interfaçage commande 5VDC sortie 12VDC

[invite035ec866]

Bonjour à tous,

dans le cadre d'un projet, je dois réaliser l'interfaçage entre un signal de commande issu de mon PC (signal logique 0 ou 5V) et des bobines permettant de commander des électrovannes en 230VAC.
Pour ce faire, j'ai décider d'utiliser des relais qui sont commander en 12VDC.
Les liens entre les commande issu de mon PC et ces relais est réalisé grâce à des transistors.
Trève d'explications, voici le schéma correspondant:

descriptif du schéma:
-sur la gauche se trouve le connecteur transmettant les commandes emmisent par mon pc
-sur ce schéma n'apparait pas la partie puissance (230VAC), en effet ce schéma étant celui à partir duquel sera généré mon pcb, j'ai décider de ne pas faire circuler de tension secteur sur cette carte.Celle-ci se trouvera sur une autre carte.


Voila

Ma question est la suivante: ce schéma est-il fonctionnel?
En effet j'aimerai avoir la confirmation des pros avant de me lancer dans la réalisation de la carte.
Je suis actuellement en attente des composants avant de réaliser différents tests sur plaque d'éssais.
Merci d'avance pour toutes vos réponses ou remarques constructives.
Cordialement.
-----

[ibtihel]

bonjour
ya pas de relais sur ton schéma mais des optocoupleurs !
A+

[invite035ec866]

en effet sur ce schéma apparaissent des optocoupleur mais se sont des relais qui vont y prendre place.
Comme je l'ai expliqué plus haut, ce schéma est préparatoire à la réalisation d'un PCB et les relais que j'utilise possède la même empreinte (footprint) que les relais que je compte utilisé.
Mon principal problème est le fait que l'alimentation stabilisé 12VDC aura sa masse commune à celle des signaux 0-5V générés par mon PC.
Cela peut-il poser problème?

[invitee05a3fcc]

Pas de problème, mais remplaces les 1K ( sur les bases des transistors) par des 2,2K (ou utilises des ULN2803)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite035ec866]

Merci pour votre réactivité,
l'utilisation des 1K risque-t-elle d'endommager mes transistors?

[invitee05a3fcc]

Si je te dis 2,2K, c'est pour consommer moins. Avec 1K tu as 5 mA de courant base. Tu as regardé la spécification de tes transistors?

[invite8486e7c5]

Attention, il existe un problème de poid: L'interconnexion des masses.
En effet, les relais (+12V) consomment relativement beaucoup par rapport au circuit numérique (+5v). Lors de la commutation d'un ou plusieurs relais, selon le câblage des masses, il risque d'y avoir des courants et tensions indésirables qui peuvent créer des dysfonctionnements!!!

[invite035ec866]

Merci pour l'intérêt que vous portez à mon projet.
Je ne sais plus trop qui écouter,l'un me dit que cela ne pose pas de problème l'autre que c'est très risqué.
AiMaxTHT j'ai bien compris ce dont tu veux parler, c'est dailleur à propos de ça que je me posait des questions.
Mais si c'est réellement un problème de taille, comment y remédié?

[invitee05a3fcc]

Je ne sais plus trop qui écouter,

Tout le monde dit la même chose

Attention, il existe un problème de poid: L'interconnexion des masses.

Mais AiMaxTht complète ma réponse en attirant ton attention sur le câblage des masses coté "puissance" et coté "commande" ... et avec raison !

[invite035ec866]

Je ne comprend pas daudet tu m'avai répondu "pas de problème sauf remplacer réssistance de base"

[invitee05a3fcc]

Oui, je n'avais pas pensé aux problèmes des masses (qui n'en est pas un si on câble correctement). C'est l'intérêt d'un forum d'avoir des avis complémentés. Moi, je n'ai répondu que sur le problème de courant/tension

[invite035ec866]

comment résoudre ce problème de masse commune?

[invitee05a3fcc]

Il faut que ton alimentation 12V soit relié à tes relais et transistors (+12 -> relais et 0V -> Emetteur des transistors)
Il faut que ton alimentation 5V (5V et 0V) soit relié à ton circuit de commande

et tu relies le OV ( de l'alimentation 5V) à l'emetteur des transistors

[invite035ec866]

Merci Daudet,
Mais je ne suis pas sure d'avoir bien compris ta réponse (bien que très explicite).
Tu me parle d'une alimentation 12v et d'une 5V, hors il n'y a pas d'alim 5V.Ce sont des signaux logiques valant 0 ou 5V issu d'une carte USB-6501 de chez national Instrument. Si par abus de language tu appel ces signaux "mon alimentation 5V", le fait de brancher leur "+" à la base de mes transistors et leur "masse" à l'emmeteur, ainsi que de brancher mon alimentation 12V entre mon relais et le collecteur de mon transistor; revien à relier les mass des 2 alim.

