Encore une question qui découle de mon projet en cours (hé oui, c'est ça
quand les nuls se mettent à avoir des idées...), elle à déjà été posé il y'a
longtemps mais je ne trouve pas dans les archives...
Comment, en pratique, calcul t-on la forme et la longueur d'une resistance
de faible valeur que l'on voudrait dessiner sur un circuit imprimé ?
("shunt" destiné à la mesure d'un courant, ou resistance de limitation de
courant de court-circuit par exemple)
Je vois bien la fameuse formule R=rho*L/S, en cherchant sur le net j'ai
trouvé une autre du genre R=46x10^-5*L/l
Si j'applique ces formules, pour une valeur souhaitée de 3.6ohms, et une
largeur de piste de 3.5mm (courant de 1A) je trouve une piste d'une longueur
qui va de 26 à 27 m suivant la forumule utilisée...
Si je reduis au minimum que je sais graver (0.1mm) j'arrive toujours à
quelque chose entre 74 et 78cm
Je me vois mal caser 75cm de piste sur un CI d'une part, et faire passer 1A
dans une piste de 0.1mm sans que ça chauffe et donc que la valeur de ma
resistance ne dévie beaucoup, d'autre part...
J'ai bon dans mes calculs ? si oui c'est sans doute qu'il faut que
j'abandonné l'idée de ce genre de resistance avec une si grosse valeur...
Merci d'avance !
( 1A dans 0.1mm, ca me parait beaucoup...)
--
hpspt
Fait gaffe, selon la qualité de ton cuivre, rho peut varier.
> Si je reduis au minimum que je sais graver (0.1mm) j'arrive toujours à
> quelque chose entre 74 et 78cm
> Je me vois mal caser 75cm de piste sur un CI d'une part,
je vois pas le probleme. Imaginons que tu as 1m de piste de 0.1mm de
large; tu la met en S, avec 0.1 de blanc entre deux pistes, sur une
plaque de 10cm de large (je pars d'une plaque format Europe 100x160). Tu
enroule donc 5 pistes par cm de plaque, soit, 5 fois 10cm = 50cm. Tu
rentre donc 1m de piste sur 2cm de plaque.
Un autre calcul te donnerait un carré de 4x5cm ... ca te semble si gros
que ca ?
oups ... erreur de calcul ... tu sais faire des pistes de 0.1 milimètre
? bon, alors je vais etre gentil, et espacer de 0.2 ... refait les
calculs, tu tombe sur un carré de moins de 5cm x 1.3cm ...
> et faire passer 1A
> dans une piste de 0.1mm sans que ça chauffe
Mais c'est le but ! C'est parce que ca chauffe que ca résiste, et que tu
peux atteindre un équilibre entre température et courant. Au zero
absolu, tout serait conducteur parfait; c'est grace au fait que tu ne
soit pas au zero absolu qu'une résistance ... a une résistance !
Par ailleurs, le cuivre d'une plaque gravée est choisi pour etre
conducteur, pas pour etre résistif ! il est "normal" que tu tombe sur
une grande valeur.
Déjà, réduit la résistance visée; essaye de viser moins de 1R, moi je
préfère travailler en 0.1R.
3.6R, ca fait 3.6V par ampère ...
U=RI
P=UI
P=U2/R
P=IR2
La puissance à dissiper monte avec le carré de la tension; si tu as une
régulation en tension, ça va etre dur pour la piste. Si tu as une
régulation en courant, tu aura P=Ix13 ... soit 13W par ampère. diminue
ta résistance, tu diminuera au carré la puissance.
Par ailleurs, n'oublie pas les effets de bord d'une gravure: l'acide
attaque TOUJOURS les bords d'une piste; plus ta piste sera fine, plus sa
largeur exacte sera incertaine. Si en plus tu insole en UV, tu ajoute le
flou optique du transfert ... (je préfère le transfert directe d'encre
par rouleau à chaud: pas d'UV, pas de révélateur, moins de chimie, et
meilleur précision des pistes)
Le problème n'est pas la chauffe, mais la dissipation. A toi de calculer
ta puissance, en fonction de la tension. Je pense que 5x1cm, tu peux
facilement entrer 2W dedans (compare à surface égale avec une résistance
de puissance: ils te vendent des 7W qui font 5cm par 1cm avec 4 cotés ...)
