendre une stabilisation de ce courant, (attendre que les capacités parasites soient chargées), acquérir la mesure, la stocker dans une bascule et couper ensuite l'alimentation, mais cette mesure doit aussi être indépendante de la tension et de la température et des corrections sont peut-être aussi ajoutées….

Cet inconvénient du fonctionnement "en pointillés" pourrait mettre en défaut notre application, car tout changement durant le temps de sommeil ne pourra donc pas être vu, ni traité ! Problème ?

Non, car on va "passer" assez largement pour les performances requises, mais le plus gênant, ce sont ces temps qui sont définis par des valeurs très "extensibles", car 50ms ou 100 ms ce n'est pas tout à fait pareil…!
Sauf à utiliser le temps le plus défavorable, il est difficile de donner des spécifications.

Pour fixer les idées, une impulsion toutes les 100ms donnerait au niveau d'un compteur d'eau 10L/s soit 36000 L/h, et on avait vu que l'on se contenterait de 1/8 de seconde. On est donc largement dans les spécifications à 100ms de temps de repos (Tsleep). La réalité en terme de volume ne devrait pas être en dessous de 7200L/h, et on devrait donc passer sans problèmes.

1.3 Sensibilité

Comme je n'ai aucune caractéristique sur la puissance de l'aimant entraîné par le disque index (disque rouge numéroté de 0 à 9 indiquant les1/10 deSAPPEL_01_04 litres), il m'était difficile de choisir un circuit particulier.
Outre son faible prix, ce circuit intégré m'a intéressé, par la sélection possible pour 2 sensibilités, et tous les critères déjà cités au paragraphe précédent.

On verra un point important à tout l'univers du magnétisme, qui est que la l'action diminue fortement en fonction de l'augmentation de la distance, et cela qualifie la sensibilité.

Cette sensibilité serait à priori de bonne valeur pour ce capteur, et je n'ai pas trouvé de sensibilité beaucoup plus fine dans les autres produits. Ne connaissant rien des valeurs du champ, j'ai opté par sécurité pour un circuit à 2 sensibilités (Rapport approximatif de facteur 2)

Le circuit lui-même a une épaisseur de 0.55mm, et la surface active non spécifiée (ultra petite) serait à 0.1mm du côté des pins et 0.3mm côté du marquage du circuit intégré (dessus).

Pour garder la meilleure sensibilité il serait théoriquement utile que le flux entre par le "côté pins". Cependant ce côté est réservé aux soudures du circuit intégré sur le circuit imprimé et se prête mal à cela.

(J'avais envisagé de creuser le CI pour loger à l'envers le circuit intégré, mais c'est vraiment trop fin pour l'amateur)

Aussi, il sera le plus souvent techniquement préférable que le champ magnétique attaque le circuit directement par la face "marquage" pour réduire au mieux la distance par rapport à la source. (Voir dans les paragraphes qui suivent).

Ce point de détail reste insignifiant à côté des distances en cause dans mon application. En effet la réalité des distances est de l'ordre de 5 mm entre le niveau du sommet de l'aimant et la surface de mesure. Cette distance est importante pour l'action magnétique d'un aimant déjà si petit et dont la puissance ne parait pas du tout "phénoménale".

Ce fait posera de toutes façons un petit problème pour une éventuelle étanchéité, car il est nécessaire dans cette hypothèse que le circuit intégré soit noyé en totalité dans une résine (Peut être avec un film semi-rigide faisant office de moule ?)

2 L'application "capteur"

Le but est donc de détecter la rotation d'un petit aimant concentrique à un axe faisant une rotation complète par litre passé.
Au niveau sensibilité, en raccordant la pin "BSEL" pour la plus forte sensibilité (GND ou VSS), la distance déjà évoquée de 5 mm environ, ne permet pas le fonctionnement direct du capteur.

Je pensais à tort qu'avec ce système électronique, il serait possible d'améliorer la détection. Il y a pourtant  amélioration, par rapport à l'ILS mais pas suffisamment à mon sens.

En effet, là aussi il a fallut ajouter un petit aimant pour "aider" la détection, mais cet aimant n'a plus besoin d'être aussi gros et un tout petit suffit maintenant pour obtenir une détection qui semble fiable.

