Problème d'optocoupleur et de baisse d'ampérage

[snoom82]

Bonjour à tous,

je suis assez limité en connaissances électroniques et j'ai besoin d'un petit coup de pouce pour trouver une solution à mon problème...le voici.

J'utilise une carte arduino mega dont j'utilise des sorties et une entrée digitale.
Par cette entrée, j'envoie un signal électrique qui peut être soit du 80V, soit du 12V...c'est la ou le problème se pose.
En effet, sur cette entrée, je ne dois ni me soucier de polarité, ni de la tension (que ce soit du 80 ou du 12V, cela doit marcher).

J'ai donc opté pour l'utilisation d'un optocoupleur ILD74 (2 canaux) afin de m'affranchir des soucis de polarité


J'ai ajouté une résistance sur le schéma car il me faut baisser l'ampérage afin de ne pas endommager l'entrée digitale de l'arduino...et c'est à ce point là que j'ai besoin de vos lumières...
En effet, je me suis affranchi de la polarité, mais je me trouve devant un soucis de baisse d'ampérage... pour du 12V, il me faudrait utiliser une résistance de 560ohms (U=R*I avec U = 12, I = 0,02 (20mA) et u forward voltage de la part de l'optocoupleur de 1,3V... donc R=(12-1,3)/0,02 soit 525ohms arrondi a 560ohms ).
Pour du 80V, il me faudrait, en raccourcissant, du 4kOhms.

Avec mes connaissances limitées, je peux me lancer dans un tel montage mais mis à part mettre 1 entrée pour chaque voltage avec la résistance appropriée, je ne vois pas comment faire... c'est donc là que j'aurais besoin de vos conseils....

De plus, le peak reverse de l'optocoupleur est de 3V...Nous voulons utiliser du 80V en entrée, ne risquerais je pas d'avoir qques soucis par rapport à ce peak reverse?

Merci d'avance pour vos réponses!!!
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[Qristoff]

Salut,
à la place de la résistance, je te conseil plutôt de mettre un petit générateur de courant constant à transistor qui permettrait d'encaisser la différence de tension et qui fournirait un courant à peu prés stable dans la dynamique 12V-80V.
Mais pour que ce générateur fonctionne en unipolaire, il serait préférable de redresser d'abord la tension d'entrée, mettre le géné de courant et n'utiliser qu'un seul opto.

[PA5CAL]

Bonsoir

L'utilisation d'un optocoupleur n'implique pas qu'on doive forcément le faire fonctionner dans le conditions nominales indiquées par le constructeur.

En effet, la datasheet suggère que le courant d'entrée doit être limité à moins de 60 mA, mais qu'en revanche il est possible de saturer le phototransistor de sortie avec un courant d'entrée de seulement 0,5 mA. Cela laisse assez de marge pour régler le problème exposé ici, par exemple en s'autorisant un courant d'entrée compris entre 1 et 10 mA environ à l'état actif.

En mettant une résistance de 10 kΩ en série avec les deux leds émettrices montées tête-bêche, on aura un courant de 7,9 mA sous 80 V, correspondant à une dissipation de 625 mW (il faudra donc prendre un modèle de 1W), et un courant de 1,1 mA sous 12 V.

Il faudra ensuite s'assurer que la résistance de pull-up branchée à la sortie sera suffisamment élevée pour que la saturation des phototransistors soit encore possible dans le cas le plus défavorable (12 V à l'entrée). Avec une résistance de pull-up de 68 kΩ, cette saturation sera obtenue avec un courant de sortie inférieur à 75 µA, que l'optocoupleur est capable de fournir avec un courant d'entrée de 1,1 mA.


Si la puissance dissipée par la résistance de 10 kΩ te semble trop élevée, alors il faudra te tourner vers la solution proposée par Qristoff, en limitant le courant d'entrée à quelques milliampères.

[snoom82]

Merci à tous les 2 pour vos réponses si rapides!!!!

Comme je vous l'ai dit dans mon message, j'ai malheureusement des connaissances assez limitées en électronique...

Concernant le courant d'entrée pour l'optocoupleur, mon soucis principal est le courant de sortie...puisque je dois avoir un courant d'environ 0,20ma pour pouvoir rentrer dans une carte Arduino mega sans trop l'endommager.