> et donc que la valeur de ma
> resistance ne dévie beaucoup, d'autre part...
Pourtant, c'est tout l'intérret: plus ca chauffe, plus la résistance
augmente, ce qui introduit une non linéarité dans l'usage du composant,
et augmente le coefficient de contre réaction du circuit !
Tu peux aller encore plus loin: intégrer au milieu de ta zone une sonde
de température (par exemple, une CTN ou un TC1047) qui va encore ajouter
un coefficient dans ton system ... afin de compenser, ou renforcer la
non linéarité (t'a pas un AO qui traine à configurer en additionneur ?)
> J'ai bon dans mes calculs ? si oui c'est sans doute qu'il faut que
> j'abandonné l'idée de ce genre de resistance avec une si grosse valeur...
J'ai pas d'expérience dans ce domaine; ça m'empèche pas d'avoir une idée.
Commence par prendre une piste en 0.2, et viser 1R max. Ensuite, trace
un joli S avec 20% de rab, avec deux rampes épaisses de facon de
pouvoire ajuster, et te souder au bon endroit sur le S, pour compenser
les aléas de gravures.
***
Je suis trop bête; j'ai très souvent besoin de 1R, j'avais jamais pensé
à en graver; ca coute une fortune en boutique. C'est une méga idée que
tu viens de me rappeler :)
--
>o_/ DEMAINE Benoit-Pierre (aka DoubleHP) http://benoit.demaine.info/
If computing were an exact science, IT engineers would not have work \_o<
"So all that's left, Is the proof that love's not only blind but deaf."
(FAKE TALES OF SAN FRANCISCO, Arctic Monkeys)
> Comment, en pratique, calcul t-on la forme et la longueur d'une resistance
> de faible valeur que l'on voudrait dessiner sur un circuit imprimé ?
> ("shunt" destiné à la mesure d'un courant, ou resistance de limitation
> de courant de court-circuit par exemple)
simple point de détail : regarde le coeff de variation de résistance du
cuivre avec la température.
Je crois que ça fait 25% en 20 et 70°
À toi de voir si ça colle pour ton appli
En fait il me faut 1.25ohm c'est déjà plus raisonable, avec une piste de
0.25mm je trouve quelque chose comme une longueur de 1.30m, ça j'arrive à le
caser sur mon circuit !
Il m'en faut une autre de 0.09ohms, là ça devrait être facile a faire
rentrer...
Je vais refaire les calcul avec une densité de courant de 20A/mm² et
j'aviserais.
En tout cas merci à ceux qui m'on confirmé que je ne me suis pas planté, je
vais pouvoir passer à autre chose.
(Comme je dois faire plusieurs de ces circuits, je pense que je vais les
faire produire par une société spécialisée, même si c'est un peu plus chère,
j'en ai marre de graver mes circuits, de peter des forêts hors de prix et de
me faire chier a poser les rivets pour les vias... J'espère ainsi que la
largeur des pistes sera beaucoup moins aleatoire qu'une réalisation perso)
> ( 1A dans 0.1mm, ca me parait beaucoup...)
J'ai un stoque de plaques, et je sais plus trop ou je les aies achetées;
y a une épaisseur commune ? ou ça varie beaucoup selon les boutiques ?
Une majorité de mon stoque vient de chez Selectronique; c'est 35um de
mémoire ?
Je trouve que pour mes plaques en 35u, pour 1A, il faudrait une piste de
1.428 mm de large; comptons 1.5mm.
S=0.0525 mm2
R=46x10-5*L/l
L=Rxl/(46x10-5)
R=1R
L= 1*1.5e-3/(46e-5) = 3.26m
R=0.1
c'est linéaire: 33cm.
Comme je ne suis pas certain que le 46e-5 soit pour une plaque de cuivre
de 35um, je repars du rho surfacique.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Cuivre
donne
Conductivité électrique 59,6×10e6 S/m
soit
L=R*S/rho
L=R*5.25e-8*(59.6e6)
(purée, http://fr.wikipedia.org/wiki/Cuivre donne la conductivité,
http://en.wikipedia.org/wiki/Copper donne la résistivité, mais, les
chiffres sont bien inverses l'un de l'autre, donc hop, je ruse)
R=1R
L= 3.129m
R=0.1R
c'est linéaire => 32cm.
