Commande d'un relais sur sortie logique

[invitef0f3ce70]

Bonjour à tous
Après une très longue période où mon projet d'asservissement de la ventilation de ma maison a été mis entre parenthèses, je reviens à la charge.
J'avais au départ prévu de relier mes 6 sondes de température à un pic qui commanderait 5 servomoteurs et un relais. J'avais planché là dessus avec Maximilien dont j'ai perdu les coordonnées (il y en a 6 inscrit sur le site, alors si tu te reconnais....)
Mon problème, c'est que je ne connais rien ou presque en électronique et que je voulais être capable d'intervenir sur le montage par la suite sans devoir lancer un SOS.
J'ai donc décidé d'utiliser un Cubloc CB280 dont les sorties permettent de piloter directement les servos par le biais d'une ligne de programme.

J'ai préparé mon typon, mais voilà : au moment de le lancer en fabrication, je suis pris d'un gros stress : et si je me suis planté...

Je suis à l'aise sur les entrées, l'alim du Cubloc, les sorties vers les servos, mais pour le relais, ça se corse. Je ne veux pas que la patte de sortie soit reliée électriquement au relai car j'ai peur de la griller. J'ai donc mis un optocoupleur, mais je crains aussi que l'appel de courant de la bobine (ça reste un petit relais pour un ventilo d'une trentaine de watt en 220v) le détruise. Donc, j'ai ajouté un transistor. Une petite diode de roue libre, et des bricoles ajoutées en recopiant des extraits de schémas dans la doc Cubloc et sur une carte que j'avais monté pour comparer deux températures et basculer un relai et hop.

... enfin hop, c'est vite dit. Je tourne autour de mon schéma, mais je n'ose pas franchir le pas, alors je me permet de vous l'envoyer pour que vous me disiez ce que vous en pensez. A votre avis, quel référence de transistor faut il mettre ?

Merci de votre aide
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[Antoane]

Bonjour,
C'est bien compliqué pour "pas grand chose" ! voir ici : http://forums.futura-sciences.com/el...ctronique.html, post6.

Quelques remarques concernant ton schéma :
- L'opto-couplage n'est généralement utile que lorsque les deux alimentations n'ont pas de référence commune. Comme ici les masses sont reliées, c'est pas nécessaire.
- l'alimentation des led n'est pas bon : elle doit se faire en courant, sous 10 à 20mA environ (voir la datasheet des composants), et non en tension. De fait, selon la couleur de la led témoin, l'ensemble peut soit cramer à l'allumage (led rouge ou verte) soit ne jamais rien éclairer (led blanche ou bleu). Ca dépendra de la tension de seuil de la led.
- La 1N4001 est inutile ;
- la diode de roue-libre ne doit pas être une 1N4148 : il faut une diode rapide capable de supporter le courant consommé par le relais ;
- le 22µF est, si ce n'est inutile, au moins beaucoup trop gros : pas plus de qq nF ;
- la 10kohm côté commande est inutile : quel que soit le courant demandé, la tension de sortie du µC est supposée constante ;
- le pont 10k-1k n'est pas bien calculé : supposant la led de l'opto-coupleur allumée et le courant de base du NPN nul, on a Vbe=6V*1/11<0,7V (pont diviseur de tension), ce qui est trop faible pour saturer le NPN. Remplacer la 1k par 47k.
- si le relais fonctionne en 5V -même s'il est prévu pour 6V, ça doit passer-, tu peux faire un montage en émetteur suiveur : collecteur du NPN au +5V, base directement en sortie du µC, relais sans diode de roue-libre entre l'émetteur et la masse.

N'importe quel transistor devrait convenir : 2N2222, BC347, BC547... ce qu'il y a dans le tiroir.

[gcortex]

- la diode de roue-libre ne doit pas être une 1N4148

pourquoi pas ? j'ai déjà vu
c'est une diode de signal donc elle est rapide

il faut une diode rapide

une diode redressement convient

[Antoane]

Calculs et réflexions faites, je suis ok pour la 1N4148

En revanche Daudet (l'un des messie du forum) à souvent écrit qu'"une 1N400X ne convient pas"... trop lente.

