Alimenter à distance (mémoire d'alimentation)

[kidpaddle2]

Bonjour,

Je cherche à réaliser une petite télécommande "d'initialisation" et de test/diagnostic pour une mini fusée, afin d'éviter d'aller dans les entrailles à chaque fois qu'on teste/met sous tension.

Pour la majorité de ce que je compte implémenter, pas de problème. Le problème réside selon moi dans l'alimentation à distance :
J'aimerais pouvoir dans la manipulation la plus simple : brancher la télécommande (connecteur D-Sub ou autre), alimenter la fusée grâce à un interrupteur sur la télécommande (une DEL s'allumera en réponse), et pouvoir enlever la télécommande en étant sûr que l'alimentation de la fusée n'est pas coupée. Elle doit uniquement être coupée par le branchement de la télécommande, et le basculement inverse de l'interrupteur (la DEL s'éteint).

Tout ce à quoi je pense (c'est peut-être tout bête, c'est souvent comme ça) nécessite une alimentation préalable...
Auriez-vous une idée ?

Merci d'avance.
-----

[kidpaddle2]

En fait, ce qu'il me faudrait, ce sont des relais bistables. Mais j'ai peur que les vibrations lors de la phase de montée ne déplacent les contacts et coupent alors l'alimentation, ce qui est absolument à proscrire.

Qu'en pensez-vous ?

[ftorama]

Ton système me paraît un peu tordu....mets un inter magnétique comme on en trouve en modélisme, ce sera plus simple

[kidpaddle2]

Merci de ta réponse. Cependant, les interrupteurs magnétiques ne sont pas des interrupteurs actionnés par la proximité d'un aimant ?
C'est ce que j'ai cru voir, et il ne s'agit pas de cela, mais bien un système qui permet d'allumer ou d'éteindre la fusée à partir de la télécommande branchée :
Typiquement, interrupteur ON sur la télécommande -> Application de 5V aux bornes du circuit de commande dans la fusée -> Commutation de la masse à +Vcc de la sortie du circuit de "puissance" dans la fusée. Si la télécommande est retirée, cet état perdure. Inversement pour l'autre polarité : OFF télécommande -> -5V aux bornes du circuit de commande -> 0V en sortie du circuit de "puissance".

Est-ce que j'ai mal compris ta solution ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[kidpaddle2]

Peut-être avec un thyristor ?

[nornand]

ta premiere idée est la bonne un relais bistable a 2 bobines une pour fermer le contact une pour ouvrir le contact, les vibrations ne pourront pas faire ouvrir le contact par accident .

Relais bistables de puissance à 2 bobines.
Dimensions: 23 x 12 x 16 mm http://www.gotronic.fr/doc/relais/06017.pdf

[Tropique]

Peut-être avec un thyristor ?

Une structure dérivée d'un thyristor, qui sera insensible au chocs et vibrations, quelque chose de ce genre (de nombreuses variantes sont possibles):

[kidpaddle2]

Merci vous deux pour vos réponses.
Tu es absolument sûr que les 17G d'accélération, ainsi que les intenses vibrations du vol ne mettront pas en échec le relai ? J'ai lu qu'en cas de vibrations trop importantes ou de chocs sur ce type de relais, il était nécessaire de faire un reset car les contacts bougaient...
Si c'est bon, c'est une solution simple et intégrée pour laquelle je devrais opter ; en revanche, s'il y a le moindre doute (zéro tolérance sur ce composant dans une fusée !), je devrais peut-être choisir la solution de Tropique le cas échéant. Merci Tropique, mais peux-tu expliquer succintement ton montage et ses subtilités stp, que je puisse dimensionner correctement les composants ?

[Tropique]

Il n'y a pas beaucoup de subtilité, c'est juste un auto-maintien, et il faut juste s'assurer que les transistors soient bien saturés en fonction du courant consommé et de la tension d'alimentation.

