Variation luminosité led avec phototransistor

[lordinou85]

Bonjour,
Je voudrais faire un circuit me permettant d'allumer des leds en fonction d'un phototransistor. Je ne veux pas seulement les allumer quand ils fait jour et les eteindre quand il fait nuit, je voudrais que cette luminosité varie pour qu'il y est une luminosité a 50% durant la nuit et 100% durant le jour. J'utilise pour ca un pic 12f683 gérant d'autres fonctions et fournissant du 5V en sortie. Une alim 12V / 10W au niveaux des leds. Un phototransistor TEPT5700 et un mosfet 14N05L. Pour les tests j'utilise juste quelques leds vertes classiques (20 mA/ 2.2V), mais ca sera remplacé par un nombre de leds inconnu pouvant consommé jusqu'a 6A, le total réuni (et résistances inclu dans le le bloc led ajouté).

Pour le moment mon circuit permet de faire varier la luminosité des leds lorqu'on applique un source lumineuse dessus (ex: lampe torche). Mais si je n'applique rien en plus et que je laisse juste la lumière ambiante du bureau, les leds ne s'allument pas. Lorsque le photo T est éclairé, je peux aussi faire varier la luminosité des leds avec le potentiomètre (pont diviseur).

Je glisse mon schéma en piece jointe car tout ca est pas très clair je l'avoue. Avec ce circuit je n'obtiens pas totalement ce que je voudrais et je voudrais savoir s'il est possible d'atteindre mon but sans utiliser la PWM du pic.
De plus j'aimerais aussi avoir des explications supplémentaires sur le photo T car je ne comprend pas ce que j'obtiens en sortie.

Merci d'avance

photo T: http://www.vishay.com/docs/81321/tept5700.pdf
mosfet: http://www.redrok.com/MOSFET_RFD14N0...2.0_TO-251.pdf
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[luc_1049]

Bonjour

Je ne vois pas pourquoi vous avez branché la sortie du pic comme cela.

J'aurais polarisé le phototransistor et j'aurai mis une interface CNA du photransistor vers une entrée du pic.
Enfin une autre sortie pour commander le mosfet éventuellement avec une interface si nécessaire entre la sortie du pic et le mosfet.
De telle façon avec l'intelligence du soft vous auriez pu vous passer d'un réglage manuel pour choisir le seuil de déclenchement de vos leds. Mais effectivement dans ce cas la sortie devrait osciller telle une sortie pwm dédiée ou faite par le soft.

Dans l'état avez vous fait des mesures des potentiels, je suppose que la lumière ambiante du tube ne rend pas assez passant le phototransistor.
Vous pourriez revoir la résistance de 100kohms à la baisse , voire aussi l'ensemble 1kohm et 470ohms, calculez son modèle de thévenin et faites la loi des mailles pour schématiser la polarisation du phototransistor.
Cela vous aidera.

Attention après à ne pas trop débiter sur la sortie du pic, cf le databook !

cdlt

[lordinou85]

Merci pour ta réponse.

Je n'est pas un super niveau donc je risque de faire pas mal d'erreur.

Le problème c'est que toutes les pins de mon pic sont utilisés pour différentes fonctions (principalement avec l'adc du pic). Il ne me restait que une pin pour faire la sortie vers cette partie du circuit.

Comment ca polariser le photorT ?

Pour ce qui est de se passer réglage manuelle , ce n'est pas prévu , car je veux un regalge manuelle et un réglage automatique grâce au photoT.

Je ne fait aucune mesure pour le moment car je n'ai pas d'appareil a disposition. Je me suis juste fier aux datasheet. Je vais essayer de trouver un appareil, ca pourrait m'aider.
Pour ce qui est des resistances, je peut les modifier a ma guise en fonction des besoins. J'ai mis une 100k mais j'ai tester avec une plus faible et un plus élevé, et j'ai remarqué que la distance de detection augmentait quand j'augmentais cette resistance . Alors quand selectionnant une plus faible , le photoT ne réagissait pu du tout.