Petite question fort à propos : comment mesurer la rapidité d'une diode ? échelon de tension et on voit combien de temps il faut pour I=Imax ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[gcortex]

le problème c'est le temps de blocage

et d'ailleurs c'est un phénomène surprenant
j'ai déjà eu du 50V avec un transfo 12V et un pont de diodes !

Tropique pourra éclaircir ce point

[invitef0f3ce70]

Merci pour vos réponses.
Je ne suis pas certain d'avoir tout pigé. Antoane, ça te dérangerait de me griffonner le bon montage sur un bout de papier et de me l'envoyer ?
L'idée serait de conserver la led sur la sortie (ça va m'aider quand je vais tester le programme) et l'opto s'il y a des risques de parasiter le Cubloc avec la bobine du relais.

La doc du Cubloc qui dit : "Pour les applications pour lesquelles le système piloté n'est pas générateur de perturbation, il sera possible d'utiliser un montage simplifié dans lequel l'optocoupleur sera remplacé par un simple transistor de type NPN avec une résistance de 10Kohms à sa base"

[Antoane]

C'est en PJ.
Tu peux peut-être diminuer R2 jusqu'à 470.

[louloute/Qc]

Je vais peut-être encore dire une c……., mais pourquoi ne pas mettre un émetteur-suiveur pour commander le relais. Il me semble que ça réduit le risque de sauter le Xtor par Vbe inverse, vu que dans ce cas, le bobinage va tirer l’émetteur en négatif, donc qu’à priori, avec un Xtor qui peut en prendre en Ib max, à la limite, on économise en composants. Évidemment, il faut une sortie qui aille proche du 5V et un relais 5V, mais c’est le cas de l’ami Castor (joli pseudo!).

Ça fait partie des schémas qu’on ne voit jamais, pour des raisons qui m’échappent; comme mettre toujours le pot de volume en entrée d’ampli et non en feedback.

[Tropique]

Calculs et réflexions faites, je suis ok pour la 1N4148

En revanche Daudet (l'un des messie du forum) à souvent écrit qu'"une 1N400X ne convient pas"... trop lente.

Petite confusion: Daudet est au contraire un ardent défenseur des 1N400x dans ce rôle:
http://forums.futura-sciences.com/el...ml#post2731635
http://forums.futura-sciences.com/el...ml#post2385700
http://forums.futura-sciences.com/el...ml#post2143243

Moi, au contraire je suis favorable à l'utilisation de diodes rapides.

Quand tout va bien, il n'y a aucune différence (sauf de prix).
Par contre, si la commande bafouille et envoie des impulsions n'importe comment, un nouveau cycle de conduction peut commencer alors que la diode est train de décharger la bobine. si c'est une diode lente, elle va présenter un court-circuit au transistor de commande pendant un temps pouvant dépasser 10µs.
Si la commande est généreusement surdimensionnée pour bien saturer le transistor, et que le phénomène se produit quelques dizaines de fois par seconde, le transistor meurt très rapidement.
C'est par exemple le cas sur des canaux télécom bruités, où la détection de fréquence pilote est relayée.
Pour ces applications, c'est normalement l'I_FSM ou à la rigueur l'I_FRM qui est à prendre en compte, soit 2A et 450mA pour une 1N4148, ce qui est suffisant pour la majorité des relais électroniques.

Petite question fort à propos : comment mesurer la rapidité d'une diode ? échelon de tension et on voit combien de temps il faut pour I=Imax ?

Ca peut s'improviser avec un générateur de carrés rapides, un ampli de puissance, une résistance et un oscilloscope. Pour le trr, on regarde combien de temps elle met pour redevenir bloquante après la période de conduction.
Voir exemple de test set-up virtuel. Le trr est de ~40ns et le recouvrement est abrupt. A gauche, on voit le forward recovery, très minime.
Ca peut également se tester en stand-alone:
http://www.edn.com/article/463277-An..._of_diodes.php

Je vais peut-être encore dire une c……., mais pourquoi ne pas mettre un émetteur-suiveur pour commander le relais. Il me semble que ça réduit le risque de sauter le Xtor par Vbe inverse, vu que dans ce cas, le bobinage va tirer l’émetteur en négatif, donc qu’à priori, avec un Xtor qui peut en prendre en Ib max, à la limite, on économise en composants. Évidemment, il faut une sortie qui aille proche du 5V et un relais 5V, mais c’est le cas de l’ami Castor (joli pseudo!).