2.1 Rôle de l'aimantAh1892_1

Le petit aimant ajouté a un rôle de repositionnement de l'induction à peu près au centre d'un Bops et Brps (Point vert sur la ligne verte)

(Induction-B  Operate Point South et Induction Release Point South.
Voir graphique issu du datasheet du constructeur)


En effet sans cet aimant, le flux reçu serait centré sur l'induction 0 gauss (flèche couleur magenta) et ne peut atteindre ni d'un côté ni de l'autre la zone Bops ou son symétrique négatif Bopn.

(On raisonnera uniquement sur les inductions positives pour la compréhension, mais ce sera identique pour le négatif, ce qui explique que quel que soit le pôle de l'aimant fournissant une induction complémentaire, ça fonctionne "pratiquement" à l'identique. La symétrie parfaite Nord/Sud n'est pas stricte mais excellente cependant)

La ligne B_hys représente la valeur de l'hystérésis (Valeur Bops-Brps) et cette valeur est quasiment constante à 10 gauss (pour le Nord comme pour le Sud).

Le fait de remonter le niveau d'induction entre les courbes Bops et Brps permet cette fois de basculer sur ces niveaux qui sont dépassés avec l'hystérésis qui est déterminée par la différence Bops-Brps.

Tout se passe comme si le point de fonctionnement était situé entre Bops et Brps dont l'hystérésis totale de 10 gauss peut être dépassé, de pas beaucoup, mais suffisamment car atteindre directement 20 gauss est impossible vu la distance.
Il faut donc une hystérésis totale supérieure à 10 gauss (ou > ± 5 gauss relatifs) si l'on est parfaitement centré entre Bops et Brps avec en valeur centrale le point de repos en l'absence de champ du disque index (champ perpendiculaire)
On aura alors une impulsion par tour du disque index.

NOTA :
Dans le cas où il y aurait une induction très importante (+- 50 gauss par exemple et sans aimant), le circuit donnerait alors deux impulsions par tour, ce qui compliquerait pour les performances dans notre application.
Je m'étais déjà posé cette question, et voilà la réponse qui est venue toute seule…Il faut parfois attendre…que ça tombe du ciel !

2.2 Les contraintes de circuit imprimé

Ce circuit intégré sera nécessairement soudé sur un Circuit Imprimé (CI). Le circuit intégré lui-même devra s'appuyer sur la face transparente de la surface de mesure (au plus près). Ceci implique que c'est la face cuivre qui sera en regard de la surface de mesure.
De façon contraire, j'ai tout de même réalisé un circuit sur de l'époxy de 1.6 mm, avec la face cuivre tournée vers l'extérieur avec le circuit AH1892 distant d'un peu plus de 1.6 mm de la surface de mesure, mais j'ai dû meuler pour réduire cette trop forte épaisseur, car la précision de position de l'aimant devient beaucoup plus pointue.

Cette formule doit être améliorée, car la sensibilité peut encore gagner par la réduction de la distance. En effet j'ai voulu à tort que le circuit soit bien calé et perpendiculaire à la surface de référence, mais c'est une erreur et une vue de l'esprit car il n'y a pas vraiment d'autre solution que de mettre le côté marquage du composant directement contre la surface transparente du compteur (au dessus du disque index), dans mon contexte d'un CI simple face et d'impossibilité d'un fraisage minuscule.

Pour maintenir le contact du AH1892 sur la surface de mesure, aucun autre composant CMS ne devrait dépasser l'épaisseur du circuit intégré AH1892 ou le mettre en l'air, car cela pourrait éloigner le AH1892 et rendre la proximité zéro du circuit, aléatoire avec la surface de mesure.

Cela reste légèrement délicat, car ce circuit fonctionne en impulsions de courant de rapport 1000 et son alimentation doit être munie d'un excellent condensateur réservoir situé au plus proche de lui.

La valeur est estimée à 10µF (Règle "pifométrique" ancienne du µF/mA) bien que le fabricant recommande seulement 100nF, ce qui me semble peu, au vu que tous les capteurs sont souvent éloignés du lieu de l'exploitation réelle du signal.