[kidpaddle2]

D'accord, je comprends : Start active le transistor Q2, qui pompe du courant de la base de Q1 et l'active donc à son tour. Le courant de collecteur du PNP s'ajoute au courant venant de la télécommande pour maintenir le NPN fermé si la télécommande est retirée. Il faut donc que R2 et R5 soient suffisamment petites afin de fournir assez de courant de base pour saturer les deux transistors. Merci pour le montage, il m'a l'air de franchement bien aller Remarque, ça m'étonne qu'à moitié vu que je crois connaître ta renommée ici.

Je pense que R3 est ici pour fixer le potentiel de collecteur du PNP quand il est ouvert, de sorte que la source voit bien +V1 - {Vce Q1} si enclenché, 0V si stoppé. C1 en parallèle doit j'imagine être là pour éviter les mises en marche intempestives (dans ce cas je le règlerais afin d'avoir la fréquence humainement possible de commutation dans la bande passante) dues aux interférences ? Mais n'y a-t-il pas de protections similaires contre les coupures intempestives, qui sont les plus ravageuses ?

Ce montage doit être "bullet proof", n'hésitez pas à proposer des protections si vous en voyez... Quant aux améliorations "facultatives", que pensez-vous d'utiliser des MOSFET pour limiter le courant perdu ? Qu'en est-il des courants de fuite ?

Merci de votre aide.

[Tropique]

R1 et R3 servent à collecter les courants de fuite des transistors, pour éviter l'amorçage intempestif du pseudo-thyristor.

C1 réalise un filtrage, et évite amorçages et désamorçages intempestifs en cas de transitoires.
En milieu perturbé par de la RF, un condensateur identique peut aussi être mis sur le PNP. De l'ordre de 100n céramique p.ex.

Ce qui risquerait de causer une coupure intempestive serait une pointe de courant absorbé, si le courant de base du PNP est insuffisant pour le conserver saturé: la tension de sortie s'effondrerait et désamorcerait le NPN par la même occasion.
Donc, il ne faut pas simplement regarder le courant moyen absorbé, mais surtout les transitoires.
Un bon découplage en sortie peut aider à passer les instants difficiles sans devoir surdimensionner excessivement le courant de base.

Le même montage en MOS, ou hybride est envisageable.

Les courants de fuite au repos seront négligeables dans tous les cas.

[kidpaddle2]

Merci de ton aide.

Que veux-tu dire par "collecter les courants de fuite" ? Je pensais qu'elles servaient à fixer les potentiels...
Voilà ce que je comprends : Avec R2, on fixe le courant de base de Q1 au dessus du seuil de saturation, ce qui fait qu'on fixe le courant de collecteur/émetteur. Pareil pour Q2 avec R4 + R5 (de répartition à régler en fonction de l'influence voulue par la commande). Or, le courant de collecteur/émetteur de Q2 est le courant de base de Q1 et inversement, donc j'imagine qu'on va converger vers un point de fonctionnement qui correspond à la limite maximale de courant débité par chacun n'est-ce pas ? Dans ce cas, si on prélève trop de courant par la charge, il y aura moins de courant dans la base du NPN, qui une fois dépassé le seuil de saturation, éteindra tout.
Je me trompe ?

Alors d'accord, les transitoires (effectivement, l'électroaimant de la trappe du parachute en demanderait un bon !) seront gérés par un condensateur de découplage en sortie. Mais du coup je pense que le courant moyen de la charge dimensionnera le courant de base du NPN, et je ne vois pas comment tout mettre en équation puisque cela ressemble à des équations dépendantes (dans le style de récurrence)...

Enfin, si je comprends bien les MOS n'ont que peu d'intérêt comparé aux bipolaires !?

[invitefaaca50b]

"Je cherche à réaliser une petite télécommande "d'initialisation" et de test/diagnostic pour une mini fusée, afin d'éviter d'aller dans les entrailles à chaque fois qu'on teste/met sous tension."

