Comprendre un phénomène d'appel de courant

[diesel52]

Bonjour à tous.

Rentrons dans le vif du sujet : Il ne s'agit pas d'un demande de solution, puisqu'elle a été trouvée, mais de compréhension, lié à la solution que j'ai appliqué, je m'explique :

Dans le cadre de la réalisation d'une alarme, dont tous les capteurs sont reliés électriquement à l'alarme comme une pieuvre électrique (l'alarme étant le coeur de cette pieuvre), je n'avais pas prévu un phénomène.

J'avais choisi ce mode de câblage (pieuvre) pour éviter que la longueur de câble entre un capteur et l'alarme soit trop importante, et provoque de trop grandes chutes de tension pour l'alimentation et le bon comportement de chacun d'entre eux.
Néanmoins, cela impliquait d'avoir une boucle qui se voyait être quadruplée en longueur (on part de l'alarme, on va à un capteur, on revient à l'alarme, on en repars jusqu'au prochain capteur, on revient à l'alarme et ainsi de suite). Cependant j'ai facilement pu pallier à ce problème de chute de tension de la manière suivante :

Lorsque la boucle est fermée, elle alimente un relais de 6VCC. Pour pallier à la chute de tension, j'envoi directement la tension redressée et lissée issue du transformateur (soit environ 24VCC), ou des piles dans le cas du fonctionnement en mode dégradé (soit 18V) dans ladite boucle.
Au retour de la boucle dans l'alarme, celle-ci est directement emmenée par un régulateur de tension classique, à 6V fixe (montage classique).

Cependant, lors des essais avec peu de longueur de boucle, tout allait parfaitement. Lorsque j'ai commencé les test avec des longueurs plus considérables, la fermeture du relais était aléatoire !! J'ai donc pensé que le courant n'arrivait pas à s'établir lors de la fermeture de la boucle. Pour pallier a ce problème, j'ai donc essayé de placer un condensateurs beaucoup plus important (330uF) avant le régulateur de tension, pour créer un gros appel de courant, qui forcerait ce dernier a s'établir dans le circuit. Et bingo, cela fonctionne parfaitement.

Au final, la question est la suivante :

Pourquoi, l'ajout de ce condensateur dans un circuit [ALIM]---[TRES_LONG_FIL]---[REGULATEUR]---[RELAIS] résout-il le problème ?
C'est peut être quelque chose de classique, un B.A-BA, mais pardonnez mon ignorance
Merci d'avance !

NOTA : J'utilise du câble style Ethernet, monoconducteur, Categorie 5e.
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[DAUDET78]

Pourquoi, l'ajout de ce condensateur dans un circuit [ALIM]---[TRES_LONG_FIL]---[REGULATEUR]---[RELAIS] résout-il le problème ?

J'eusse aimé que tu donnes le schéma exact de cette partie du montage et en particulier, le type de régulateur utilisé. Si c'est un genre de 7805, il faut un condensateur de découplage en entrée et un en sortie pour éviter qu'il oscille.

D'autre part.... je ne vois pas l’intérêt de ce régulateur entre ton "contact d'alarme" et l'entrée de la centrale d'alarme. Faudrait m'expliquer.

[diesel52]

Bonjour DAUDET. Pour pour votre rapide réponse.

Je ne voyais pas l'intérêt de faire un schéma, car en fin de compte, il y a très peu de composants, c'est plus électrotechnique (un fil, un contact, un régul, un relais), Je t'en prépare un de ce pas !

Le régulateur est bien un 7806, il y avait un condensateur en amont et en aval, de quelques nano farads (ce pourquoi j'ai dit montage classique)
Pour palier au problème, j'ai du remplacer le condensateur en amont par un condensateur beaucoup plus important.

L'intérêt du régulateur est le suivant : J'envoi la tension maximum possible dans la boucle, selon le mode de fonctionnement (soit ça vient du transfo, soit ça vient de la batterie) cette tension n'excèdera jamais 24V, ET comme j'utilise un relais de 6V sur cette boucle (c'est ce relais qui s'ouvre/se ferme en fonction de l'état de la boucle) le régulateur passe donc la tension en entrée (donc variable si on est alimenté sur secteur ou sur batterie, de plus la tension de la batterie diminue avec les heures) à 6V fixe pour alimenter le relais, simplement.



Mais il est vrai que même après relecture, je trouve ça ambigu. Le schéma sera donc intéressant.

[DAUDET78]

Une simple résistance série ?
Et mettre un relais ..... bof ... bof ...... On a inventé les photocoupleurs pour ce job !