Bon, deux méthodes de calcule donnent le même résultat.
***
Coté surface de cuivre, bah, faut tout recommencer.
J'ai une piste de 1.5mm, je laisse 0.5 de vide. Soit, 5 passages par
centimètre, soit, toujours sur une plaque europe de 10cm de large, un
mètre de piste tous les 2cm de carte. Pour 1R, tu as donc besoin de 6.5
cm de carte europe. Pour 0.1R, tu as besoin d'un carré de 5cm x 1.2cm.
C'est donc vraiment pas compliqué; faut juste que tu accepte de revoire
un peu ton design, pour accepter d'utiliser une résistance plus faible.
De toute facon, plus tu réduis la résistance, plus tu réduis le
dégagement thermique de ta plaque, donc, la variation en température de
ce qu'il y a dans la boite (en présuposant que l'apli qui consomme soit
externe à la boite).
Oublie pas de prévoire +20%, et une piste épaisse sur au moins un bord,
pour pouvoire ajuster au besoin. N'oublie pas non plus que l'étain va
diminuer la résistivité; donc, tu dois prévoire des gros plots de
soudage, de sorte de ne pas mettre d'étain sur le S. Enfin, il est
indispensable de tropicaliser rapidement le S, de sorte que l'oxydation
ne fasse pas varier la résistance (et ça va arriver à l'échelle de la
semaine) (peinture, résine, laque ...)
Je viens de faire deux fois le calcul ... regarde mon post de 17h26.
> En tout cas merci à ceux qui m'on confirmé que je ne me suis pas planté, je
> vais pouvoir passer à autre chose.
Planté ? tu as juste oublié quelques facteurs :=)
> (Comme je dois faire plusieurs de ces circuits, je pense que je vais les
> faire produire par une société spécialisée, même si c'est un peu plus chère,
> j'en ai marre de graver mes circuits, de peter des forêts hors de prix et de
> me faire chier a poser les rivets pour les vias... J'espère ainsi que la
> largeur des pistes sera beaucoup moins aleatoire qu'une réalisation perso)
Faut une bonne colonne, ou, procéder comme j'ai indiqué il y a 2 mois
pour le percage.
[astuce] percer proprement sans colonne
fil que j'ai lancé le 3 octobre 2007.
Pour la gravure, je transfert au four d'impression; mille fois plus
précis que l'UV.
Je viens de voir, ma petite feuille excel donne la même chose, donc ça
confirme que j'avais juste, merci.
>
> Planté ? tu as juste oublié quelques facteurs :=)
Lesquels ?
(Je n'envisagais pas de faire passer 1A dans une piste de 0.1mm, c'est pour
l'exemple)
la densité de courant, et les aléas de la gravure. Je voulais te faire
réagire, parce que
> En tout cas merci à ceux qui m'on confirmé que je ne me suis pas planté, je
> vais pouvoir passer à autre chose.
... me semblait abandoniste; j'ai fait tous les calcults pour te donner
espoire, et montrer que c'est réalisable, pas que tu passe à autre chose
sans essayer !!!
Compare le cout de 4x5cm de plaque, contre celui de la réqiance
équivalente, annonce ton fournisseur, moi je suis certain qu'il faut
essayer.
NB: pour des catégories un peu plus lourdes que ton besoin actuel,
souviens toi que parfois, un MOS peut faire office de résistance
ajustable, ou fixe, en permetant des coutants, et de puissaces que tu ne
trouvera jamais au rayon "résistances". En effet, la résistance interne
de certaines classes de MOS est une fonction linéaire de la tension
appliquée sur la grille; mais pour seulement 1A, ce sera trop cher pour
ton projet actuel (un MOS à 1e20, comparé à une résistance de puissance
à 80c moyen ... c'est vite vu).
J'aimerais bien que tu me mail ton schéma (en PDF ou ps ou gv) quand tu
aura fini ton routage.