C'est quelque chose qui est utilisable, et que j'utilise fréquemment. Il faut juste s'assurer que la sortie ait un chemin défini vers la masse à l'état de repos. C'est généralement le cas.

Ça fait partie des schémas qu’on ne voit jamais, pour des raisons qui m’échappent; comme mettre toujours le pot de volume en entrée d’ampli et non en feedback.

Il y a de très bonnes raisons: généralement, les amplis de puissance sont non-inverseurs, et ne sauraient pas descendre sous un gain de 0dB avec cette config.
D'autre part, ils ne sont généralement pas stables en gain unité, et même si on les construisait dans ce but, c'est malsain de modifier les caractéristiques de boucle d'un ampli: la distorsion par exemple serait maximale à fort volume.

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le problème c'est le temps de blocage

et d'ailleurs c'est un phénomène surprenant
j'ai déjà eu du 50V avec un transfo 12V et un pont de diodes !

Tropique pourra éclaircir ce point

Dans certaines conditions, des diodes "snap-off" comme celle prise en exemple interagissent avec l'inductance de fuite et génèrent des surtensions.

[Antoane]

Mil excuses & merci pour les précisions.

Je m'en va donc essayer quelques diodes sous peu...


PS : http://www.linear.com/designtools/vi...nel_diodes.jsp
PPS : le diode de roue-libre est donc inutile en émetteur suiveur, dans le schéma de Louloute.

[invitef0f3ce70]

Glougouglouglouglou, ça y est je suis coulé
Même si je n'ai pas compris le développement du résultat, j'ai ce qu'il me faut : un bon schéma à repomper sans craindre de transformer ma carte en barbecue.
Je vous remercie tous, et c'est parti pour la modif du typon et le gravage dans la foulée.

Merci encore d'avoir répondu à ce fil
Alain

[louloute/Qc]

Mil excuses & merci pour les précisions.

Je m'en va donc essayer quelques diodes sous peu...


PS : http://www.linear.com/designtools/vi...nel_diodes.jsp
PPS : le diode de roue-libre est donc inutile en émetteur suiveur, dans le schéma de Louloute.

Beu non Antoane, il y en a bien une de diode de roue libre, soit direct sur le relais, soit (schéma que je n’ai jamais essayé) entre Gnd et base du xtor, le courant dans la diode serait alors divisé par le gain du xtor.

[Antoane]

Si je me souviens bien -et que j'ai saisi- les cours de Tropique (on ne refera pas l'allusion religieuse à laquelle a eu droit Daudet) :
au blocage du transistor, la bobine va générer une tension négative qui va porter l'émetteur du NPN à un potentiel Ve<0V. Comme Vb=0V, le bjt conduit.

[louloute/Qc]

Avec mon deuxième schéma (diode roue libre sur le base) quand la sortie logique tombe à ‘0’, la bobine qui a pris la mauvaise habitude d’avoir un courant de 5V divisé par sa résistance interne en redemande ( j’ai essayé de l’éduquer mieux, mais tu sais, les parents…).

Pour maintenir le courant qui venait de l’émetteur, sa borne va descendre dans le négatif (mon xtor ne lui donne plus le choix) jusqu’à ce qu’elle (tension sur la borne du relai) arrive à -1,2V (0,6 de Vbe + 0,6 de diode roue libre) où la charge Q de l’inductance va enfin pouvoir se dissiper au travers du xtor et β fois moins dans la diode.

Entre temps la sortie logique de commande n’aura qu’à supporter une tension de -0,6V imposée par la décharge de Q, mais cette décharge sera plus rapide qu’avec une seule diode de roue libre.

[Tropique]

Normalement une diode n'est pas nécéssaire: dans le cas du CMOS p.ex., à l'état 0 le transistor N conduit, et sa conduction est strictement bilatérale: la base est maintenue à 0 quelque soit le sens du courant.
Dans pratiquement tous les ICs il y une diode de substrat entre sortie et Vee, rendant une diode supplémentaire inutile, sauf si la conduction vers le substrat perturbe l'IC (cas du 555 p.ex.)
Pour les circuits discrets, il faut analyser le circuit pour voir si c'est nécéssaire.