Le nec plus ultra serait de calculer les quantités d'électricité nécessaires pour maintenir la tension d'alimentation interne dans les limites, mais je n'irai pas jusque là.
Mettez donc 1µF par sécurité et n'en parlons plus !

Revenons donc au circuit intégré qui devra être retournéAH1892_7 (circuit AH1892 côté marquage contre la surface de mesure et en conséquence côté cuivre vers la surface de mesure).

Cela impliquerait que le condensateur ne doive pas dépasser les 0.5mm et ne pas mettre en bascule défavorable le circuit AH1892… Il n'est pas non plus possible réellement, de caler l'époxy pour que le circuit soit parfaitement parallèle à la surface de mesure. (Le condensateur est "petit mais encore trop gros").
(Voir croquis)

Il faudra donc éloigner le plus possible le condensateur CMS du AH1892
L'éloignement "moyen" rendra le double service d'une relative proximité, mais aussi d'une meilleure stabilité, tout en acceptant un léger angle d'incidence dans 2 directions.

Autant il est possible de réaliser cette condition assez facilement avec un circuit imprimé double face avec trous métallisés, autant cela devient difficile à traiter en simple face. Il faudra pourtant y arriver, car je n'ai pas la possibilité de faire du CI double face AVEC trous métallisés.

Ainsi la meilleure solution en CI simple face positionnera le circuit imprimé, capteur en biais avant/arrière avec de ce fait le AH1892 légèrement incliné sur la surface suivant deux directions. (S'agissant du cosinus phi de l'angle avec le flux, cela n'entraînera qu'une perte de flux utile de quelques 0.1%, ce qui est négligeable à ce stade.

Il vaut donc mieux ne pas être parallèle à la surface, que d'en être éloigné, car le flux est beaucoup plus important et la sécurité de fonctionnement est améliorée. Certes pour la satisfaction visuelle ce n'est pas agréable, mais c'est le plus efficace et sécurisant.

Il restera à sortir les 3 fils issus du AH1892 (VDD, VSS, Out) et devant se raccorder au circuit principal, et là aussi, pas question de réaliser une traversée du CI sans précautions car cela pourrait poser des problèmes de stabilité du AH1892. On reculera au maximum la sortie des 3 fils du AH1892 le plus loin possible du capteur pour que le circuit soit toujours en contact avec la surface active et diminuer ainsi l'angle d'incidence du flux pour être très proche de la normale à la surface de mesure (perpendiculaire)
Les raccordements des fils seront traversants, par connecteur ou directs, mais le dépassement des broches et de la soudure devra être maîtrisé au mieux pour optimiser l'angle et permettre le contact réel du circuit AH1892 avec la surface de mesure.

Bref toutes ces dispositions conduisent à un circuit capteur non parallèle à la surface de mesure mais stable. Cela est nécessaire pour un flux optimisé au mieux.
Cette optimisation de la distance permet de diminuer largement l'aimantation auxiliaire pour que le capteur fonctionne sans faille et facilite ainsi une meilleure insensibilité à des variations de distance entre l'aimant compteur et le circuit AH1892.
(La suppression du petit aimant auxiliaire ne sera pas possible cependant)

Dernière constatation sur ces têtes de compteurs, le fameux disque index rouge porteur de l'aimant est en mesure de bouger axialement et assez significativement (environ 1mm), suivant la position du compteur (Normalement verticale, mais les compteurs volumétriques peuvent être installés dans toutes les positions…)
La position normale d'un compteur est horizontale avec la tête orientée vers le haut, et mes essais sont faits suivant cette règle.
Il faudrait donc pour une position différente d'un tel compteur, éloigner un peu le circuit AH par une cale en plastique pour rester dans une symétrie du signal, gage d'une bonne fiabilité.
Après vérification cela n'a pas d'incidence et je ne constate pas de différences notoires.

2.3 La soudure du AH1892

Ce circuit avec les pins au pas de 0.5mm (SOT553) pose un petit problème de soudure manuelle et j'aurais largement préféré un SOT23 beaucoup plus "maniable".
C'est cependant un demi-mal car sur ce circuit ayant 5 pins à souder, (la pin 2 "not connected" n'est pas à souder...tant mieux !), la soudure doit être très fine.