N'oublie pas, aussi, l'inductance qu'apportera ta résistance si elle n'est
pas doublement "bobinée" en sens inverse.
Ah ! on s'est mal compris alors ;-)
Quand je disais "passer a autre chose" c'est pas que j'abandonnais cette
solution, c'est que maintenant que ce problème est resolu, je vais pouvoir
me pencher sur un autre point de mon projet.
J'ai toujours eu l'habitude de travailler comme ça, resoudre les petits
problème un par un, chacun de leur côté avant de me mettre vraiment à la
"planche à dessin" pour faire schéma et typon. ^^
C'est quoi cette solution si cavalière ? ;) On vend du fil résistif qui a une
résistivité au mètre connue, et plus grande que le cuivre, quelques petits
tours, et hop!
Sinon, ravi de te revoir poster ici, faudra que je réponde à ton mail un de
ces quatre, quand j'aurais fini de déménager. :)
Meow!
--
cLx
Ben ouais mais le fil resistif il faut l'acheter, alors que la resistance
gravé dans le CI elle coute rien ou presque, et c'est toujours ça en moins à
assembler :-D
> Sinon, ravi de te revoir poster ici, faudra que je réponde à ton mail un
> de
> ces quatre, quand j'aurais fini de déménager. :)
A tiens, t'es dans les demenagements aussi... nous on remet ça bientôt (le
plus rapidement possible j'espère, pas evident de se loger en
Ile-de-France...) Tiens moi au courant quand tu seras installé ^^
je ne veux pas refaire tous les calculs car c'est plutot l'approche qui me
gene:
- pour faire un shunt de mesure pour 1A , il va falloir au moins 200mv de
chute de tension soit une puissance de 200mW: la piste risque de ne pas
resister longtemps et en plus la valeur aura une grande imprecision due a
l'epaisseur du laminage du cuivre et les tolerances de gravure.
- se servir d'une piste comme limitation de courant en cas de probleme ,
cela revient a dire graver un fusible, et donc la carte sera morte apres,
alors que tu pensais protection! Combien de cartes de sources diverses ai-je
vu avec une piste grillée suite a un composant defectueux: carte a changer,
sauf en bricolage ou je reconstitue la piste a vec des brins de fil souple
en prenant 3 A par brin ( a la louche).
Donc mon conseil:
il existe des shunts pas cher chez Conrad ( au moins allememagne)
mettre les protections et limitations en dehors de la carte: il est plus
facile de changer un fusible d'une carte que de changer une carte et cela
revient moins cher.
Il est sur que cela reviendra plus cher a produire ( pas beaucoup).
Mais cela fait partie des petits details qui font qu'un materiel est moins
cher a l'achat mais doit partir a la benne a la premiere panne, et cela plus
cher a l'achat mais qui depannable.
Désolé de ce petit cours sur les regles de base de la qualité de conception
d'un produit. Les deux se defendent il suffit de connaitre l'objectif final
--
Alain
"Adrien Gaudel" <adrien...@stable-boy.net> a écrit dans le message de
news: 478e20bc$0$878$ba4a...@news.orange.fr...
Tu veux dire que le S n'est pas bon ? faut un double escargot ?
Celà ne dépend que de la densité de courant. si l'on respecte les
20A/mm2 préconisés par Hpspt ... il n'y a pas de raison.
> la piste risque de ne pas
> resister longtemps
Ca ne dépend que de la puissance calorifique par unité de surface. Je
pense qu'à 1W par cm2, ca ne devrait pas fumer.
> et en plus la valeur aura une grande imprecision due a
> l'epaisseur du laminage du cuivre et les tolerances de gravure.
J'ai dit de prévoire +20%, et ajuster au moment de la soudure. J'ai vu
celà dans plusieur montages: on grave trop, et on shunte quelques spires
... quelle que soit la méthode.
> - se servir d'une piste comme limitation de courant en cas de probleme ,
> cela revient a dire graver un fusible,
Non; un fusible est calculé pour que sa température monte bruptallement,
sans être dissipée. Si la piste est dessinée pour avoir "trop de
surface", alors, elle sera ventillée, et ne pourra pas chauffer, donc,
pas claquer.
