Commander une led alimentée en 5V à partir d'une sortie 3.3V

[crocu]

Bonjour,

Je cherche à piloter une led alimentée ( qui est en fait le rétro-éclairage d'un écran LCD ) en 5V à partir d'une sortie digitale d'un PIC fonctionnant en 3.3V.

J'ai réalisé le montage ci dessous, mais il ne fonctionne pas ...
La led est toujours alimentée et je récupère même sur la base du transistor une tension supérieure à celle émise par le PIC lorsque la sortie est au niveau haut.
Si je ne me trompe pas, la tension mesurée sur la base du transistor ne devrait pas être > 3.3V ( tension max émise par la sortie du PIC ), en réalité je mesure entre la base du transistor et la masse une tension > 5V ....

Pourriez vous m'expliquer ce qui ne va pas svp ?

Concernant les valeurs de R1 et R2 je les ai reprises d'un montage existant sans trop savoir comment les déterminer moi même, pourriez vous m'expliquer les calculs à effectuer pour les calculer ?
( je voudrai Iled = 20 mA )

Merci à vous,



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[Qristoff]

Bonjour,
Sans voir le schéma (qui n'est pas encore dispo) mais rien qu'en voyant le titre, je soupçonne un mauvais choix du transistor. Si la tension de collecteur est supérieur à la tension de sortie du pic (qui j'espère n'est pas mort suite au mauvais traitement que tu viens de lui faire subir...), il faut que tu utilises un transistor NPN et non PNP ! avec la led et sa résistance branchées entre le 5V et le collecteur.

[Qristoff]

le schéma est maintenant dispo.... CQFD

[gienas]

Bonjour crocu et tout le groupe

... Je cherche à piloter une led alimentée ( qui est en fait le rétro-éclairage d'un écran LCD ) en 5V à partir d'une sortie digitale d'un PIC fonctionnant en 3.3V.

J'ai réalisé le montage ci dessous, mais il ne fonctionne pas ...

C'est normal, et les raisons sont nombreuses.

1- le choix du PNP n'est pas judicieux. Monté ainsi, il faut impérativement une commande atteignant les 5V, voire les dépassant. 3,3V et moins rendent le transistor toujours passant.

2- il faudrait un niveau bas pour allumer la LED. La "logique", dont on ne sait rien devrait être inversée, ce qui, en soi, n'est pas un réel problème. Le programme peut s'en charger.

Sans en savoir plus, la solution c'est de changer la polarité du transistor, de mettre un NPN, émetteur à la masse, commandé sur sa base, avec la LED dans le collecteur. Ce sera le niveau haut du PIC qui allumera la LED.

[A voir en vidéo sur Futura]

[crocu]

Sur mon LCD, je n'ai que la patte 'A' qui correspond à l'anode du retroeclairage.
Je voulais alumer celui ci avec une sortie digital d'un PIC fonctionnant en 3.3V, le LCD fonctionne pour sa part en 5V.

Pourriez vous m'indiquer les calculs à effectuer pour le calculs des resistances ?

Mon typon et ma carte sont déja fait ... je ne peux donc pas changer facilement de transistor, est ce vraiment impossible de piloter l'anode de la led avec un transistor PNP ?


Peut etre que le retro eclairage du LCD pourriat être directement alimenté par la sortie digitale du PIC en 3.3V, comme c'est une led il faut juste lui injecter 20mA, et ça pourrait fonctionner sans transistor, n'est ce pas ?


Merci à vous,

[jojo150393]

bonjour, je peux juste savoir la référence de la led stp?

[gienas]

... Mon typon et ma carte sont déja fait ... je ne peux donc pas changer facilement de transistor, est ce vraiment impossible de piloter l'anode de la led avec un transistor PNP ? ...

Telle que ta question est posée, la réponse est claire: oui, c'est impossible.

... le LCD fonctionne pour sa part en 5V ... Peut être que le rétro éclairage du LCD pourrait être directement alimenté par la sortie digitale du PIC en 3.3V, comme c'est une led il faut juste lui injecter 20mA, et ça pourrait fonctionner sans transistor, n'est ce pas ? ...