Un simple microC dédié avec son inter qui servira a dialoguer avec une interface dedans qui va recevoir une trame de mise en service/arret de tout le reste de l'equipement. Ca necessitera juste un pin de libre sur ton connecteur de programmation.
Et pour la commutation, un simple transistor mos bien drivé.

[kidpaddle2]

@Franck-026 : Merci de ta réponse, c'est une idée, mais cela serait complexifier les choses pour une seule commande (et qui dit complexification dit diminution de fiabilité !)... Sans parler du fait que les uC consomment pas mal visiblement et surtout que je n'ai pas de programmateur pour l'instant.

Il faut "juste" que je comprenne bien tout ce à quoi je dois faire attention en dimensionnant le montage de Tropique (me laisse pas tomber ), c'est relativement simple et efficace.

[nornand]

Bsr
Alors comme le propose tropique directement un thyristor , une fois conducteur alimenté en continu il reste passant (avec une intensité mini) le schéma est encore plus simple.

[Tropique]

Bsr
Alors comme le propose tropique directement un thyristor , une fois conducteur alimenté en continu il reste passant (avec une intensité mini) le schéma est encore plus simple.

Un vrai thyristor a deux inconvénients, en dépit de sa simplicité: il ne peut pas être désamorcé par le gate (même avec un GTO, c'est un sacré cirque), et il a une tension de déchet de ~Vbe+Vce, ce qui peut être gênant en basse tension.

Kidpaddle2, comme tu as l'air du genre inquiet, poste ton schéma pour être soumis à la critique constructive (espérons-le) de toute l'assemblée.
S'il faut le faire morceau par morceau, on risque de déborder sur l'année prochaine.

[kidpaddle2]

Ma foi, inquiet, n'exagérons rien ^^ Disons plutôt prévenant, et je n'ai pas assez de "bouteille" pour mettre des valeurs intuitivement aux composants, il faut que je dimensionne par le calcul, et j'avoue que pour ce que j'ai dit plus haut, je ne vois pas trop comment faire.
Je peux toujours essayer (ça mettra un peu de temps), et revenir ensuite pour qu'on en discute quitte à tout refaire, ou alors partir dans la bonne direction. Ce sont deux manières d'apprentissage différentes qui se valent selon moi.

[nornand]

Un vrai thyristor a deux inconvénients, en dépit de sa simplicité: il ne peut pas être désamorcé par le gate (même avec un GTO, c'est un sacré cirque), et il a une tension de déchet de ~Vbe+Vce, ce qui peut être gênant en basse tension.
.

oui pour le desamorcer , j'avais pensé a faire , un CC (par la commande exterieur ) entre Aet K le courant de maintient disparait , il se bloque .

[kidpaddle2]

Me voilà de retour, je n'ai pas eu le temps de m'en occuper dernièrement.
Je tatonne un peu dans ce dimensionnement, dites-moi ce que vous en pensez svp.

Le plus gourmand, l'électroaimant, sera déclenché par les circuits logiques donc il peut être alimenté directement de la batterie via un transistor. Donc déjà, ça fait entre 60mA et 420mA (entre 2-3W et 5W) en moins à fournir via le système d'automaintien, et donc sûrement peu de pic de courant.
Si je veux m'assurer que le transistor de l'électroaimant est saturé pour 420mA circulant au collecteur, le gain hFE étant au pire de 40 pour le 2N2222 (dites-moi si vous avez mieux), il faut que je drive la base avec disons 20mA. Je pense qu'en autorisant 100-150mA pompé sur l'automaintien, cela devrait aller : autour, je n'ai que 2 compteurs up/down, 5 NAND, 8 bascules D, et un LM555, et j'aimerais ensuite rajouter un séquenceur analogique à base de RC/ampli-op.
Du coup il faut au plus -3.75mA sur la base du PNP, disons -5mA. R1 polarisant la jonction, la base du PNP est à 4.2V. A la saturation pour 5mA de courant collecteur du NPN, on peut avoir Vcesat = 0.05V donc R2 = 4.15/0.005 =~ 820 Ohm. Pour cela, il faut un courant de base de 200muA environ. Or le potentiel de base à l'état passant est de 0.6V donc 0.6/R3 A sont redirigés vers la masse. Il faut donc un courant arrivant sur cette fourche d'au moins 200muA + 0.6/R3 A, et ce courant vaut 4.4/R4 si commande, 4.3/(R5+R4) sinon, sachant qu'il faut qu'il soit négligeable devant le courant pompé sur l'alim à mémoire. Donc disons par exemple R3 = 10k, R4 = 15k et R5 = 1k (je ne vois pas trop comment la dimensionner celle-là, ni R1 d'ailleurs).