Cela revient donc à souder un circuit 4 pins (très fines) au pas de 1 mm ! C'est mieux !

C'est donc réalisable et je viens d'en souder 3 exemplaires mais il faut travailler à la loupe et la soudure de diamètre 0.27 mm fait merveille ! (Merci Riri !)

Comme on utilise la plus haute sensibilité, les pins 3 et 4 sont sur une même ligne (masse) ce qui facilite encore la soudure et diminue les risques de débordement ou de court-circuit.


2.4 Positionnement du CI sur le compteur

"A l'époque", j'avais évoqué la difficulté de positionnement de l'ILS et préconisé de se caler par la petite surface compteur en forme de pseudo rectangle arrondi sur une face, et surélevée du reste de la face supérieure du compteur (souvent appelée surface de mesure)
C'est cette solution que j'ai effectivement retenue pour cet ensemble capteur.

Ma dernière réalisation n'a pas été aboutie jusqu'à l'extrême puisque j'ajoute encore une dernière modification permettant l'immobilisation du circuit capteur sur ce renflement de la surface, par pincement.
A cet effet les deux branches qui encadrent seront prolongées pour fixer dessus un petit ressort inox ou plus simplement un petit élastique qui bloquera le circuit et assurera la stabilité mécanique et en conséquence la sécurité du signal.

Mon prototype était seulement fixé par ajustement "dur" réalisé à la lime, mais je considère que c'est tout de même insuffisant pour un système vraiment fiable et cette fois dans des conditions différentes (Circuit retourné).

Le fait d'avoir maintenant une simple fourche (Sans le bec) est plus simple et permet le blocage (Voir §3.2).

Un petit évidement au dessus du disque index, non impératif, permet de limiter les points de contacts et de mieux voir les graduations du disque index pour les réglages de symétrie.

J'ai longtemps hésité sur la nécessité de pouvoir régler le CI suivant l'axe d'un rayon du disque index. Je viens de refaire des essais qui confirment que seulement à la périphérie du disque, la détection est moins bonne.
Une bonne position est donc environ à la moitié d'un rayon du disque index, et un réglage semble inutile. Il ne sera donc pas nécessaire de prévoir un déplacement radial.

Un dernier point que vous avez peut-être oublié est qu'il faut prévoir une petite place côté composants pour un morceau d'aimant d'un côté ou d'un autre du AH1892. De ce fait, le condensateur ne peut pas être placé trop près du AH1892.

2.5 Plages de masse

Je mets toujours un maximum de plages de masse, surtout pour l'immunité au bruit, mais aussi pour éviter la saturation du perchlorure de fer.
Comme on travaille en courant continu, j'ai mis des plages de masse proches du AH1892, mais je me pose la question des courants de Foucault induits dans cette plage, car l'aimant compteur tourne et crée donc une variation du champ magnétique qui pourrait (peut-être) affecter le signal par une diminution ?

Je pense préférable de supprimer cette plage de masse proche du capteur AH1892.

Dans cette optique, j'ai également ajouté en dernière minute une plage "épargne perchlorure de fer", ce qui permet de limiter la saturation du perchlo.

3 Circuits

3.1 AH1892_3Circuit d'essais

J'ai donc réalisé un premier circuit (d'essais) avec le circuit intégré AH1892, surtout pour voir si la soudure d'un tel circuit pouvait se réaliser facilement, mais aussi pour voir quelle sensibilité utiliser (BSEL) et où placer le capteur AH1892 sur la surface à la verticale du disque index rouge pour qu'il soit le plus sensible.
J'ai donc fait les essais avec ce circuit AH1892 d'essai, directement contre la surface de la tête compteur.

Ce circuit a également permis de déterminer l'aimant complémentaire nécessaire et sa position pour que le fonctionnement soit correct. (Aimant situé côté composants comme la LED)
 
La nature de l'aimant utilisé est identique au capteur avec ILS, (Joint magnétique de "frigo") mais c'est un beaucoup plus petit morceau. Il faut savoir que le côté plat représente un pôle SUD sans que la face opposée avec les angles arrondis ne soit un pôle réel.
Il y a deux pôles NORD situés au niveau de chaque épaisseur du joint. (C'est assez bizarre mais c'est ainsi ! ?)