C'est loin d'être clair.

Pour répondre toi-même à cette question, demande à ton PIC (pardon, sa datasheet) s'il est capable de te fournir 20 mA, et demande à ton LCD quelle est la tension à ses bornes quand il est parcouru par 20 mA.

Avec ces deux réponses claires, on pourra te répondre.

[crocu]

Je ne vois pas trop ce que tu veux dire par 'tension à ces bornes' ...

Habituellement une sortie de uC est capable d'alimenter une led en direct via une résistance, n'est-ce pas ?

[Antoane]

Bonjour,

Mon typon et ma carte sont déja fait ... je ne peux donc pas changer facilement de transistor, est ce vraiment impossible de piloter l'anode de la led avec un transistor PNP ?

C'est vraiment pas l'idéal, mais ca devrait fonctionner si tu ajoutes une résistance de 1.2k entre l'émetteur et la base du PNP.
C'est pas l'idéal, mais ça devrait marcher si tu ajoutes une led en série avec R1, que tu passes à 2.2k et une résistance de 10k entre l'émetteur et la base du PNP.


PS : sans avoir lu les réponses 7 & 8. Mais ça reste valable.

[gienas]

Je ne vois pas trop ce que tu veux dire par 'tension à ces bornes' ...

Hum! Difficile de discuter si tu ne maîtrises pas les bases élémentaires.

Une LED, par définition, s'alimente en courant, "sans s'occuper" de la tension nécessaire pour l'obtenir.

Par contre, ce courant détermine aux bornes de la LED un certaine tension qu'il faut connaître pour déterminer les autres composants du circuit, dont la source qui va alimenter le tout, qui doit impérativement être ("très") supérieure à cette tension directe aux bornes de la LED. C'est la différence entre les deux tensions qui déterminera le calcul de la résistance de limitation. Comme tu vois,c'est tout simple.

... Habituellement une sortie de uC est capable d'alimenter une led en direct via une résistance, n'est-ce pas ?

Je ne crois pas que cette règle existe. Et puis, comme dit plus haut, il faut être capable du courant nécessaire tout en offrant une tension suffisante pour ouvrir la LED. Rien de tout cela n'est acquis.

[Qristoff]

Mon typon et ma carte sont déja fait ... je ne peux donc pas changer facilement de transistor, est ce vraiment impossible de piloter l'anode de la led avec un transistor PNP

Si la carte est déja réalisée... la seule solution envisageable à moindre casse est de modifier le circuit pour que la tension d'alimentation du retro-éclairage (émetteur du transistor) se fasse en 3,3V si la tension Vf de la led le permet. Mais nous n'avons pas la datasheet (ni la référence, d'ailleur )

[crocu]

L'ecran GLCD que j'utilise est celui ci :
http://www.circuit-ed.com/128x64_tou.../GDM12864B.pdf

En fait, il ce GLCD dispose de 3 anodes distinctes afin d'allumer le retroeclairage dans 3 couleurs differentes.
J'ai donc prévu 3 circuits de transistors chacun relié à une sortie digital du PIC pour piloter l'eclairage du GLCD.

Il n'y a pas d'infos concernant la tension inverse du retroéclairage à led. ( j'ai commandé ce GLCD il y a un moment deja et apparemment les datasheets ne sont plus disponibles )

Est ce que je prend un risque si je coupe la piste qui relie l'emetteur du transistor au +5V et que je remplace cette tension d'alimentation en 3.3V ?

[Qristoff]

ton lien n'est pas valide... par contre, ici la tension Vf directe est annoncée pour 4.2V (4.5V max). Donc c'est mort pour l'alimenter en 3.3V.
Il va falloir rajouter un transistor....
ps: il n'y a pas trois couleurs différentes... ou alors tu t'es trompé dans la référence !