J'ai trouvé qques infos sur les générateurs de courant constant à transistor mais je n'ai pas trop compris comment en mettre un en oeuvre...si vous pouviez m'en dire un peu plus?
Merci en tout cas encore une fois pour vos réponses!!!

[A voir en vidéo sur Futura]

[PA5CAL]

Voici un autre schéma utilisant un optocoupleur 6N139, qui est plus sensible et mieux adapté à ton application. La résistance de 47kΩ est un modèle 1/4 W. Le pont redresseur est un modèle de 100 V, ou plus.

digitopto80V-1.png

Pour le générateur de courant, voici un exemple de schéma de principe :

digitopto80V-2.png

[snoom82]

Merci pour votre réponse!! Je crois que j'ai un peu plus compris....et surtout je n'aurais jamais utilisé ces éléments.

Le seul point que je ne comprend pas est ce qui se passe après l'opto... en effet, la patte 5 est à relier à la masse, mais pour les 2 autres, je ne comprend pas...(dsl de vous re-solliciter mais je préfère comprendre au mieux). La patte 8 serait à relier à du 5V si je comprend bien, et la 6 serait à relier à mon entrée arduino? Dans ce cas la, pourquoi relier l'opto à du 5v par la patte 8... c'est ce que je ne comprend pas...

Merci encore et encore!

[snoom82]

Autre chose, si je comprend bien toujours, ce montage permettrait de gérer autant du 12 que du 80 du coup c'est bien cela?

[PA5CAL]

Cet optocoupleur est un modèle à haute sensibilité, particulièrement conçu pour être interfacé avec des entrées de circuits logiques.

Contrairement aux optocoupleurs courants, il est constitué d'une photodiode (et non pas d'un phototransistor) suivie d'un amplificateur de courant à deux étages (i.e. à deux transistors, en configuration « split Darlington »). La tension d'alimentation présentée sur la broche #8 permet de polariser et de faire travailler la photodiode et le premier étage dans une zone de fonctionnement linéaire (V_R≈3,8V ; V_CE≈4,4V).

Par rapport à un montage Darlington conventionnel, la séparation entre le premier étage et l'étage de sortie permet une meilleure tension de saturation et une vitesse de fonctionnement plus élevée.

Autre chose, si je comprend bien toujours, ce montage permettrait de gérer autant du 12 que du 80 du coup c'est bien cela?

Oui, parfaitement. C'était tout l'intérêt de cette proposition, qui allait dans le même sens que mon commentaire #3.

[PA5CAL]

J'ai calculé les résistances de sorte que le montage fonctionne encore sous 12V à une température de –40°C.

À 25°C, il est fonctionnel pour des tensions d'entrée comprises entre 3,3 V et 900 V^*.

^* si la résistance de 47kΩ, le pont redresseur et le circuit imprimé le permettent. Une tension aussi élevée nécessite de prendre des précautions, comme notamment l'utilisation d'un redresseur à haute tension (≥1kV) et la mise en série de plusieurs résistances (dont la tension de service est limitée). Par ailleurs sous 900V ces dernières doivent pouvoir dissiper plus de 17 W.

[PA5CAL]

Oup... il faut lire :

« À 25°C, il est fonctionnel pour des tensions d'entrée comprises entre 8,3 V et 900 V »

[snoom82]

Ok, un énorme merci je vais tester le tout, je vous donnerais des news!!

Un grand merci en tout cas pour les explications!!!!

[snoom82]

Je reviens vers vous...
pour la plage d'utilisation (8,3v et 900V), si je veux la baisser, je dois ajuster la première résistance n'es ce pas? (ma plage "réelle" d'utilisation sera entre 6,5v et 80v max).

[PA5CAL]

Pour fixer la plage de tension, on doit faire un compromis entre la résistance chutrice à l'entrée et la résistance de pull-up à la sortie.

Réduire la résistance d'entrée fait bien baisser le seuil minimum de détection, mais augmente également la dissipation de puissance quand la tension est au plus haut.

