Mesurer une tension (CAN)

Principe

La mesure d’une tension par un microcontrôleur est prise en charge en interne par un Convertisseur Analogique-Numérique (CNA).

Ce type de conversion est importante en sciences physique. Par exemple, elle permet d’obtenir la mesure d’une grandeur physique provenant d’un capteur sous la forme d’une tension électrique.

Entrées analogiques de l’Arduino Uno R3

Le microcontrôleur de l’Arduino UNO intègre 6 entrées analogiques disponibles sur les broches A0 à A5. Par défaut, la tension d’entrée doit-être comprise entre 0 V et 5 V (Vref).

Le conversion renvoie un nombre entier naturel sur 10 bits compris entre 0 et 1023.

La résolution analogique (quantum) est donc :

\[{q=\dfrac{5}{1023} \approx 4,89\,mV}\]

Avertissement

Le tension appliquée sur les entrées analogiques doivent être strictement comprise entre 0 V et 5 V sous peine de détruire le microcontrôleur.

Montage

Un potentiomètre (pont diviseur de tension) est branché entre la masse (GND) et la tension d’alimentation (5V). Ce potentiomètre délivre donc une tension réglable en 0 V et 5 V sur l’entrée A0.

Programme Arduino

Le programme suivant lit la tension sur l’entrée A0 et affiche sa valeur (en volt) dans le moniteur série du logiciel Arduino IDE.

/*
 * Lecture de l'entrée analogique A0 sur le port série.
 */

int N;           // Entier lu sur A0 compris entre 0 et 1023 (10bits)
float tension;   // La tension calculée à partir de N

void setup() {
  Serial.begin(9600);   // Paramétrage port série
}

void loop() {
  N = analogRead(A0);                    // Lecture valeur sur A0
  tension = N*5.0/1023;                  // Calcul de la tension
  Serial.print("Valeur lue sur A0 = ");
  Serial.println(N);                     // Affichage valeur sur A0
  Serial.print("Tension = ");
  Serial.println(tension);               // Affichage de la tension
  delay(1000);                           // temporisation de 1 s
}

La fonction analogRead(A0) retourne un entier sur 10 bits compris entre 0 (pour 0V) et 1023 (pour 5V).
L’expression N*5.0/1023 calcule la valeur de la tension en volt.

Applications

Interface avec un circuit comportant un capteur.
Un potentiomètre est un capteur de position.