Pour ce qui est du pont diviseur, cet ensemble me permettait de faire varier la tension entre 1.6 et 5V pour avoir un ensemble assez large pour les tests. Je prendrait un ensemble moins large plus tard.

La sortie du µc n'envoie que 20mA max en sortie , génerallement moins.

[PIXEL]

un phototranso n'est pas idéal pour cette appli ( linéarité délicate à obtenir)

une LDR sera bien plus facile à utiliser

[A voir en vidéo sur Futura]

[lordinou85]

Oui j'avais vu ca sur internet et ca paraissait pas mal mais a la base je devais utiliser ce phototransistor donné par le cahier des charges.
Si j'utilisais une photoresistance ce que je veux faire serait possible ?

[PIXEL]

bien sur , reste à revoir le montage

toutefois le shéma me semble abracadabrantesque ( je l'avais pas vu !)

[lordinou85]

ok merci

Je n'ai jamais utilisé de photoresistance, si je comprend bien , c'est une resistance qui augmente en fonction de la lumière ? du coup je peux faire un pont diviseur avec ca pour modifier la tension arrivant sur la gate du mosfet.

J'ai demandé à mon tuteur de stage, et il veux bien que change de composant à une seul condition c'est que la LDR ressemble à un photoT, car il faut que ca soit étanche. Je ne sais pas si des modeles de ce type existent ? :/

[lordinou85]

Oui je sais bien que le montage est pas tres académique ^^ je fais un peu comme je le sens alors que je suis pas très doué dans ce domaine.

Le fait que je n'ai pas de pin de libre sur le pic et donc pas de pwm me limite vachement. Je fais comme je peux en esperant qu'un montage puisse fonctionner un jour

[PIXEL]

si y'a pas de PWM , à quoi donc sert le PIC ?

j'espére que ça n'est pas un devoir , car c'est la tôle rouillée assurée !

[luc_1049]

Bonjour

Si vous n'avez pas asez de broche, pensez au multiplexage ...
Ou revoyez les autres , une simplification est sans doute possible.
Il n'est pas défendu de rajouter quelques transistors ou des portes logiques en plus si vous n'avez pas le droit de changer de pic.
cdlt

[PIXEL]

m'est avis que le but du devoir est de faire traiter le capteur par le micro.

une soluce comme celle proposée entrainera un ZÉRO mérité

[Antoane]

Bonjour,


ce sujet est un doublon de http://forums.futura-sciences.com/el...osfet-led.html.
Je ne fusionne pas les discussions pour éviter d'ajouter à la confusion ambiante.

Étant donnée l'obscurité assez folle dans laquelle on se retrouve après 47 messages, je tente de résumer le problème :
- tu as un montage qui doit commander des led via un PIC.
- les diverses entrée/sorties du pic sont toutes utilisées : gestion des temps d’allumage/extinction des led, MCLR, alimentation, ICSP, commande des led.
- le PIC gère le fait que les led soient allumées ou non, une sortie du Pic est dédié au contrôle des LED.
- pour des raisons plus ou moins valides, toutes les broches du PIC sont prises
- pour des raisons plus ou moins valides, tu ne veux pas changer de PIC
Tu souhaites à present faire en sorte que la luminosité des led varie en function de l’éclairement ambient. Tu ne veux/peux connecter ton capteur de luminosité au PIC, tu veux donc ajouter un montage externe :
- Disposant d’une entrée de commande validant ou non l’allumage des led (cette commande provident du PIC);
- Modulant l’éclairement des led en function de la luminosité ambiante.

Jusque là c’est bon ?

[Antoane]

Pour ce qui est des solutions :

1. Ta solution :
Elle marche pas, principalement car les caractéristiques du mosfet ne sont pas bien connues, ni même fixées. C'est à dire qu'il faudra ajuster le potentiomètre pour chaque carte fabriquée et modifier le réglage en fonction de la température de fonctionnement. Le réglage sera aussi à modifier au cours de la vie du montage.
Accessoirement, comme cela t'a déjà été dit, le mos dissipe beaucoup de puissance, en toute perte.