Si l'on prend une température minimale de fonctionnement de 0°C et un seuil de détection de 6,5 V, alors le choix d'une une résistance d'entrée de 22 kΩ 1/2 W aboutit à utiliser une résistance de pull-up de 6,8 kΩ à la sortie.

[snoom82]

Ok je comprend mieux l'utilisation de la résistance d'entrée ainsi que celle de sortie!
Pour les calculs, je suis à la rue pour le coup....mais je vais m'y coller pour comprendre à tête reposée!

Merci encore, je teste tout cela demain matin après être allé acheter qques composants

[Qristoff]

Je voulais juste ajouter que pour une utilisation "logique" de la sortie (haute impédance), il n'y a plus à tenir compte du CTR de l'opto étant donné que le rapport Iled/Icollecteur est largement favorable dans ce sens. La valeur de la résistance de collecteur n'a même pas besoin d'être réduite, 10k conviendra pour les niveaux logiques en entrée du µC.

[PA5CAL]

En effet. La valeur que j'ai indiquée correspond à un minimum.


Par ailleurs, il est possible de se passer de cette résistance de pull-up en activant celle qui est intégrée au microcontrôleur. Cette résistance de pull-up interne a une valeur mal définie, mais du fait de sa valeur élevée (quelques dizaines de kΩ) elle convient forcément dans le cas présent.

Pour l'activer sur l'entrée numéro "ipin" de l'Arduino, le code d'initialisation est :

 pinMode(ipin, INPUT);           // broche ipin définie comme entrée
  digitalWrite(ipin, HIGH);       // activation de la résistance de pull-up

[snoom82]

Bonjour à tous,

Après qques jours d'absence, je me re-penche sur le montage que vous m'avez proposé!

J'ai donc fait le montage sur une plaque avec une résistance de 22K et une autre de 6,8K, un pont de diode ainsi qu'un optocoupleur.

J'ai déclaré ma pin en HIGH et ai déclaré, dans la fonction d'écoute de cette pin, que si elle passe en LOW, l'arduino doit déclencher une action.

Malheureusement, pas de réaction! Dois je enlever la résistance de pull up comme vous me l'indiquez dans le précédent msg?

Cdlmt

[snoom82]

Je me réponds tout seul... je me suis trompé dans le sens du pont redresseur! J'en ai acheté un tout fait, j'ai du le mettre dans un mauvais sens...

Par contre je me demande toujours pour la résistance de pull up... dois je ou puis je l'enlever?

[PA5CAL]

Si la résistance de pull-up interne est activée par logiciel, alors il n'est pas nécessaire d'en rajouter une externe.

Si la résistance de pull-up interne n'est pas activée, alors il est pas impératif d'en rajouter une externe.

[snoom82]

Bonjour,

merci pour votre réponse!! En effet, j'active la R de pull up de l'arduino... par sécurité, j'imagine que si je laisse la résistance sur mon montage, cela ne sera pas bien grave n'es ce pas?

[PA5CAL]

Non, ce n'est pas grave. C'est sans danger, et ça ne change pas beaucoup le fonctionnement.

[snoom82]

Parfait, je reste sur ce modèle et je teste le tout sur le montage définitif (séquenceur Arduino pour des feux d'artifices) dès demain!!

Merci mille fois pour vos infos, cela m'a permis d'apprendre pas mal en peu de temps!!!

[snoom82]

Bonjour a tous,
après un an d'utilisation de mon schéma, je reviens vers vous pour une problématique, qui n'en est surement pas une!
J'ai l'impression en fait que le montage est trop "sensible". En effet, il arrive que l'arduino uno lance de temps a autre (aléatoirement) les séquences alors que je n'envoie aucune information en entrée.
je me demandait donc si il ne me fallait pas changer les résistances en entrée et pull up afin d'augmenter la plage d'utilisation? Je ne sais trop quoi en penser en fait ! si vous avez une idée...
Merci d'avance!!!

[Qristoff]

Salut,
T'as peut être un schéma "définitif" à nous montrer peut être ?

[snoom82]

Le schéma est en fait le même que celui que vous m'aviez donné en fait! Je n'ai rien changé mis à part les résistances d'entrée (22kohms) et de pull up (6,8kohms je crois). Mis à part cela, je n'ai rien touché!