Qu'est-ce qu'une alimentation de laboratoire ?
Une alimentation de laboratoire, également connue sous le nom d'alimentation de laboratoire ou d'alimentation de paillasse, est un dispositif utilisé dans des environnements de laboratoire ou électroniques pour fournir une alimentation électrique contrôlée et régulée à d'autres appareils, composants ou circuits électroniques. Ces alimentations sont utilisées pour fournir une tension et un courant précis et réglables pour alimenter et tester des composants, circuits et appareils électroniques.
Les caractéristiques typiques d'une alimentation de laboratoire comprennent :
- Tension réglable : Ils permettent d'ajuster la tension de sortie en fonction des besoins de l'expérience ou du projet, généralement dans une large plage.
- Courant réglable : Ils offrent la possibilité d'ajuster le courant de sortie pour le limiter et protéger les appareils connectés. De sorte que s'il y a un défaut, comme une augmentation du courant due à une erreur accidentelle, pas plus de courant ne traverse la charge que celui qui a été préalablement ajusté.
- Régulation : Même s'il y a des variations de consommation par la charge, la tension de sortie ajustée ne varie pas et reste stable.
- Protection : Ils disposent généralement de fonctions de protection, telles qu'une protection contre les courts-circuits et les surcharges, pour éviter d'endommager les appareils testés et/ou l'alimentation elle-même.
- Affichage : La plupart des alimentations de laboratoire disposent d'un écran ou de compteurs qui indiquent la tension et le courant de sortie en temps réel.
- Interfaces de contrôle : certaines alimentations modernes offrent des interfaces de contrôle numérique qui permettent d'ajuster la sortie à l'aide d'un logiciel ou d'appareils distants.
Ces alimentations sont essentielles en électronique, car elles permettent d'effectuer des tests et des expériences de manière contrôlée et sûre, ainsi que de faciliter l'alimentation des composants et des circuits dans les prototypes et les projets de développement.
Quels types d’alimentations de laboratoire existe-t-il ?
Il existe plusieurs types d’alimentations de laboratoire, chacune présentant des caractéristiques spécifiques pour différentes applications. En général, l'alimentation électrique de laboratoire généralement utilisée en électronique, comme d'autres types de sources et d'alimentations, peut être linéaire ou commutée.
Alimentation linéaire :
Ces alimentations utilisent des transformateurs et des régulateurs linéaires pour générer la tension et le courant de sortie. Ils offrent une haute précision et un faible bruit d'interférence, mais ont tendance à être plus lourds et moins efficaces que les alimentations à découpage.
Alimentation à découpage (SMPS) :
Également appelées alimentations à découpage, elles utilisent une commutation électronique pour générer la tension et le courant de sortie. Elles sont plus efficaces et compactes que les sources linéaires, mais peuvent générer davantage de bruit électrique et nécessiter un filtrage supplémentaire pour les applications sensibles au bruit.
Mais fonctionnellement, nous pouvons avoir les types de sources de laboratoire suivants :
Alimentation de laboratoire à courant continu réglable CC :
Ce type d'alimentation peut être linéaire ou à découpage. Et il possède les caractéristiques typiques que nous avons énumérées au début : tension et courant réglables, indicateurs affichant le courant et la tension fournis, ainsi que des protections contre les courts-circuits, les surintensités et la température. Dans certains cas, ils peuvent également disposer d'interfaces de contrôle telles que USB, GPIB, RS232, etc.
À notre tour, nous avons des alimentations simples avec un seul canal variable, des doubles et même trois ou quatre canaux variables.
Lorsqu'ils disposent de 2 ou plusieurs canaux indépendants, ils disposent d'autres boutons qui permettent de disposer les canaux de ladite source de la manière ou des modes de fonctionnement suivants :
Mode indépendant : Chacune des sources peut être régulée indépendamment aussi bien en tension qu'en courant afin d'avoir des tensions différentes.
Mode série : Dans ce cas cela me permet d'obtenir une alimentation avec le même courant de chacune des alimentations, mais la tension peut augmenter jusqu'à la somme des canaux. Par exemple il peut être utile d'obtenir une alimentation symétrique ou simplement d'augmenter la tension de sortie maximale. Normalement, l'une des sources fait office de maître et les compteurs associés à cette source sont ceux qui indiquent à la fois la tension et le courant délivrés.