PS : Un 7806 , c'est 25V max en entrée ! On est ric-rac

[A voir en vidéo sur Futura]

[diesel52]

L7806CV, ce n'est pas plutôt 35V ?

Concernant le relais, c'est une question très simple de consommation : 33mA (Série 30.22 FINDER) Les Optocoupleurs que je connais consomment en moyenne 80mA.
De plus je souhaitais obtenir un contact sec, ce que ne me permet pas un transistor, soit tout ouvert, soit tout fermé.

Mais finalement, là n'est pas la question, bien que je pourrais éventuellement faire quelques modifications pour améliorer ce point.



voila pour le schéma, précaire (pas chez moi) mais qui représente finalement bien le circuit... on ne peut plus simple.
Le fil utilisé à une resistance linéique (selon constructeur) de 170 Ohms au kilomètre. Ca me ferait 68 Ohms à tout casser ? On ajoute la résistance des différents contacts en coefficient de sécurité, et on devrait tourner aux alentours des 80 Ohms, je penses.

[fabang]

Ton fil n'est seulement une résistance, c'est aussi une inductance, c'est pour ça que le condensateur en entrée est important pour le bon fonctionnement du régulateur. Cela dit, c'est un peu shadok comme montage. Calcul la résistance du fil et mets un relais adapté à ton problème

[diesel52]

Bonsoir Fabang,

L'inductance, d'accord, mais en courant-continu ?

Si je tiens absolument à passer par un régulateur c'est pour une raison bien simple. Je souhaite que lorsque l'alarme est en mode dégradée (fonctionnement sur batterie) qu'elle soit le plus longtemps possible fonctionnelle. Ainsi, la tension dans la batterie peut chuter jusqu'environ 7,5V, le relais restera toujours collé ! (à condition que le courant débité soit toujours suffisant)
Imagine si je calibre tout quatre quart ? dès que la tension va commencer à chuter, le relais ne sera plus excité. Ce n'est pas ce que je recherche.

Bon, d'accord, c'est un peu le chien qui se mord la queue, car qui dit un relais à tension plus faible dit un relais qui consomme d'avantage d'intensité... L'un dans l'autre ça se tient ! Pour le moment la batterie n'est qu'une vulgaire batterie de deux piles 9V en série qui me donnent 18V au début, plus tard peut être j'utiliserais une batterie digne de ce nom.

[DAUDET78]

Et l'interrupteur service/secours .... c'est qui qui le manipule ? Deux diodes et c'est terminé .

Bref le schéma est à repenser totalement !
PS : le relais consomme combien de courant ?

[diesel52]

C'est un contact de relais Daudet, le relais chute lorsque la tension transfo n'est plus.
Il y a trois relais dans l'alarme, le premier choisi le mode d'alimentation, le second est le retour de la boucle de sécurité et le troisième permet d'alimenter la sirène extérieure.

Le relais consomme 33mA, sous 6V

[fabang]

Le courant n'est considéré comme continu qu'en régime établit. A son apparition, c'est loin d'être du continu. Le régulateur n'a pas un comportement linéaire. au début la tension monte à son entrée, passée une certaine valeur il commence à fournir du courant au relai, du coup la tension s'effondre à l'entrée à cause de l'inductance de la ligne, ce qui entraine une diminution de sa consommation qui fait remonter la tension.........
Rien ne t'empêches de commander le relais avec un optocoupleur.

[diesel52]

A son apparition

Qu'entends-tu par la, lorsque le transformateur est mit sous tension, que la tension monte lentement, pond de diode, condensateur et tout le tralala, ou même lorsqu'on ferme un contact alors qu'en amont le courant continu est déjà établit ?

Au début la tension monte à son entrée, passée une certaine valeur il commence à fournir du courant au relai, du coup la tension s'effondre à l'entrée à cause de l'inductance de la ligne, ce qui entraine une diminution de sa consommation qui fait remonter la tension.........

La ça me parle ! et ça me paraît même cohérent d'après les observations que j'ai pu faire.

Rien ne t'empêches de commander le relais avec un optocoupleur.

Oh que si ! Si je n'ai pas utilisé d'optocoupleur, c'est à cause de leur consommation. Le relais consomme 33mA, ajoutes-y un optocoupleur et on monte à 100mA ! Le régulateur à l'avantage de consommer très peu de courant (6mA ?)

J'aurais même pu aller plus loin, et utiliser directement le microcontrôleur, avec une résistance de pull-down, mais j'avais trop peur que le voisinage à certains endroit des câbles de l'alarme avec des courants forts perturbent le signal et créent des déclenchement inopinés.
Pour palier à ce problème, j'ai déjà mit à la masse le blindage, il y a également des ferrites à chaque extrémité des câbles. J'ai essayé de prendre un maximum de précaution, le chemin des câbles a également été pensé pour être le moins à proximité de courants forts, mais ne sait-on jamais.

