AOP sur Filtre inverseur pour THC - Table CNC Plasma

[Scarabe24]

Bonjour,

Je suis mécanicien de formation mais pas électronicien.

Je conçois et construit une table de découpe plasma de 2mx1m utiles de capacité.

J'ai rajouté un THC (contôle de hauteur de la torche) de ma conception.

Devant le THC j'ai mis un diviseur de tension (absent sur mon poste) et un filtre.

Ensuite j'ai trouvé un truc génial qui s'appelle Ampli opérationnel qui permet de faire des merveilleuses choses !

J'en ai donc utilisé un pour inverser ma tension issue du diviseur (car elle est négative par rapport à la masse de l'outil et je ne veux pas avoir plusieurs masses sur ma machine).
Et puis j'en ai utilisé un autre (AOP) pour générer le signal "ARC OK" très utile pour détecter les défauts d'allumage de la torche.
Par bonheur j'ai acheté un assortiment qui contenait un double AOP NE5532P que j'ai intégré à ma carte.

Mon schéma de montage est joint à ce message (oui il comporte des erreurs de débutant sûrement).


Bon tout est pas mal et fonctionne à peu près mais j'ai grillé mon premier NE5532P qui n'était pas protégé sur ses entrées.

Alors là je commence à sentir la confusion m'envahir car je ne comprends pas très bien qu'est-ce que peut supporter l'AOP sur ses entrées et la lecture de la datasheet ne fait que des noeuds dans ma tête !

J'ai lu qu'il ne fallait pas dépasser les tensions d'alimentation VCC+ / VCC- sur les entrées !?...


Question 1 : Quelles sont les règles à respecter concernant les entrées de l'ampli opérationnel ?

Question 2 : la tension VCC- à (-5V) de mon circuit est-elle pénalisante (j'ai testé à l'oscilloscope et ça fonctionnait, voir les captures ci-jointes) ?

Question 3 : Si je mets une zener en entrée qui limite la tension à (-12V) est-ce suffisant ?


Merci d'avance pour votre aide, je ne trouve pas tout seul.


François

[papyblue]

Bonjour,
Il n'est pas conseillé d'injecter une tension supérieure (en valeur absolue) aux alimentations (voir $7.1 de la spécification). Alimenter votre montage en + et - 15V sera préférable.

[Scarabe24]

Bonjour,
Je vous remercie pour votre réponse, même si je ne comprends toujours pas le fond du problème !...

[papyblue]

Bonjour,
Le fond du problème c'est votre question n°1:
Si vous injectez une tension supérieure aux alimentations vous allez avoir un fonctionnement non linéaire de l'amplificateur et vous risquez même de le détruire. Pour régler le problème, soit vous adaptez le signal d'entrée pour qu'il se conforme aux exigences de l'amplificateur opérationnel tel que vous l'avez alimenté soit vous modifiez l'alimentation de celui-ci (dans les limites de ce qu'autorise le fabricant) pour qu'il traite correctement votre signal.

[Scarabe24]

Bonjour,

J'ai bien pris en compte vos recommandations et mon montage fonctionne correctement, je vous en remercie.

J'ai cependant un souci avec les perturbations liées au fonctionnement du plasma, ce qui est bien connu.
Je souhaiterais donc isoler la partie commande de la partie puissance au niveau du signal analogique de tension de l'arc, après le pont diviseur (-5V/masse en sortie pont actuellement).

Je réfléchis à plusieurs solutions :

  1/ Conversion en PWM / transmission par photocoupleur / conversion PWM en analogique / traitement THC
  2/ Conversion numérique par un microcontrôleur / transimission Bluetooth / traitement THC
  3/ Traitement THC direct du signal -5V (microcontôleur local sur plasma) / liaison contrôleur CNC par optocoupleurs (commandes pilotes moteurs PAP, signaux de commande utilisateur, ...)

Plus simplement : comment transmettre un signal analogique sans liaison électrique (masses séparées) ?

La conversion numérique paraît indispensable mais comment éviter de rajouter un microcontrôleur ?
Il existe des circuits spécialisés comme le LTC6992 (analogique > PWM) et le LTC2644 (PWM > analogique) mais est-ce une solution adaptée à cet environnement (solution 1/ ci-dessus) ?

[papyblue]

Bonjour,
Oui vous avez raison, le plasma est un magnifique générateur de perturbations de toutes sortes. J'ai moi-même galéré avec une CNC sous mach3 qui plantait au démarrage de la torche.
L'isolation galvanique est fortement conseillée (et même plus), elle peut être double comme dans le diagramme joint d'un THC du commerce.
D'une manière générale les règles de l'art de la CEM  doivent être respectées (en particulier masses et blindages) car l'isolation galvanique ne protège pas des problèmes de rayonnements.
Les solutions que vous proposez sont à priori envisageables, les plus simples sont souvent les meilleures. 

[Scarabe24]

Je viens de trouver ce module d'isolement qui pourrait correspondre (version 10V>5V pour moi) :
Module d'isolement
Le temps de réponse donné est de moins de 10 ms, ce qui me convient.

C'est bien la solution la plus simple et la plus souple aussi car elle n'impacte pas la configuration de la machine ni du THC.

Je vais séparer les masses machine / armoire contôleur complètement (elles étaient communes).
Je rajoute une prise de terre locale pour la table de coupe.
Je rajouterai un transformateur d'isolement sur l'alimentation du plasma si cela ne suffit pas.

Nous avons déjà réalisé une machine qui fonctionne avec un module THC local côté plasma (solution 3/ ci-dessus), mais je préfère conserver le THC et le contrôleur ensemble pour garder la liberté des raccordements entre eux, sans devoir passer par des optocoupleurs car les modifications sont lourdes de conséquences avec cette configuration.

Merci pour votre réponse.

[Scarabe24]

J'ai moi-même galéré avec une CNC sous mach3 qui plantait au démarrage de la torche

Qu'est-ce qui a été déterminant pour résoudre ce problème dans votre cas ?
Avez-vous séparé les masses ?

[papyblue]

Bonjour,
Le problème ne venait pas de la THC (pas encore connectée) mais d'une rallonge de port parallèle qui avait un blindage insuffisant (et se comportait comme une antenne)
Chinesische Qualität !
La suppression de cette rallonge a résolu le problème.