> mettre les protections et limitations en dehors de la carte: il est plus
> facile de changer un fusible d'une carte que de changer une carte et cela
> revient moins cher.
Le but semblait précisement de mesurer le courant ... donc si il y a un
asservissement pour réguler le courant, le courant le pourra pas
dépasser la valeur prévue.
Si il veut faire un shunt c'est qu'il veut mesurer qqchose . Et donc il va
mesurer une DDP sur une resistance connue.
Mesurer en dessous de 200mv me parait plus qu'aleatoire , d'ou ma réponse.
Je ne comprends pas du tout ta reponse et le rapport entre la densité de
courant et la chute de potentiel aux bornes d'un shunt!!
Je pense que je vais faire comme Claude et André
--
Alain
"DEMAINE Benoit-Pierre" <nntp_...@demaine.info> a écrit dans le message de
news: 478e7e78$0$18777$426a...@news.free.fr...
Pour l'instant j'en suis à l'étude de la faisabilité de la chose (il me faut
une DDP de 1.25V sous 1A, car c'est pour une regulation de courant à base de
MC34063)
Ensuite je verrais si je retiens cette solution en fonction du prix, vu que
je fais faire réaliser mes circuits par une société spécialisé, et que
ceux-ci sont facturé à la surface, il est evident que cette résistance aura
forcement un cout, il faudra donc que je compare celui-ci avec l'achat d'une
resistance de valeur equivalente...
Maintenant j'ai un autre problème à resoudre : la surface de cuivre
necessaire pour assurer la disipation d'une Luxeon-Emitter 3W, le surcout
que ça engendre au niveau du CI et comparer celui-ci avec le prix d'une
Luxeon-Star et le montage sur un profilé aluminium pour le refroidissement.
Vu que j'envisage la réalisation d'une vingtaine de ces montages, je dois
étudier le cout, la fiabilité mais aussi la facilité de montage afin d'avoir
une integration correcte et reproductible dans l'application finale...
Ah bon? pourquoi 200mV, pourquoi pas 100 ou 400?
>soit une puissance de 200mW: la piste risque de ne pas resister longtemps
Ah bon? 200mW ca fait fumer une piste? de quelle largeur la piste?
et en plus la valeur aura une grande imprecision due a
> l'epaisseur du laminage du cuivre et les tolerances de gravure.
Les 35u standard sont relativement precis (mieux que 5%) quand a la
tolerance de gravure, c'est risible, aujourd'hui, on grave des pistes avec
des precision de qq 1/100 mm alor...
hpspt
Tout çà dépend, aussi, de la capacité avec le support et çà dépend de la
fréquence du signal. je ne peux être plus précis car j'ai totalement lâché
la technique depuis longtemps.
Oui mais la résistance gravée est plus difficile à blinder...
>
> Pour l'instant j'en suis à l'étude de la faisabilité de la chose (il me
> faut une DDP de 1.25V sous 1A, car c'est pour une regulation de courant à
> base de MC34063)
Je ne connais pas ce régulateur mais attention aux risques d'instalibité
avec une résistance qui pourrait avoir une inductance non négligeable.
OUI.
C'est du courant continu... et c'est pour alimenter une LED... On est pas
non plus dans des montages hautes frequence dont depend la sécurité du pays
(j'exagère mais bon, c'est une manière de dire qu'il faut pas tomber dans
l'exes non plus)
--
-Stan
Je l'ai dis dans mon message du 16/01/08 à 23:32, celui là même auquel tu as
répondu
En même temps, tu as dit "régulation de courant", ça implique que le système
soit bouclé (ce qui ne m'étonne pas te connaissant), d'où une possible
instabilité en cas de trop fort déphasage dans la boucle (rhahaaa diagrammes
de Nyquist, noooonn, au secours, à moi, tout mais pas ça! ;)
Oulà, je ne me pose pas ce genre de question (enfin tant que ça marche) et
puis je ne fais que de m'inspirer d'une note d'application, si ça marche pas
c'est que le fabricant s'est serieusement planté.
(Et puis c'est balaise ces petit MC34063, pour l'instant tout les montages
que j'ai fait avec on marché du premier coup)