[Projet][débutant] Laser game

[Skyvixen]

Franchement, merci de m'aider, c'est super sympa
Donc quand la sortie de U3 est à 1 et celle de U1 à 0, il faut que le courant circulant dans Q2 ne vienne pas saturer la base de Q1, sinon les Leds s'allumerait alors que la sortie de U1, qui est censé commandé les Leds, est à 0, c'est bien ça?
Je suis désolé mais je vois pas du tout comment dimensionner RbQ2 en conséquence...

[Antoane]

C'est bien ça.
Pour bien voir les choses, on remplace les 555 par des sources de tension égales à Vcc ou à la masse.
On voit sur le schéma en PJ que ca marche :
On oublie l'effet transistor (Ic=beta*Ib) pour Q2, que l'on remplace par deux diodes Q2_be et Q2_bc.
U1=0, U3=1.png
La tension de seuil de Q2_bc est de l'ordre de 0,7V, donc le potentiel au point commun des diodes (= la base de Q2) est de 0,7V.
On suppose à présent qu'il existe un courant de base dans Q1, c'est à dire un courant circule dans Q1_be. Ceci impose que le potentiel sur l'anode de Q1_be (la base de Q1) soit d'environ 0,7V, donc que le potentiel sur la cathode de Q2_be soit de 0,7V + "un petit truc" (= R3*Ib, on va le négliger), donc que le potentiel au niveau du commun des diodes soit de l'ordre de 1,4V. Or, 0,7<1,4 (presque partout) donc le courant de nase dans Q1 est nul, Q1 est bloqué.

Si on veut être un peu plus précis, on se rend compte qu'il faut prendre en compte le fait que la sortie du 555 n'est pas exactement à Vcc, ni exactement à la masse.
U1=0, U3=1_offset.png
Le pas exactement Vcc, c'est pas un problème. En revanche, le pas exactement la masse, c'est plus gênant : Pour que Q1 soit bloqué, il faut à présent que 0,7+Vout_Q1 < 1,4.
Reste à vérifier dans la datasheet du 555 que c'est ok. Sinon, une petite idée ?


Concernant RbQ2 :
- La valeur minimale est déterminée par le schéma :
RbQ2_min.png
En fonction du courant max tolérable dans la jonction base-collecteur de Q2.

- la valeur maximale est donnée par le schéma :
RbQ2_max & R3.png
Et là, c'est pas simple car on ne connait pas précisément les caractéristiques des transistors. Une chose à remarquer : il est impossible de saturer Q2 (la tension du collecteur ne descendra jamais sous la tension de la base), donc on garde un béta ~100, voir plus. En gros, il y a deux techniques :
* on s'arrange pour que Q2 soit aussi proche que possible de la saturation : on se place à Vbe=Vce, et c'est R3 qui détermine le courant de base de Q1 ;
* On considère que R3 sert à rien, et on joue sur Q2 pour limiter le courant de base de Q1.

Essaye de résoudre les deux cas, sinon voir l'aide (i.e. la solution ci-dessous)

 Cliquez pour afficher

Dans le premier cas, on a , , donc (sauf erreur)
Et alors

 Cliquez pour afficher

Dans le second cas :
On suppose la tension dans R3 nulle, donc le potentiel sur l'émetteur de Q2 est égal à Vbe, donc la tension dans RbQ2 vaut Vcc-2*Vbe. Or, , sauf erreur une fois de plus.
dans ce cas, R3 = pas grand chose, par exemple R3~Vcc/Ib_Q1_max

[Skyvixen]

Donc j'ai refait les calculs, et tout est bon, les formules sont correctes, enfin sauf 2ème erreur de ma part ^^
Alors avec la première formule je trouve (avec Vcc = 5V, IcQ1 = 0,025A, ß = 100 et Vbe = 0,7V):
RbQ2 = 350 000 soit 330k où 390k
R3 = 14 400 soit 15k

Et avec la deuxième(Avec les mêmes constantes):
RbQ2 = 1 440 000 soit 1,5M

IbQ1max = IcQ1 / ß = 0,025 / 100 = 0,00025A
Donc R3 = 5 /0,00025 = 20 000k <- là je suis pas sûr vu que tu me dis que R3 = pas grand chose

Sinon, une petite idée ?

Une pull-down ?

Et une question, quand on conçoit des circuits, il faut chercher toujours à simplifier le circuit comme tu l'as fait pour calculer les valeurs qui nous manquent ?

[Antoane]

IbQ1max = IcQ1 / ß = 0,025 / 100 = 0,00025A

IbQ1max c'est le max admissible par le transistor, indépendamment du montage, de l'ordre d'une dizaine de mA.
Ceci dit, c'est pas une méthode super intelligente, mieux vaut rester sur la première.

Tu as fais les calculs pour une unique led ?

Une pull-down ?

Où câblée ?

Et une question, quand on conçoit des circuits, il faut chercher toujours à simplifier le circuit comme tu l'as fait pour calculer les valeurs qui nous manquent ?

Oui, de manière à ne garder que ce qui rentre en ligne de compte et on y voit bien plus clair. Après, passer du transistor aux deux diodes n'est pas toujours possible puisque ça supprime l'effet transistor, c'est à voir au cas pas cas.

[Skyvixen]

Tu as fais les calculs pour une unique led ?

Et me***e...

Oui je les ai fait pour une seule Led mais je les referait pour 4 Leds. Mais sinon tu pense que mes calculs sont bons ?

Où câblée ?

Entre la sortie de U3 et la masse ?

Oui, de manière à ne garder que ce qui rentre en ligne de compte et on y voit bien plus clair. Après, passer du transistor aux deux diodes n'est pas toujours possible puisque ça supprime l'effet transistor, c'est à voir au cas pas cas.

Merci, ça m'aidera pour mes futurs circuits

[Antoane]

Pourquoi en sortie de U3 ?

Il faut augmenter le potentiel sur l'anode de Q1_be ou diminuer celui au niveau de la cathode de Q2_bc.
Plusieurs solutions :
- la sortie de U1 n'est pas vraiment une pure source de tension, on va donc pouvoir ajouter une pull-down en sortie de manière à en diminuer la tension ;
- on ajoute une diode en série avec R3, dans ce cas, il suffit pour bloquer Q1 que : Vout_U1<Vf+Vbe, Vf la tension de seuil de la diode, qui au passage peut-être une led ;
- on ajoute une résistance R4 en parallèle de Q1_be. Dans ce cas, il suffit que Vout_U1<R4*Vbe/(R3+R4) ;
-...
La dernière solution est la meilleure, elle permet en plus d'accélérer le montage.