Dans cette version j'ai coupé une tranche d'environ 1.5 à 2 mm puis coupé de nouveau cette fois en deux dans la largeur. Ces essais ont été réalisés en plaçant au mieux le AH1892 contre la surface du compteur.

La position suivant un rayon du disque rouge reste floue, et c'est vers le milieu d'un rayon que l'on aurait la meilleure sensibilité.
On touche à ce niveau à tout le "bricolage" qui permet le fonctionnement…! Une fois la position trouvée, un peu de colle cyanoacrylate immobilisera l'aimant. (à conforter définitivement par une colle bi-composants)

Ce montage d'essai a juste besoin d'être alimenté (2.5V dans mon application) et comme il y a une sortie, pour éviter tous les raccordements et les fils de mesures, j'ai placé une LED avec 4.7K sur la sortie, ce qui me permet durant ces essais, de voir instantanément le fonctionnement.

ATTENTION : Ne pas alimenter en traditionnel 5V car la limite est de 3.6V
 

3.2 Deuxième AH1892_5circuit

(Photo ci-contre) Le deuxième circuit a pris en compte la forme de la tête du compteur et cette fois encore la réalisation aurait pu être améliorée comme déjà indiqué, par un pincement obtenu avec la prolongation des branches de la fourche. (Je pense que c'est la solution la plus simple et la plus fiable).
(Cette solution empêchera comme toutes les autres la fermeture du capot du compteur, mais c'est accepté par défaut, car c'est déjà le cas par exemple lors de la mise en place des têtes radio du constructeur, où le capot devait être retiré et remplacé par un autre…)

Ce rôle du capot est seulement une protection mécanique d'objets pouvant détériorer la tête du compteur, et n'a pas de véritable autre utilité, car les éventuelles boues des regards peuvent toujours masquer un peu (ou beaucoup) l'index.

 

AH1892_6
Contrairement au premier circuit, j'avais "tenté le diable" et décidé de faire la détection par le dessus du CI avec 1.6mm de plus (épaisseur du CI) pour que le CI soit bien à plat, mais ce n'était pas une bonne idée car la sensibilité a été amoindrie de façon assez conséquente, mais cela me permettra de continuer tout de même les essais…
(Constaté par la modification du facteur de forme du signal)

Il est fort probable que je réalise une troisième version avec une prolongation des dents de la fourche pour un blocage par pincement avec cette fois le AH1892 côté cuivre du CI en contact direct avec la surface du compteur.

Les plans sont faits et je continue cependant l'essai N°2, qui pour l'instant donne satisfaction depuis 3 jours.
(Ce système sera plus sécurisant que le deuxième modèle).

Sur ce 3ème CI, j'ai reconduit la LED pour faire un calage de l'aimant plus facile. Une fois cela réalisé, le circuit de la LED sera coupé par un STRAP, pour éviter une consommation de tout de même 200µA, ce qui serait beaucoup trop pour durer au moins 10 ans. En cas de problèmes, il sera toujours possible de refaire la liaison !

La LED extrêmement petite étant côté cuivre, elle ne serait plus visible de l'extérieur, aussi il est nécessaire de percer un petit trou dans la zone non cuivrée de l'empreinte de la LED (0805) et de souder la LED à l'envers (partie lumineuse contre le circuit imprimé).
La lumière arrivera donc par ce petit trou et au mieux on peut ajouter un petit morceau de fibre lumineuse qui améliore encore cette visibilité, (qui n'a lieu d'être utile que durant la phase de calage de l'aimant)

3.2 troisièmAH1892_3_implante circuit (Plans)

Je n'attendrai pas d'avoir réalisé ce circuit pour publier, qui au vu des précédents ne devrait que confirmer, même en mieux les résultats précédents. Je ne pense pas qu'il y ait trop de surprises...

Bon, j'ai eu un remords... ! C'est fait ! voici les différentes photos...

Je donne les plans, et n'oubliez pas que ce circuit sera placé côté cuivre contre la surface de mesure, et qu'il sera nécessairement non parallèle à la surface de mesure. (Plans non //)
Le AH1892 devra toucher cette surface.