[crocu]

En effet, voici le bon lien :

http://www.circuit-ed.com/128x64Q-AL...HT-P168C8.aspx

[crocu]

Le PDF 'Documentation' annonce ceci pour chacune des couleurs de rétro-éclairage :

Forward Voltage VF Min. 1.8(R)/2.8(G/B) Typ. 2.0(R)/3.1(G/B) Max. 2.2(R)/3.4(G/B) Volts

[Qristoff]

D'accord.
Le problème est que pour le vert et bleu la tension Vf est trop proche du 3.3V et cela ne laisse pas de place à une résistance de limitation de courant. Pour le rouge, cela pourrait encore passer mais pour les deux autres couleurs, il va falloir rester en 5V et modifier ton circuit de commande...

[crocu]

Si je veux piloter le retroéclairage de mon GLCD par son anode, quel schema de transistor dois je utiliser ?

Pouvez vous me faire un petit schema svp ?
Merci à vous,

[crocu]

Ce schema à base de transistor NPN est il correct ?

Le but est de commander le retroeclairage du GLCD via son anode.

Merci à vous,

[gienas]

Ce schema à base de transistor NPN est il correct ? ...

Dans le "principe" oui. Mais, à mon avis, il ne remplira le rôle que tu attends de lui. Il n'apporte pas 5V mais moins que la commande. Le transistor ne sature pas.

En supposant que ta LED fonctionne effectivement sous 5V, il te faut deux étages pour passer de ta commande 3,3V à "référencer" au 5V (NPN), suivi d'un PNP qui te commute ce 5V. Ces deux étages doivent fonctionner à saturation. Le premier au 0V, le second au 5V.

[Qristoff]

Ce schema à base de transistor NPN est il correct ?

non !
il faut deux transistors par anode

[crocu]

Pourquoi 2 transistors ?
Pouvez vous m'expliquer pourquoi ils dont nécessaires ?

Est ce possible de remplacer le transistor NPN de mon schéma car un Darlington ?

[Qristoff]

Pouvez vous m'expliquer pourquoi ils dont nécessaires ?

Ton backlight se commande par les anodes (d'autres se commandent par les cathodes mais aujourd'hui c'est comme ça..), il faut donc que "l'interrupteur" se rouve entre V+ et l'anode (c'est le rôle de Q2). Hors, pour commander Q2, il faut que sa base puisse alterner entre +5V (c'est le rôle de la résistance R2) et 0V (c'est le rôle de Q1), sans que la sortie 3.3V puisse se prendre la tension 5V en pleine trogne...

[gienas]

Pourquoi 2 transistors ?
Pouvez vous m'expliquer pourquoi ils dont nécessaires ? ...

Je pensais l'avoir fait en #19.

Qristoff vient de le faire aussi. Mais, si tu ne potasses pas davantage ta connaissance des transistors, tu ne peux comprendre ce que nous tentons de faire passer comme message. La preuve:

... Est ce possible de remplacer le transistor NPN de mon schéma car un Darlington ?

Bien sûr, tu peux le faire.

Mais, ce faisant, tu vas empirer la baisse de courant dans ta LED. Ce n'est donc pas une solution qui va dans le sens de l'amélioration.

Un Darlington va présenter un Vbe supérieur de 0,6V à celui d'un transistor normal. Or, comme ce Vbe vient en déduction de ce qui reste à la LED par rapport à ce que sort le PIC, tu perds davantage.

Dis-toi bien que nous le faisons tous exprès, rien que pour t'embêter.

Arrivé à ce stade, je pense que tu réagis comme St Thomas qui ne croit que ce qu'il voit; je te suggère d'essayer tes deux nouvelles solutions, avec transistor traditionnel puis avec Darlington, pour voir "l'amélioration".

Et puis, en troisième lieu, tu essayes le schéma Qristoff, et tu viens ici nous donner tes conclusions.

[Antoane]

Bonjour,
je reviens sur mon post 9, qui concerne ce schéma :

C'est vraiment pas l'idéal, mais ca devrait fonctionner si tu ajoutes une résistance de 1.2k entre l'émetteur et la base du PNP.
C'est pas l'idéal, mais ça devrait marcher si tu ajoutes une led en série avec R1, que tu passes à 2.2k et une résistance de 10k entre l'émetteur et la base du PNP.