Il est inutile de chercher à se passer de PWM pour miniaturiser un montage si cela impose d'utiliser un radiateur énorme pour refroidir le mosfet.

La question de la non-linéarité du photo-transistor est plus ici qu'anecdotique étant donnée les caractéristiques du mosfet

Utiliser un NPN ou un darlington ne changera pas grand chose au problème, en particulier vis à vis des problèmes de chaleur à dissiper.

2. Ta solution, en fonctionnel :
Il faut ajouter une interface complète entre le capteur de luminosité et le mosfet.
Cette interface devrait générer un PWM, dont le rapport cyclique sera fonction de la luminosité ambiante. C'est pas très compliqué, il faut juste un ou deux circuits intégrés en plus.

Ne cherche pas nécessairement à ré-inventer l'eau tiède : google t'offrira pléthore de schémas de base que tu pourras comprendre et adapter à ton besoin précis.

Utiliser un photo-transistor comme capteur est probablement convenable. Une photo-résistance ferait également l'affaire.

3. La solution :
C'est celle qui t'a été donnée déjà plusieurs fois :
Utiliser les broches de programmation pour faire autre chose.

Les straps ne sont pas indispensables : en particulier si le but est de ne pouvoir programmer le pic qu'en usine, il est tout à fait possible de connecter une sortie ou une entrée (sous certaines conditions) directement aux broches du ICSP.
La grille d'un (petit) NMOS connectée à une broches utilisée par le ICSP sera invisible pour le programmateur. Tu auras pourtant gagné une I/O.

3b. une variante de la solution
Utiliser un PIC avec plus de I/O.

Tu dis ne pas pouvoir utiliser de plus gros pic pour économiser l'espace, mais il faut comparer les volumes des solutions complètes. Pour chacune des solutions de la liste précédente :
1. il faut ajouter la taille de ton potentiomètre + du radiateur du mosfet
2. il faut ajouter la taille de l'interface
3. il n'y a rien à ajouter
3b. il faut remplacer un DIL8 par un DIL14 (voire moins, si ça existe).

[lordinou85]

Merci pour toutes vos réponses ! ça m'aide bien !

Donc si j'ai bien compris et si je reprend ta solution "3", je pourrais utiliser les entrées ICSPDAT et ICSPCLK (AN0/AN1) de mon pic avec un nmos chacun sans qu'il y est de problème avec la programmation ? ça me permettrait de câbler mon circuit sur la GP2 et ainsi de gérer la PWM. j'utiliserais alors GP0 et GP1 pour les fonctions nb_clign et pour le phototransistor (ADC).

Apres cela sera-t-il rentable niveau place et budget ? au final un pic plus grand serait peut-être mieux comme tu le dis très bien :/

[alainav1]

Bonjour,
comme capteur une ldr est surement la solution je ne suis pas sur qu'un phototransistor réagisse à la lumiere des LED ?
il est de plus ,plus facile de faire un pont diviseur avec une LDR dont la tension donnera une ibonne ndiction de luminosité
cordialement
Alain

[Antoane]

Bonjour,

Donc si j'ai bien compris et si je reprend ta solution "3", je pourrais utiliser les entrées ICSPDAT et ICSPCLK (AN0/AN1) de mon pic avec un nmos chacun sans qu'il y est de problème avec la programmation ?

Oui, mais ce n'est pas ce que tu fais sur le schéma : tu y connectes deux entrées analogiques.
C'est peut-être possible, il faudrait vérifier ce que dit la doc du pic et/ou du programmateur : quelle est la charge maximale (résistive + capacitive) qui puisse être câblée en sortie du ICSP ?
Cela te permettra de déterminer quelle doit être l'impédance minimale des circuits fournissant les tensions nb_clign et photoT.
Il faudra ensuite vérifier que cette impédance n'est pas trop forte, sans quoi elle engendrera des erreurs lors de la conversion analogique/numérique (temps de sampling trop faible, influence des courants de fuite trop élevée).