[DAUDET78]

Si je n'ai pas utilisé d'optocoupleur, c'est à cause de leur consommation. Le relais consomme 33mA, ajoutes-y un optocoupleur et on monte à 100mA ! Le régulateur à l'avantage de consommer très peu de courant (6mA ?)

Raisonnement complétement faux !
Un optocoupleur, c'est 10mA . Plus de relais. Et tu attaques directement ton µC

[fabang]

Par apparition j'entendais instant de fermeture des contacts. Je ne comprend pas bien le montage, tous contacts fermés (état normal de la chaine) tu alimentes le relai, ce qui consomme beaucoup. A la place du relais tu pourrais commander un transistor qui ne consommerai que quelques µA.

[diesel52]

Pour reprendre une partie de mon message précédent :

Les Optocoupleurs que je connais consomment en moyenne 80mA.

Et malgré de longues recherches, avec des mots clés pourtant clairs, je n'ai pas trouvé de référence consommant moins que ces relais, pourrais tu m'en fournir une ou deux ? Je pourrais ainsi prévoir quelques modifications !

MAIS ce qui me gène avec les optocoupleurs, c'est que ce ne sont pas des contacts secs :/ J'ai peur qu'un faible courant résiduel, ou créé par d'éventuelles perturbations laisse passer un faible courant au travers de l'optocoupleur ... ? Et donc que l'µC détecte une intrusion ?

Il est vrai que j'ai prit beaucoup de précautions, et que pour cela j'ai du utiliser des moyens assez.... rudimentaires/barbares a vous de choisir, mais je me refuse un déclenchement intempestif de l'alarme ! je veux quelque chose de costaud !

[PA5CAL]

Pour s'affranchir de la chute de tension variable, on peut opter pour une boucle alimentée en courant.

Un source de courant à transistor, réglée sur 33 mA pour ton relais, ou réglée sur moins de 10 mA si le détecteur est un optocoupleur, et ça pourra fonctionner même avec une ligne longue et une tension d'alimentation fortement dégradée.

Schéma de principe :

[diesel52]

Par apparition j'entendais instant de fermeture des contacts.

OK

Je ne comprend pas bien le montage, tous contacts fermés (état normal de la chaine) tu alimentes le relai, ce qui consomme beaucoup. A la place du relais tu pourrais commander un transistor qui ne consommerai que quelques µA.

Le transistor ce n'est pas du TOR, je veux du TOR ! pour les mêmes raisons que décrite dans mon précédent message ... :/

Désolé d'ailleurs pour le double post.

[DAUDET78]

Voilà des idées :

[diesel52]

Merci pour vos conseils !

Aurais-tu deux trois références en tête d'optocoupleurs basse consommation Daudet ?

Concernant l'état de l'optocoupleur, Selon toi, ne risque t-il pas d'y avoir de problème avec d'éventuels parasites ou courants induits dans la ligne ?

[fabang]

Les déclenchements intempestifs s'il y en a seront du à des faux contacts dans ta chaine de contact. Un faux contact c'est un contact de mauvaise qualité donc qui devient d'abord résistif avant de finir par s'ouvrir.
Le courant et la tension garantissant l'entretien des contacts dépend de la technologie des contacts. Pour les relais le courant minimum dans le contact est souvent donné dans la datasheet (C'est un courant et une tension qui permet de régénérer et de maintenir le contact) En général il est conseillé d'utiliser des courants de 1 à 5ma et une tension de 5 à 10V. Caractéristiques à prendre au sérieux quand une vingtaines de contacts ou plus sont en série

[DAUDET78]

Aurais-tu deux trois références en tête d'optocoupleurs basse consommation Daudet ?

Tu mets n'importe quoi : http://www.gotronic.fr/cat-optocoupleurs-427.htm

Concernant l'état de l'optocoupleur, Selon toi, ne risque t-il pas d'y avoir de problème avec d'éventuels parasites ou courants induits dans la ligne ?

c'est prévu dans mon schéma

fait un essais ... espèce de St Thomas !