Ca vous plait pas ?

[crocu]

Merci Qristoff, Gienas

Je comprends mieux à présent.
Je cherche a calculer R3, qui limite le courant dans D1, est ce correct d'écrire :

5V = VD1 + VR3 + Vce

VR3 = 5 - VD1 - VCE

La tension inverse que la led D1 est 2.9V, mais comment connait-on VCE ?
VR3 = 5 - 2.90 - VCE

si on veut IR3 = ID1 = 20 mA, R3 serait ceci ?
R3 = (5 - 2.90 - VCE ) / 0.02

Pour calculer R1 et R2, je ne vois pas comment procéder, pouvez vous m'aider ?

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En admettant que l'on ai une led qui à une tension inverse plus faible, par exemple VD1 = 2.30V et que l'on veille la piloter avec une tension identique à sa tension d'alimentation, il serait-il alors possible d'utiliser qu'un étage de transistor PNP : uniquement avec Q2 ?
Comme ceci :



Dans ce montage, ne risque t-on pas de se retrouver avec une tension de commande 'sur-élévée' comme dans le montage de mon post#1 ?
Si je comprends bien, le problème de mon premier montage ( post#1 ) est que la tension de commande (3.3V) est inférieure à la tension d'alimentation de la led (5V) , c'est bien cela ?

[Qristoff]

si tu ajoutes une led en série avec R1, que tu passes à 2.2k et une résistance de 10k entre l'émetteur et la base du PNP.

Une résistance d'émetteur permettrait effectivement de relever la tension de base, par exemple avec R1=3.3K et Rbase/émetteur=1K, on aurait 4.6V sur la base lorsque la sortie est à 3,3V. Ce qui devrait bloquer le transistor.
Je n'ai pas compris l'idée de ta led sur la base ?

[Antoane]

Avec la led, lorsque la sortie du Pic est à 3.3V, on a une tension sur la base de Vout+Vf~3.3+1.8=5.1V, donc 5V, la polarisation étant apportée par la 10k.
Lorsque la sortie du pic est à 0, on a sur la résistance de base une tension de Vout+Vf~0+1.8=1.8V, donc un courant de base d'établie.
Non ?

[Qristoff]

si on veut IR3 = ID1 = 20 mA, R3 serait ceci ?
R3 = (5 - 2.90 - VCE ) / 0.02

Oui, le Vce_sat est de l'ordre de 50mV à 150mV. Cela dépend du transistor utilisé, du courant de collecteur et du courant de base. 100mV est une valeur un peu passe partout pour les petits transistors.

Pour R1, pour bien saturer le transistor, on prend une régle empirique de Ib=Ic/10 ou 20.

[Qristoff]

Avec la led, lorsque la sortie du Pic est à 3.3V, on a une tension sur la base de Vout+Vf~3.3+1.8=5.1V, donc 5V, la polarisation étant apportée par la 10k.
Lorsque la sortie du pic est à 0, on a sur la résistance de base une tension de Vout+Vf~0+1.8=1.8V, donc un courant de base d'établie.
Non ?

pour l'état haut de la sortie, la led ne sera pas polarisée à Vf mais bien moins selon son courant de fuite qui passera soit dans la 10k (si Vbe<seuil) soit dans la base du transistor (si Vbe>seuil). Il faudra que la résistance d'émetteur soit plus faible pour que le Vbe reste en dessous de 0,4V pour garantir le blocage du transistor.
A l'état bas, il faudra une résistance en série avec la led et la tension aux bornes de l'ensemble led + Rb devra garantir un Vbe suffisant pour saturer le transistor.
A mon avis, solution plus risquée que celle avec les deux résistances

[Qristoff]

En admettant que l'on ai une led qui à une tension inverse plus faible, par exemple VD1 = 2.30V et que l'on veille la piloter avec une tension identique à sa tension d'alimentation, il serait-il alors possible d'utiliser qu'un étage de transistor PNP : uniquement avec Q2 ?

On ne contrôle pas une led en tension mais en courant !
la tension que tu indiques est la tension directe Vf (f pour forward), pas la tension inverse !