Mode parallèle : La tension de sortie est la même que celle délivrée par chaque source indépendante, mais le courant délivré augmente de la somme de toutes les voies. Normalement, l'une des sources fait office de maître et le compteur associé à ladite source est celui qui affiche à la fois le courant et la tension délivrés.
Dans tous les cas, ces trois modes de fonctionnement des sources réglables de laboratoire sont assez généraux et nous recommandons de lire exactement le manuel d'instructions de chacun selon les cas.
Alimentation programmable :
Ces alimentations permettent à l'utilisateur de programmer et de contrôler la tension et le courant de sortie via des interfaces numériques. Ils sont idéaux pour les applications de tests automatisés et les expériences contrôlées par ordinateur. À son tour, une alimentation programmable peut être linéaire ou commutée ou utiliser les deux technologies.
Les alimentations programmables offrent une grande variété de solutions dans les laboratoires, les tests électroniques et le développement de projets. Sa capacité à contrôler et ajuster la tension et le courant de sortie de manière précise et programmable. Sa possibilité d'enregistrer toutes ces données, pour une analyse ultérieure et/ou réaliser un graphique, en fait un outil polyvalent pour de nombreuses tâches.
Généralement, tous ces types d'alimentation prennent en charge ou disposent de protocoles de communication et/ou de programmes spécifiques pour l'automatisation et le contrôle des instruments et équipements dans les processus de mesure tels que SCPI ou LabVIEW, que nous expliquerons plus en détail ci-dessous.
Alimentations haute tension :
Conçu pour fournir des tensions très élevées, souvent utilisé dans des applications telles que les tests d'isolation, les arcs électriques ou dans la recherche sur les appareils électroniques haute tension. Vous pouvez utiliser une technologie de source linéaire ou commutée, ou les deux.
Alimentations à courant alternatif AC :
Bien que les alimentations de laboratoire fournissent généralement du courant continu continu, il en existe d'autres qui fournissent de l'énergie électrique alternative en courant alternatif. En fonction de la fréquence du courant délivré à la charge, nous disposons fondamentalement de deux types d'alimentations CA.
Alimentations 50/60 Hz :
Les alimentations à courant alternatif (AC) sont des dispositifs conçus pour fournir de l'énergie électrique sous forme de courant alternatif, plutôt que de courant continu (CC) comme les alimentations de laboratoire conventionnelles. Ces alimentations sont principalement utilisées pour fournir un courant alternatif aux appareils ou équipements nécessitant une alimentation CA, tels que les appareils électroménagers, les systèmes d'éclairage, les moteurs électriques, les systèmes CVC et autres équipements alimentés en courant alternatif.
Les alimentations CA sont généralement conçues pour fournir un courant alternatif à une fréquence standard, telle que 50 Hz ou 60 Hz, et à une tension spécifique, telle que 110 V, 220 V ou 240 V, en fonction de la région géographique et des normes électriques. . Ces alimentations peuvent se présenter sous différentes formes et tailles, depuis les petits adaptateurs CA utilisés pour charger des appareils électroniques jusqu'aux alimentations CA plus grandes et plus robustes utilisées dans les applications industrielles.
Alimentations 400 Hz :
Cependant, la fréquence de 400 Hz (hertz) est courante dans l'industrie aéronautique et aéronautique pour la production et la distribution d'énergie électrique dans les avions commerciaux et militaires. Voici plus d’informations sur les alimentations 400 Hz dans l’aviation :
Raison de l'utilisation dans l'aviation : Le choix de 400 Hz comme fréquence standard dans l'aviation est dû à plusieurs raisons. Par rapport à la fréquence secteur conventionnelle de 50 Hz ou 60 Hz utilisée dans les applications au sol, la fréquence de 400 Hz offre certains avantages en termes de poids, de taille et d'efficacité pour les systèmes électriques embarqués dans les avions. Ceci est particulièrement important dans l’aviation, où le poids et l’espace sont des facteurs critiques.
Avantages du 400 Hz :
Taille et poids réduits : les transformateurs et les composants électriques peuvent être plus compacts et plus légers à 400 Hz par rapport à 50 Hz ou 60 Hz, ce qui est crucial dans les applications aérospatiales.
Plus grande efficacité dans les systèmes électriques rotatifs : Les moteurs électriques, les générateurs et les systèmes électriques rotatifs peuvent fonctionner plus efficacement à 400 Hz.
Meilleure qualité d’alimentation : une fréquence plus élevée peut fournir une meilleure qualité d’alimentation pour les appareils électroniques et les systèmes avioniques sensibles.