[invite8486e7c5]

La solution pour remédier au problème de masse est d'interconnecter les masses des +12V des relais, entre eux, et idem pour le +5V puis en final d'interconnecter ces deux masses au plus proche des émetteurs des transistors qui doivent être, à leur tour, le plus proche entre eux. La masse du +5V ne doit pas incorporer celle du +12V!!!
Faire le circuit Vert et non le Rouge

[invite035ec866]

Rebonjour a vous.
Après plusieurs semaine d'abscence, mon projet a évolué.
Ainsi une amélioration doit etre apporté. Une commande manuelle doit etre ajouter pour forcer l'état des relais.J'ai donc pensé placer un interrupteur entre Collecteur et emmeteur de mon transistor, ainsi l'état du relais est forcer par l'interrupteur.Première question ceci est-il réalisable?
De plus, le fait de pouvoir forcer manuellement l'état de mon relais implique un retour de l'état réel du relais sur le port de mon PC. En effet je ne peut plus me fier sur l'état de ma sortie pour connaitre l'état réel du relais étant donné qu'il peut etre forcé en aval. Ce retour est nécessaire car en son abscence, mon programme informatique situé en amont risque de bugger dans le cas ou un relais serait forcer.
Mais une condition est nécessaire pour ce retour, en effet, il doit etre réaliser par le biais de mon module NI 6501 car il possède des entrées logiques. Hors ces entrées sont de type 0-5V. Il me faut donc rapatrier un signal de ce type.
J'ai d'abord penser a simplement utiliser une LED avec une tension de seuil de 5v, aisi en récupérant le signal a ses bornes, j'avai l'image de l'état réel du relais. Hors un problème s'est présenté:lorsque le transistor est bloqué, l'anode de ma led se trouve a un potentiel trop important et risque fortement de griller mon entrée!!
J'ai ensuite pensé modifier la place de mon transitor, au lieu qu'il commute "la masse", il commute le 24V ( j'éspère que c'est assez clair :s) mais nouveau problème, le VBE est tro important!!
Ma dernière solution est celle d'une diode ZENER (tension de seuil ~20V) :
Placé une diode zener entre la Katode de ma led et l'entrée de mon module NI.avec une resistance de tirage à la masse.Aisi lorsque le transistor est pasant la diode est bloqué, la résistance de tirage fait son boulot et tire le potentiel de mon entrée à la masse, lorsque le transistor est bloqué la ddp aux bornes de ma diode zener devien supérieur a sa tension de seuil (24v>20V), une tension de l'ordre de 4V apparit aux bornes de mon entrée.
Ce systeme fonctionne en théorie, mais en pratique, un courant circule au travers de ma zener lorsque mon transistor est bloqué ce qui engendre l'allumage de ma led et actionne mon relais.
Je pense que cette solution est la bonne hors je n'arrive pas a trouver ni par la thérie ni par le calcul une valeur de resistance de tirage me prmetant de fournir une tension acceptable a mon entrée tout en faisant circuler un courant inférieur a celui d'allumege de ma led et d'enclenchement de mon transistor
voici quelque caractéristiques des composants utilisés:
transistor BC547: NPN B=120 Vce sat 0,2V Vbe sat=0,7V Vce max=45V
relais CR01A: courant d'entrée 7 mA; Res=3,2K
entrée module NI6501: input low -0,3V;0,8V
input high 2V;5,8V
pull up resistance 4,7K
DEL :led verte avec resistance intégré:
VF typ 5V; 20mA
Voila j'éspère que les pro de ce forum pourront me venir en aide comme ils l'on deja fai par le passé.Et dans tout les cas merci de m'avoir suivi jusqu'au bout de ce monologue.Peut etre que les différentes solutions que j'ai envisager et qui se sont avéré mauvaise permetra a d'autre de ne pas les faire.

[invitee05a3fcc]

Sans voir ton schéma, un simple transistor NPN (collecteur sur l'entrée logique de ta carte) et sa base branchée par une 33K sur le collecteur du transistor de commande du relais te fait l'écho logiciel de l'état du relais.

PS : mettre une 10K entre le base et l'émetteur du transistor (qui est au 0V)

[invite035ec866]

Merci daudet toujours aussi rapide!
j'essay de comprendre ton raisonnement hors si le collecteur du transitor se trouve a l'entrée logique et son emmeteur a la masse, lorsque il est passant j'obtien une tension de 0V et lorsqu'il est bloqué....je suis en Haute impédence si je ne me trompe pas.Et qui dit haute impédance dit résistance de tirage. Hors cette résistance de tirage doit tirer une tension 5V qui n'est pas présente! voila pourquoi cette méthode ne me convient pas..;a moins que je l'ai mal comprise.

[invitee05a3fcc]

entrée module NI6501: input low -0,3V;0,8V
input high 2V;5,8V
pull up resistance 4,7K

Tu avais donné la réponse .....