[DAUDET78]

Tu mets n'importe quoi :

Sauf un MOCxxxx

[diesel52]

Tu mets n'importe quoi : http://www.gotronic.fr/cat-optocoupleurs-427.htmc'est prévu dans mon schéma

Généralement j'utilise un 4N35, j'ai également des SL5500 sous la main, mais pour le 4N35, par exemple, la datasheet nous donne la valeur suivante :

Input-diode forward current: 60mA, je me trompe ? Dans tous mes montages, jusqu'ici, j'ai calculé les composants afin de délivrer environ 60mA, afin que le transistor soit saturé un maximum.

fait un essais ... espèce de St Thomas !

Moi, un St Thomas ? comment a tu deviné ?

[DAUDET78]

Input-diode forward current: 60mA, je me trompe ?

Oh que oui !
60mA ... c'est le absolute maximum ratings
Tu dépasses cette valeur, le produit peut mourru !

Dans tous mes montages, jusqu'ici, j'ai calculé les composants afin de délivrer environ 60mA, afin que le transistor soit saturé un maximum.

Mauvaise approche ! Il faut regarder le rapport de transfert en saturation . Avec 60mA, tu vas tuer ton optocoupleur à court terme .

Moi, un St Thomas ? comment a tu deviné ?

C'est ma boule de cristal qui m'a donné l'info !

[DAUDET78]

Un peu de calcul avec le 4N35

Le courant de boucle :
24/(1K+1K)=12 mA max
18/(1K+1K)=9 mA min

Le courant dans la LED IR :
Il y a une 2,2K en parallèle qui dérive, avec un Vf de l'ordre de 1,3V, un courant de 1,3/2,2K=0,6mA
Donc le courant LED est
12-0,6=11,4 mA max
9-0,6=8,4 mA min
Le rapport de transfert en saturation (voir la datasheet) est de 2/50 = 0,04

Le phototransistor est alimenté en 5V avec une 47K . En saturation, le courant collecteur est de 5/47K= 0,1mA
Or, avec 11,4 mA de LED, le photocoupleur se sature avec un courant collecteur max de 11,4*0,04= 0,45mA
Or, avec 8,4 mA de LED, le photocoupleur se sature avec un courant collecteur max de 8,4*0,04= 0,33mA

Tu vois que j'ai un coefficient de sécurité de l'ordre de 3 !

[diesel52]

Oh la boulette

Et ce qui m'inquiète le plus, c'est que j'ai une fois ouvert ce datasheet, j'ai une fois cherché une valeur que j'ai cru être la bonne (au final) mais qui se trouvait en fait dans les valeurs absolues... et que je l'ai appliquée comme connaissance acquise dans tous mes autres montages (bon, au final, je suis sûr que ça sature, je ne suis pas St Thomas pour rien )
Je n'ai encore eu aucun problème de claquage, je tapais mes calculs sur 5mA de moins en moyenne.

Bref...

Et effectivement, on table un iF de 10mA avec 0.8 à 1.5V...

Si je venais à placer un optocoupleur à la place du relais, pour obtenir un signal TOR, que penses-tu de placer une diode zener en série pour aller au micro contrôleur ? avec une tension de claquage de l'ordre d'environ 4V ?
Trouve tu cela utile ? une sécurité en plus ?

[DAUDET78]

Si je venais à placer un optocoupleur à la place du relais, pour obtenir un signal TOR, que penses-tu de placer une diode zener en série pour aller au micro contrôleur ? avec une tension de claquage de l'ordre d'environ 4V ?
Trouve tu cela utile ? une sécurité en plus ?

Je ne vois pas trop ce que tu veux faire ... Un schéma ?
Sauf, qu'à priori, mon schéma #17 est opérationnel sans modif !

[diesel52]

Je ne vois pas trop ce que tu veux faire ... Un schéma ?
Sauf, qu'à priori, mon schéma #17 est opérationnel sans modif !

En fait j'ai peur que si l'opto, pour quelconque raison, devient légèrement passant, qu'une tension apparaisse sur le microcontrôleur, même avec un courant très très faible (au final ce n'est pas tant le courant qui l'importe lui, c'est surtout la tension à l'entrée) et que le programme considère la boucle comme fermée alors qu'elle devrait être ouverte ?

Pour reprendre ton schéma 17, on ajouterais simplement une zener en série entre la flèche qui vient du collecteur et qui pars à l'uC. ? de cette manière, il faut au moins 4V minimum pour que la diode soit passante et que l'uC considère la boucle comme fermée.
Tu me dira, j'ai déjà une résistance qui tire le signal vers le bas, donc au final, ce n'est peut être pas utile, en effet !

Je vais me faire une petite platine et faire les essais, je vous tiens au courant

[DAUDET78]

En fait j'ai peur que si l'opto, pour quelconque raison, devient légèrement passant,

Il a une tension d'isolement de 5300V rms ....... un relais, c'est combien ?