En clair :
R1 = 10k ?
R2 = 820
R3 = 10k
R4 = 15k
R5 = 1k ?
Et C1 = 1muF pour un peu moins de 10Hz de fréquence de coupure.

C'est un peu vague tout ça, j'aimerais l'avis des experts svp, d'autant que c'est assez critique. Et puis, j'aime comprendre ^^
En parlant de ça, est-ce que vous auriez une idée de "backup", un système de secours au cas où celui-ci défaillerait ? Pour des piles standard il suffit d'en mettre deux avec des diodes shottky, mais là...

Merci d'avance.

[kidpaddle2]

D'autant qu'apparemment, l'électroaimant serait plutôt dans la gamme des ~10W, et non 3W. Après je ne sais pas si c'est vraiment dérangeant puisque c'est censé être une impulsion pour virer la trappe, donc normalement pris en charge par la capa de découplage.

N'empêche, I could use some help... J'ai l'impression de ne pas avoir les bons calculs en fait, je me trompe ?

[kidpaddle2]

Ca nous donnerait un schéma comme celui-ci :
Je précise que j'ai vraiment des doutes sur ces valeurs... J'ai l'impression de ne pas avoir la bonne méthode de dimensionnement (voir ci-dessus).

Le cahier des charges, c'est de quoi qu'il arrive ne pas décrocher, avec comme charge : quelques accéléro/gyro, un 18F2550 avec écriture SD, USB, et PWM pour la commande d'un MOS d'électroaimant (lui-même étant sur une source disponible de manière permanente) ainsi qu'une minuterie analogique.

Qu'est-ce que vous en pensez ? Quelle est la démarche que vous suivriez pour dimensionner tout ça (il est toujours question pour moi de m'améliorer) ?

Merci d'avance.

[Tropique]

Dans l'ensemble, ça va, sauf que le 2N2907 est beaucoup trop léger pour ~500mA: il a un abs max rating de 600mA, ce n'est pas sain, surtout pour une appli qui se veut fiable.

Même si on y tenait absolument, ce serait ingérable: à 500mA, il lui faut 50mA dans la base, et il a une tension de déchet de 1.6V. A oublier donc.

Il vaut mieux prendre un transistor assez costaud pour applications basse tension, comme le BD434.

Si le TO126 est trop encombrant, il y a des transistors superbeta de Zetex/Diodes Inc en boitier E-line ou SOT23 qui tiennent 1A, Voir ZTX8xx.

[kidpaddle2]

Merci de ta réponse. Bonne nouvelle donc, mais si "dans l'ensemble ça va", qu'aurais-tu modifié alors stp ?
J'imagine que les résistances critiques sont R2, qui doit être petite (afin de pomper le courant nécessaire sur le PNP), et R5 qui doit être la plus grande possible en saturant quand même le NPN. Je trouve R4 et R5 redondantes du coup, pourquoi y en a-t-il 2 ?

Pas de problème pour le TO126, mais c'est bon de savoir qu'il y a plus petit si nécessaire.

[Tropique]

Merci de ta réponse. Bonne nouvelle donc, mais si "dans l'ensemble ça va", qu'aurais-tu modifié alors stp ?
J'imagine que les résistances critiques sont R2, qui doit être petite (afin de pomper le courant nécessaire sur le PNP), et R5 qui doit être la plus grande possible en saturant quand même le NPN. Je trouve R4 et R5 redondantes du coup, pourquoi y en a-t-il 2 ?