Apres cela sera-t-il rentable niveau place et budget ? au final un pic plus grand serait peut-être mieux comme tu le dis très bien :/

A toi de le calculer

[lordinou85]

Bonjour,
comme capteur une ldr est surement la solution je ne suis pas sur qu'un phototransistor réagisse à la lumiere des LED ?
il est de plus ,plus facile de faire un pont diviseur avec une LDR dont la tension donnera une ibonne ndiction de luminosité
cordialement
Alain

merci pour ta réponse , mais le phototransistor de doit pas capter la lumière des leds mais la lumière ambiante. et grâce à ça faire varier leur luminosité.
Le problème avec la LDR c'est sa forme qui est différente du phototranssitor qui offrait une bonne étanchéité (le photoT sera à l'air libre -> carte pour radar pédagogique).

[lordinou85]

Bonjour,

Oui, mais ce n'est pas ce que tu fais sur le schéma : tu y connectes deux entrées analogiques.

je ne comprend pas ce que tu veux me dire par la et comment procéder. Car je dois faire la liaison avec le pickit 3 qui me sert a programmer le pic et recuperer avec l'adc la tension sur les differentes pin.

je vais regarder la doc pour ce qui est des données et pour les calculs

[alainav1]

la lumière des leds mais la lumière ambiante.

la lumiere ambiante peut etre émise avec des LED 'est un peu la mode .

[lordinou85]

enfin la je parle de la lumière du soleil , c'est pour l'exterieur (jour/nuit)

[Antoane]

Bonjour,

je ne comprend pas ce que tu veux me dire par la et comment procéder.

Oublie cette phrase, intéresse toi au reste du message 16.

[lordinou85]

Bonjour,
Les docs indiquent un courant max d'entrée de 20mA pour le pic et une courant de sortie max de 30mA pour le pickit3.
Pour ce qui est de la charge maximale, je dois utiliser la partie 9.3 de la doc avec la figure 9.4 ?
http://akizukidenshi.com/download/ds.../pic12f683.pdf
Il est recommandé une impédance max de 10k ohm pour l'analog source (Rs), une résistance de sampling switch (Rss) de 7kohm pour un Vdd de 5V, une résistance Ric de 1kohm max et un condo Chold de 10 pF. Après j'avouerais ne pas trop comprendre le schéma de la doc.

Ca donne un temps de chargement du condo Tc = 1,37 µs
et TACQ = TAMP + TC + TCOFF = 5µs + 1.37 µs + (50-25)*0.05 µs/°C = 7.62 µs (-> 11.5 µs donné à la fin de la doc)

Est ce que c'est juste et est ce que ca sert a quelque chose tout ca ?

[Antoane]

Bonjour,

Pendant le sampling time, le sampling switch (Fig. 9.4) est fermé, la Chold se charge alors à travers toute une série de résistances : Rs, Ric, Rss. A la fin du sampling time, le sampling switch s'ouvre et la tension aux bornes de Chold est mesurée par l'ADC.
Il faut faire en sorte que le sampling time soit suffisamment long pour que Chold ait le temps de se charger complètement, sans quoi la tension mesurée sera erronée.
Cpin, les diodes, Ileakage, Rss, Ric, SS, Chold, sont internes au pic, tu ne les contrôle pas. Tu ne contrôles que Rs, VA et le temps d’échantillonnage. A toi de choisir Rs et le temps d'échantillonage en fonction du reste du montage.

Choisir Rs = 0 permettrait de ne pas avoir de problème : le temps d’échantillonnage pourrait alors être minimal. Cependant, il y aurait alors le problème de la programmation : la sortie du pickit se retrouverait en court-circuit avec VA. Il y a donc un compromis à choisir. Ces contraintes ne sont peut-être pas bien difficile à respecter (en particulier si la sortie du pickit peut effectivement délivrer 30mA sans problème), mais c'est à vérifier.