[invite035ec866]

Encore une fois daudet, une resistance de pull up nécessite sur ma carte la présence d'une alim 5V. bien que présente sur mon module, je préfererai éviter de l'ajouter sur mon PCB deja bien chargé.c'est pour cette raison que je planche sur une solution me permettant de "créer" un signal 5V image de mon relais.
Mais donc j'avai bien compri ton raisonnement?il nécessite bien l'utilisation d'une alim 5V?
Encore merci

[invitee05a3fcc]

En clair :
La résistance de PullUP est déjà présente sur le module NI6501

Tu peux le vérifier en mettant un milliampèremètre entre la broche IN du module et le 0V (courant de l'ordre de 1 mA)

[invite035ec866]

Arrête moi si je me trompe , ton raisonnement est le suivant:

lorsque le transistor de commande est bloqué, le transistor de retour devient passant, ainsi le potentiel de de mon entrée est mise à 0V

lorsque le transistor de commande devient passant, le transistor de retour est bloqué ce qui créer un état de haute impédance à l'entrée de mon module qui est "mis" à 5V grâce à la résistance de pull up interne.

La résistance de 10K entre base et émetteur permettant de "tirer" à la masse le potentiel de la base du transistor de retour; lorsque le transistor de commande est passant (assurant ainsi le blocage du transistor de retour)
Merci

[invitee05a3fcc]

fais nous un petit schéma pour être sur !

[invite035ec866]

Je suis fier de moi!
Voila le petit schéma (de petite qualité!)
D'autre part daudet pourrai tu me répondre à la question est-il possible de "court-circuiter" le collecteur et l'emmeteur de mon transistor de commande avec un inter, dans le but de réaliser ma commande manuelle?

[invitee05a3fcc]

dans le but de réaliser ma commande manuelle?

Ben oui, ça marche.

Il y a aussi d'autres solutions :
1/ mettre ton interrupteur sur une entrée du module NI6501 et commander la sortie par soft en cas d'action manuelle
2/ mettre ton interrupteur sur le 12V et une résistance de 4,7K vers la base du transistor de commande du relais

[invite035ec866]

Je suis parti sur cette solution car mon cahier des charges spécifi qu'il doit exister une commande manuelle au cas ou une sortie du module venait a cramer.C'est pour cette raison que je n'ais pas choisit la solution 1/2 logiciel.
Je vais effectuer les tests de ce montage sur plaque d'essai jeudi.Cela va certainement grandement modifier mon pcb (voir repartir de 0 mais tout les electronicien save de quoi je parle).Mais cette solution me plais car elle m'assure une tension de 0V ou 5V à l'entrée de mon module.

D'autre part j'en profite d'avoir un pro qui me répond pour m'éclairer sur l'une de mes précédante mesure faite lors des derniers test sur plaquette d'essai.
Je testai uniquement la partie commande.
Les valeurs de résistance utilisée étaient 10k pour la resistance de base, et 3,3K pour la resistance de la LED.
Lorsque un signal de 5V etait appliqué sur la base du transistor :
La LED s'allume et je mesure Ur=16,56V;Uled=2,23V et Vce= 5,44!!!
Comment est -il possible d'obtenir une tel tension Vce?Je suis conscient que la valeur de ma resistance de led n'est pas juste, par le calcul je trouve une resistance de l'ordre de 800R.
Mais le transistor est bien saturé puisque ma led s'allume, et mon relais s'enclanche.
je ne comprend pas!ca fonctionne mais pas comme prévu.
d'autre part, dès que j'ajoute ma diode de roue libre (1N4007) le relais et la led ne décolle plus!
peut tu m'éclairer?

[invitee05a3fcc]

Je suis fier de moi!
Voila le petit schéma (de petite qualité!)

ton schéma est faux, il faut brancher la 33K sur le collecteur du transistor de commande. Quand à tes mesures, tu alimentes en 12 ou 24V?

Je pense que ton transistor ne se sature pas (et va fumer !) et que ta 1N4004 est à l'envers.

[invite035ec866]

[QUOTE=DAUDET78;2658175]ton schéma est faux, il faut brancher la 33K sur le collecteur du transistor de commande.

Effectivement j'avais bien compris ton raisonnement mais je me suis tromper en dessinant ( je devais être trop content a ce moment la de trouver une solution) alors je rejoint un nouveau schéma modifié.
Comme ca ca pourra servir a de futur lecteurs.
Pour ce qui est de mes mesures, l'éventualité que ce transistor soit mort m'a largement traverser l'esprit mais je ne comprend pas pourquoi il continu a commuter.Mais il est évident qu'il ne sature plus.Pour la diode je suis sure de l'avoir câbler dans le bon sens mais en réfléchissant ce n'est en effet la seule "panne" possible.
Je vais ré effectuer ces test jeudi avec un nouveau transistor et comme valeur de résistance 10K pour la base et 820R pour la LED.
Pour rappel j'alimente mes relais sous 24VDC.

[invite035ec866]

Voici le schéma modifié.

[invite035ec866]

Bonjour a tous,
aujourd'hui je viens d'effectuer les mesures sur plaquette d'essai.Ils sont tres concluants.
Le fonctionnement est vérifié sauf que les LEDS restent très légèrement brillantes lorsque la commande est à "0".
Mais on fait bien la différence avec une LED allumé.
La diode de roue libre ne pose plus aucun problème (j'avai donc dût me tromper dans son sens de câblage lors des premiers tests.
Plus de problème de transistor qui sature mal également, j'en ai utilisé un neuf.
Il ne reste plus qu'a modifier mon PCB, je pense que je vais repartir de 0.
Merci a toi DAUDET