Pas de problème pour le TO126, mais c'est bon de savoir qu'il y a plus petit si nécessaire.

J'aurais mis des valeurs différentes, mais pas nécéssairement meilleures, et si j'avais à le faire deux fois successives, je mettrais également des valeurs différentes, il n'y a pas grand chose de critique et les valeurs peuvent varier dans un rapport de 1 à 100 sans gros problème.

R4 et R5 sont nécéssaires pour éviter que la commande ne fasse un court-circuit à la masse ou n'envoie trop de courant dans la base du transistor.

[kidpaddle2]

OK merci de ton aide !
Maintenant je vais tenter la simulation pour affiner et qualifier un peu, mais c'est toujours la guerre pour les faire marcher.
Qucs c'est du grand n'importe quoi, les images s'affichent pas et la simulation ne se lance même pas ; PSpice est une usine à gaz qui demande à définir avec 46 paramètres un modèle de transistor ; LT Spice connaît pas les interrupteurs (je voudrais tester les 3 états de la commande), impossible de faire marcher l'interrupteur contrôlé en tension... Bref autant en CAD, Eagle est parfait, autant pour la simu on peut se brosser pour quelque chose de simple !

[Tropique]

LTspice n'étant pas un simulateur temps réel, un interrupteur n'y a pas beaucoup de sens.

Selon l'état qu'on veut simuler, on met une connection ou pas, et si on veut observer une transition, il y a toujours le switch commandé en tension.

[kidpaddle2]

Le problème c'est que dans mon cas, sans interrupteur il faut que je puisse au moins imposer l'état de la sortie et voir s'il tient... Mais les interrupteurs seraient plus pratiques.
Tu connaîtrais un logiciel de simu sympa que je pourrais utiliser ?

[Tropique]

Le problème c'est que dans mon cas, sans interrupteur il faut que je puisse au moins imposer l'état de la sortie et voir s'il tient... Mais les interrupteurs seraient plus pratiques.

Ce n'est pas difficile. Poste ton ton fichier .asc (suivi d'un .txt pour qu'il passe au forum), je te montrerai comment faire.
Avec les simulateurs de type spice, il faut adopter une mentalité particulière. C'est moins intuitif que que des jouets style Crocodile clip, mais c'est beaucoup plus puissant une fois qu'on s'y est fait.

[kidpaddle2]

Merci, c'est sympa. Je viens de récupérer le .asc, il est ci-joint.
C'est quand même un peu tordu cette histoire de modèles à renseigner en ligne de commande non ? Il n'y a pas de logiciel de simulation simple et évolutif (composants génériques par défaut, possibilité d'affiner avec des caractéristiques) ?

[Tropique]

Alors, quelques remarques: les simulateurs n'aiment pas les noeuds flottants. Ltspice a une certaine tolérance, on peut laisser une extrémité de composant flottante, mais pas deux. Il faut donc référencer la commande des switches quelque part.
Ici, il n'y a aucune contrainte, on met la masse directement, où on veut.

Si on ne définit pas le switch (résistance, etc), on retombe sur le modèle par défaut, ce qui n'est pas grave: quand on lance la simu, on des warnings, et après on a des error reports, mais ça fonctionne.
Pour les transistors, il est prudent de ne pas employer les modèles par défaut, qui sont des unités de base pour un process d'IC standard, avec un Ic max de 5mA, ou quelque chose du genre.
En right-clickant dessus, tu accèdes à la librairie, où il y a un certain nombre de types par défaut; comme j'ai bidouillé les librairies d'origine, je ne sais plus très bien ce qui est natif ou pas, mais je pense que le BC547 et le D45H11 sont dedans, c'est ce que j'ai mis.
Alors voici ce que ça donne avec ces détails réglés:
KPsuppBist1.jpg

Et le fichier asc:

Copy of supply_bistable1.asc.txt

On verra plus tard la manière de progresser et de mieux exploiter le programme