Alimenter une resistance chauffante : besoin d'explications

[thibautvdu]

Bonjour à tous,

Je travaille actuellement sur un projet personnel dans lequel je souhaiterais alimenter sur commande une résistance chauffante de ma fabrication (un circuit souple fait maison) :
FullSizeRender.jpg
Ce à l'aide d'un transistor NPN, d'une alimentation et d'une carte arduino.

Je dispose d'un transformateur 9v 500mA de recup, d'une alimentation pour led stabilisée 24,5V 2A et d'un transistor 2SD882 dont voici la fiche technique : http://pdf.datasheetcatalog.com/data...ics/2SD882.pdf

J'ai réalisé le circuit suivant,
circuit.png
Mais je me suis vite heurté à plusieurs problèmes. Je sais qu'il faut approximativement 1.5A pour que mon circuit se mette à chauffer. J'ai donc naïvement fait le calcul suivant : I_c = 1.5A, d'où R_base = ((5v - 0.9v) * gain transistor (~120)) / 1.5A = 328 ohm (le ??? dans le schema). Résultat : transistor grillé, une fois, deux fois...trois fois.
Suis-je dans la bonne direction ?

J'ai alors fait deux tests très sales et naifs en branchant directement l'autre transformateur 9v sur mon circuit chauffant, celle-ci chauffe bien comme escomptée cependant la mesure du courant indique 1.5A pour un transformateur censé n'en fournir que 0.5. Je comprends bien qu'il s'agit d'un montage pouvant endommager mon transformateur, mais j'aimerais comprendre ce qu'il se passe. J'ai voulu reproduire ce test avec l'alimentation stabilisée, cette dernière se met en sécurité immédiatement.

Mes questions sont au final : comment puis-je faire passer 1.5A sur commande dans mon circuit chauffant depuis mon alimentation stabilisée qui coupe en cas de court-circuit ? Pourquoi mon transistor grille-t-il systématiquement ?

Merci beaucoup pour votre aide, je débute en électronique et j'ai besoin d'une solution simple mais fiable pour un projet d'art.

Bien à vous,

Thibaut
-----

[PIXEL]

si tu régules le courant par le transo , tu fonces dans le mur , il dissipe beaucoup trop....

ta charge doit consommer 1,5 A sous 24 V , donc faire 16 Ω

[f6bes]

Bjr à toi,
IIndiquer une courant ( 1.5A ) SANS connaitre ni la résistance, ni la tension...on ne peut pas aller bien loin avec seulement UNE donnée!
Si tu lalimentes ta R avec ton 9v (500mA) je doute que tu puisses obtenir un courant de..1.5 A !
Ton "transfo" de500mA est INCAPABLE de fournir..1.5A dans de telle condition!
Rajouter un transistor ca ne fera pas plus débiter ton "tranfo" !!

En attendant de voir les pieces jointes .
Bon WE

[thibautvdu]

@ f6bes Bonjour et merci beaucoup pour ta réponse,

Désolé, je pensais que les pièces jointes étaient également visible sur mobile, les détails y figurent (schéma et allure de mon circuit chauffant). Je vais éditer mon post, mais dans l'immédiat : mon circuit chauffant affiche une résistance de 1.5 ohm environ, mon alimentation fournit une tension de 24.5v et un courant maximum de 2A. La sortie arduino que j'utilise pour piloter la base du transistor est de 5v, max. 40ma.

Concernant le test que j'ai effectué avec l'alimentation 9v, j'ai directement relié mon circuit chauffant sur les bornes + et -, sans quoique ce soit d'autre si ce n'est mon ampèremètre en série. Ce dernier à affiché à ma surprise un courant de 1.5A et le circuit s'est mis à chauffer comme je le souhaite (mais le transfo a fait un sacré bruit). Je voulais simplement vérifier la capacité de mon circuit chauffant à chauffer, je ne souhaite pas utiliser ce transformateur.

[A voir en vidéo sur Futura]

[thibautvdu]

@PIXEL Merci pour ta réponse,

Comment devrais-je m'y prendre pour injecter un courant défini dans mon circuit chauffant ? (R = 1.5 ohm) Je pensais pouvoir contrôler sa montée en chaleur en saturant/désaturant le transistor depuis l'arduino et avec cette alimentation régulée (largement plus puissante que mon petit transfo de récup qui a pourtant bien fait chauffer mon circuit chauffant en le branchant directement sur le + et le -). Je pense manquer de connaissances, mais j'ai beaucoup de mal à trouver des articles pertinents pour mon projet.

[PIXEL]

en commande linéaire , c'est délicat , il te suffit de calculer la dissipation du transo.

une commande PWM me semple plus valable.

[antek]

Pour passer 1,5 A avec une Vce de 22,25 V ton transistor dissipe environ 33 W.

[DAUDET78]

On est dans la cinquième dimension !

On n'alimente pas une résistance de 1,5 ohm qui doit supporter 2A environ avec une alimentation 24V .......
On utilise une alimentation 5V (par exemple une alim ATX de PC)

[PIXEL]

+1 ! en saturé tu es à 10 ampéres dans le transo à la louche...

tu le vaporises !