Le courant d'entrée du pic n'a pas d'intérêt ici : c'est le courant max que tu peux faire passer dans les diodes montrées Fig. 9.4.

[antek]

Il est recommandé une impédance max de 10k ohm pour l'analog source (Rs), une résistance de sampling switch (Rss) de 7kohm pour un Vdd de 5V, une résistance Ric de 1kohm max et un condo Chold de 10 pF. Après j'avouerais ne pas trop comprendre le schéma de la doc.

La recommandation s'applique uniquement à la résistance de la source.
Les Rss, Ric et Chold ne sont pas accessibles et fixes.

[lordinou85]

Merci pour cette explication bien détaillé c'est déjà bien plus clair pour moi !

Donc je ne peux pas choisir Rs=0 mais je peux prendre une valeur faible , comme 220 ohm , qui permettrait d'avoir un temps d'échantillonnage pas trop élevé, mais assez long pour charger le condo et pas de court circuit avec VA ?
ca ferait TC= 0.63 µs et TACQ = 6.88µs.

Dans la doc du pickit c'est marqué ca pour le courrant :
The PICkit 3 programmer/debugger is powered through its USB
connection. The target board is powered from its own supply. Alternatively,
the PICkit 3 can power it only if the target consumes less than 30 mA.

http://ww1.microchip.com/downloads/e...Doc/51795B.pdf p.70

[Antoane]

Merci pour cette explication bien détaillé c'est déjà bien plus clair pour moi !

Donc je ne peux pas choisir Rs=0 mais je peux prendre une valeur faible , comme 220 ohm , qui permettrait d'avoir un temps d'échantillonnage pas trop élevé, mais assez long pour charger le condo et pas de court circuit avec VA ?
ca ferait TC= 0.63 µs et TACQ = 6.88µs.

Prendre une valeur au pif a de bonne chance de mal finir

Dans la doc du pickit c'est marqué ca pour le courrant :
The PICkit 3 programmer/debugger is powered through its USB
connection. The target board is powered from its own supply. Alternatively,
the PICkit 3 can power it only if the target consumes less than 30 mA.

http://ww1.microchip.com/downloads/e...Doc/51795B.pdf p.70

Il s'agit donc du courant que peut délivrer l'alimentation du pickit, pas de ce que peuvent fournir les sorties ICSP.

[Antoane]

Tu devrais étudier le chapitre 2 de la doc du pickit.
http://ww1.microchip.com/downloads/e...Doc/51795B.pdf

[lordinou85]

Prendre une valeur au pif a de bonne chance de mal finir

Ben je sais pas moi ^^", les valeurs des resistances Ric et Rss sont dejà grandes donc si je prend Rs=1k -> To = (1k+1k+7k)*10pF= 90ns et 5To= 450µs pour le chargement complet du condensateur. Après j'applique les calculs pour TACQ avec les équations de la doc.
Pour moi le choix de la résistance ne se fait que en fonction du courant fournit par les courants délivrés par les ICSP, que je ne trouve nul part dans la doc ou sur internet. Puisque les équations donnés permettent un chargement complet du condo.
J'avouerais être un peu perdu la.

je vais lire ce chapitre alors

[antek]

Pour moi le choix de la résistance ne se fait que en fonction du courant fournit par les courants délivrés par les ICSP, que je ne trouve nul part dans la doc ou sur internet.

Non, ce ne sont pas des générateurs de courant !
Tu vas envoyer sur les pin ICSP des tensions inconnues.
Les jumpers sont une solution définitive.

[lordinou85]

en fonction de quoi doit-je choisir ma résistance alors ?
car le sampling time varie en fonction du temps nécessaire pour charger le condo et du coup en fonction des résistances en série. Ca me fait trop d'inconnu. Je ne vois pas comment procéder.

Antoane parlait de nmos pour qu'il n'y est pas de problème en programmant. Car je ne souhaitais pas utiliser de cavalier.