L'épaisseur des soudures du connecteur et l'épaisseur du condensateur devront toujours permettre de garder appui de référence sur le "rectangle" de positionnement (---> Ne pas dépasser 1.6 mm par rapport à la face cuivre).

AH1892_3_Typon_specialIl sera pourtant nécessaire vu l'épaisseur du condensateur de ~10µF de meuler l'extrémité de la  branche du AH1892, pour permettre le positionnent du AH1892 contre la surface de mesure.
Il est même conseillé pour éviter un vrillage trop prononcé du circuit de meuler également l'autre branche.

Une petite entaille (ne figurant pas sur les plans) est également nécessaire pour éviter l'extrémité de la partie transparente du totalisateur.

Si vous désirez un fichier à l'échelle vous pouvez AH1892_3_Typon_special télécharger le fichier .TIF du typon.

100_6327100_6329En ce qui concerne les performances, celles-ci sont vérifiées sur la vieille tête compteur de la photo, et on est vraiment au mieux.

Seul un circuit double face ajouterait l'aspect rationnel sans bricolages, et je ne pense pas qu'avec les moyens du simple face il soit possible de faire mieux.

Le circuit est légèrement incliné côté du ressort et très légèrement vers le bas. La "vrille" a été fortement réduite par le meulage de la deuxième 100_6338branche.

On peut voir aussi l'efficacité de la LED qui éclaire par le trou de 1mm et un tout petit morceau de fibre optique (avec 200µA), alors qu'elle est soudée à l'envers sous l'époxy.

Enfin vous pouvez voir le petit aimant collé par la tranche coupée et c'est le pôle Sud qui fait face au AH1892 et complémente le champ magnétique.

Le strap (de couleur verte) permet le réglage pour le collage de l'aimant (sans aucun autre montage et seulement avec une alimentation 2.5V). Il sera ensuite retiré lors du fonctionnement normal.

4 Conclusions

Cet article se veut simplement une aide pour utiliser au mieux ce circuit intégré dans l'application du comptage des index de compteurs d'eau (ou autres systèmes similaires).
(Le CI réalisé convient pour une majorité des compteurs de la marque SAPPEL équipés de ce type de tête de comptage).

Il n'y aura pas de publication de l'ensemble électronique complet qui pourrait également être intégré sur le circuit déjà décrit et donc créer ainsi un système complet. (La nécessité d'un circuit double face est évidente dans ce cas)

Cette utilisation du circuit AH1892 ouvre également d'autres horizons pour tout ce qui est de la détection magnétique TOR, notamment pour remplacer tout ce qui est switchs ou ILS. (girouette...etc...)

Juste une parenthèse pour dire que 5 à 10 µA reste tout de même une consommation faible, MAIS non négligeable et que l'ILS utilisé sur le montage électronique pour indiquer que l'on entre en programmation restera utile et ne pourra pas être remplacé dans le contexte, hormis s'il était alimenté par une sortie du PIC car cette consommation permanente reste trop élevée dans ce contexte pour une utilisation unique. (Mais quand l'alimenter ?...)

On comprendra qu'une forte puissance de l'aimant du compteur serait la porte ouverte à toutes les tricheries possibles, (blocage par un aimant extérieur puissant = fraude magnétique)

Si vous regardez le schéma de l'article concernant l'électronique appliquée à ce compteur, vous devrez supprimer la résistance R2 mais surtout le condensateur C2. (lien sur cet article §4)
En écrivant cette dernière phrase je viens de vérifier ce que je dis et j'ai oublié de retirer R2, mais ça fonctionne tout de même correctement.
Cependant cette résistance R2 n'est pas nécessaire du fait de la sortie du AH1892 sur 2 MOSFET complémentaires, ce qui est d'ailleurs indiqué "no external pull-up required" ! Vous éviterez ainsi une consommation parfaitement inutile.
(C2 était utile pour d'éventuels rebonds de l'ILS)

(Lors de la nouvelle correction de programmation de l'électronique pour compteur SAPPEL, j'ai profité de supprimer  R2 et bien entendu sans aucune conséquence fonctionnelle).

Ce capteur vous a intéressé et vous l'avez mis en oeuvre, ne manquez pas d'envoyer un commentaire pour les autres lecteurs.

bricolsec