Production d'électricité : Dans les avions, l'énergie électrique est générée par des générateurs alimentés par des moteurs d'avion, appelés générateurs à 400 Hz. Ces générateurs produisent de l'énergie à 400 Hz qui est ensuite distribuée dans tout l'avion pour alimenter les systèmes critiques et non critiques.
Convertisseurs et distribution : Les convertisseurs de fréquence et les unités de distribution d'énergie sont utilisés pour adapter et distribuer l'énergie électrique de 400 Hz aux systèmes qui en ont besoin. Ces systèmes assurent une distribution fiable de l’énergie électrique dans tout l’avion.
Systèmes avioniques et équipements électriques : les systèmes de navigation, les communications, l'éclairage, les systèmes de divertissement en vol et autres équipements électriques de l'avion sont conçus pour fonctionner sur une alimentation de 400 Hz.
En résumé, les alimentations 400 Hz sont essentielles dans l’aviation pour fournir une alimentation électrique efficace et fiable aux systèmes et équipements critiques à bord des avions commerciaux et militaires. Ces systèmes sont conçus pour répondre aux normes rigoureuses de sécurité et de performance de l'industrie aérospatiale et garantir l'exploitation sûre et efficace des aéronefs.
Le choix d'une alimentation de laboratoire dépendra des besoins spécifiques de l'application, tels que la précision requise, la plage de tension et de courant, l'efficacité et le budget disponible. Chaque type a ses avantages et ses inconvénients, et il est important de sélectionner celui qui convient en fonction du contexte dans lequel il sera utilisé.
Qu'est-ce que SCPI et LabVIEW ?
SCPI (Standard Commands for Programmable Instruments) et LabVIEW sont deux concepts liés à l'automatisation et au contrôle des instruments et équipements dans le domaine de l'électronique et de l'instrumentation.
SCPI (Commandes Standard pour Instruments Programmables) :
Définition : SCPI est une norme de communication qui définit un ensemble de commandes et de conventions syntaxiques utilisées pour contrôler et communiquer avec des instruments de mesure et des équipements de test programmables, tels que des oscilloscopes, des multimètres, des générateurs de signaux et des alimentations programmables.
Objectif : SCPI fournit un langage commun et un ensemble de commandes qui permettent aux ingénieurs et aux scientifiques de contrôler, configurer et collecter de manière cohérente des données provenant d'une variété d'instruments de différents fabricants, facilitant ainsi l'interopérabilité et l'automatisation dans un laboratoire ou un environnement de tests.
Exemple : Une commande SCPI typique pourrait être « SET VOLTAGE 5.0 » pour définir la tension de sortie d'une alimentation programmable à 5,0 volts.
LabVIEW :
Définition : LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) est un environnement de développement de logiciels et de systèmes développé par National Instruments (qui fait désormais partie de Keysight Technologies) utilisé pour l'acquisition de données, le contrôle des instruments et l'automatisation des systèmes.
Objectif : LabVIEW permet aux ingénieurs et aux scientifiques de créer des applications graphiques personnalisées et de tester des systèmes à l'aide d'une interface graphique intuitive. Les utilisateurs peuvent glisser et déposer des éléments visuels appelés « blocs fonctionnels » pour concevoir le flux de contrôle et la logique de leur application.
Applications : LabVIEW est utilisé dans une grande variété de domaines, tels que l'automatisation industrielle, l'instrumentation et le contrôle des processus, l'acquisition de données, l'ingénierie des systèmes, la robotique et la recherche scientifique.
Avantages : LabVIEW est particulièrement utile pour créer des interfaces utilisateur personnalisées et des systèmes de contrôle d'instrumentation. Il peut s'intégrer à une large gamme de matériels et d'appareils de mesure et de contrôle, y compris ceux qui utilisent des commandes SCPI.
En résumé, SCPI est une norme de communication permettant de contrôler des instruments de mesure programmables et des équipements de test à l'aide de commandes textuelles, tandis que LabVIEW est un environnement de développement de systèmes qui permet la création d'applications graphiques et de systèmes de contrôle personnalisés, facilitant l'automatisation et l'interaction avec l'instrumentation, y compris celle utilisant SCPI comme protocole de communication. Les deux sont importants dans le domaine de l’automatisation et du contrôle des systèmes de mesure et de test.
Ces deux protocoles ou programmes comme LabVIEW et SCPI ne sont pas exclusifs aux sources programmables. Il peut y avoir des alimentations de laboratoire d'autres types qui