[thibautvdu]

@DAUDET78 Bienvenue Désolé, cela a du vous bruler les yeux.
@PIXEL L'idée était justement de fonctionner en PWM afin de contrôler la température.

Je fais donc bel et bien fausse route. Ma logique était que compte-tenu de la résistance faible de mon circuit chauffant, il me fallait une alimentation très "puissante" pour le faire chauffer convenablement. U = R/I, pour I = 1.5A U = 1.5ohm/1.5A = 1v, je devrais donc partir sur une alimentation 1v 1.5A dans l'idéal ?

Cependant, je ne comprends pas le calcul derrière la réponse de PIXEL, comment est-il possible d'avoir 10A dans mon transistor lorsque mon alimentation est max. 2A ?

J'en demande peut-être un peu beaucoup, mais l'un de vous pourrait-il regarder le schéma de mon montage et me dire ce que je devrais changer et pourquoi afin d'obtenir 1.5A dans mon circuit chauffant et ce sur demande ? Où bien ce dernier est-il tout simplement à jeter ?

[PIXEL]

avec ce montage , le transo n'est pas saturé , présente donc une résistance interne et fume....

physique de base

[DAUDET78]

le schéma de mon montage et me dire ce que je devrais changer et pourquoi afin d'obtenir 1.5A dans mon circuit chauffant et ce sur demande ?

Utiliser une alimentation 5V et le schéma (I)
http://forums.futura-sciences.com/el...onique.html#10

[Qristoff]

à vrai dire les données d'entrées sont assez floues...même en relisant les post trois fois !
on sait que la résistance vaut 1,5 ohm, sans savoir la puissance à dissiper. On a juste l'info que thibautvdu veut faire passer 1,5A dedans. Soit 3,375W (why not !)
il faut donc une alimentation minimum de 1,5 ohm x 1,5A = 2,25V pouvant débiter 1,5A au mieux.
L'idée de Daudet est donc bonne (alim 5V de pc) puisque la capacité en courant de ce type d'alim est largement suffisante, mais la tension reste trop forte. Il faut donc réduire la tension moyenne aux bornes de la résistance en modulant en PWM (comme l'indique PIXEL) en appliquant un rapport cyclique de 2,25V/5V = 45%. La tension moyenne aux bornes de la résistance sera ainsi de 2,25V et le courant moyen de 1,5A.

[PIXEL]

il faudrait revoir le projet coté résistance, c'est assez mal gaulé !

[bobflux]

Il faudrait savoir de quelle puissance de chauffage tu as besoin et pourquoi tu as besoin d'une résistance plate.

En tout cas 1.5 ohm c'est pas pratique du tout à gérer, tu as donc plusieurs solutions :

1- soit une résistance avec plus d'ohms !
Si tu veux fabriquer une résistance plate, soude une quantité de résistances CMS sur un circuit flex avec des lignes de cuivre dessus. Bon, c'est moins flexible après c'est sûr... sinon achètes en une toute faite...

2- soit un driver à découpage, ou bien une alim à découpage 3V3 standard

De toutes façons il faudra utiliser un NMOS pour la commutation, pas un bipolaire.

[thibautvdu]

Merci à tous pour votre patience ! Désolé si mes explications sont insuffisantes, je suis confronté pour la première fois à un problème d'ordre électronique dans un de mes projets d'art-interactif (background informatique). Je n'ai pour seul bagage que mes souvenirs de Lycée.

@bobfuck @PIXEL Changer de résistance n'est pas envisageable, il s'agit en fait d'un composé de kapton, polymère à haute densité et d'une trace en cuivre dessinée à la main. Cette résistance se plie lorsqu'elle chauffe en un mouvement organique, l'objet étant de créer des plantes robotiques. Les contraintes sont nombreuses.

@Qristoff J'y vois plus clair, merci ! La valeur de 1.5A correspond tout simplement à la lecture de mon ampèremètre lors du test de connexion de la résistance en direct sur le transformateur 9v. La résistance ayant chauffé correctement et à une vitesse intéressante, j'ai considéré que cette valeur était un bon point de départ, ajustable par la suite via PWM.

@bobfuck Pourrais-tu m'expliquer (brièvement, je chercherai les détails) pourquoi un NMOS est plus adapté ?

[bobflux]

Au lieu d'une trace dessinée à la main, tu devrais la faire à l'imprimante laser, donc plus fine, donc plus de résistance.

pourquoi un NMOS est plus adapté ?

Pas de courant de grille, pas de saturation, plus facile à commander.

Si tu as beaucoup de résistances à driver, pars d'une alim très basse tension genre 3V3 ou 5V comme dit plus haut. Ça se trouve tout fait facilement.

PS: Mesure la résistance du machin. À vue de nez ça doit faire dans les 0.5 à 1 ohm...

Avec une gravure normale (0.15mm) pour un fabricant de PCB premier prix, tu devrais pouvoir mettre 15-20 ohms sur la même surface, simplement avec une piste plus fine et plus longue. Si il t'en faut beaucoup, ne les fais pas à la main!

[thibautvdu]

Merci pour ces précieux conseils ! Je me suis renseigné, le nMOS présente en effet bien des avantages.
Je récupèrerai une atx le plus tôt possible afin d'en faire une alimentation basse tension plus viable pour la suite du projet.