Compréhension schéma électrique - transistor

[invite68aa8059]

Bonjour à tous,

Voilà, je m'autoforme à l'électronique.
J'ai reçu il y a un petit moment un arduino avec lequel j'ai pas mal joué, ce qui m'a poussé à vouloir mieux comprendre l'électronique et à ne pas me baser uniquement sur l'arduino.
J'ai fais de l'électronique il y a une dizaine d'année en école d'ingé, mais je me suis orienté dans la spécialité informatique et je ne m'y suis plus jamais intéressé.

Enfin bref, voilà le schéma qui me pose problème :

http://www.buildcircuit.com/wp-conte...with-LM358.jpg

J'ai bien compris le principe : l'ampli op fonctionne en comparateur de tension, une tension de référence est positionnée grâce au potentiomètre.
Si l'éclairage est sombre, la tension aux bornes de la LDR est > à la tension de référence, l'ampli op envoi donc du 9V - 1.5V (Le datasheet du LM358 précise que la tension max délivrée est = à Vcc - 1.5V), ce qui sature le transistor et donc la led s'allume.

Dans l'autre cas elle est éteinte.

La seule chose que je ne comprend pas est la valeur de la résistance R2 de la base du transistor : 1kOhms

la led et la résistance de 330 ohms me permettent de dire que l'intensité Ic est d'environs 20 mA.

J'ai regardé la datasheet du BC547 (http://www.fairchildsemi.com/ds/BC/BC547.pdf), on a un Hfe de 110 à 800.

Soit Ic / Hfe = Ib, 20 / 110 = 0.18 mA

Donc Ib = 0.18 mA pour obtenir une saturation.

La tension à la sortie de l'ampli OP est de 9V - 1.5V = 7.5V

Il faut que Vbe = 0.6 V pour saturer le transistor.

Soit 7.5 - 0.6 = 6.9 V ce qui donnerait normalement une resistance de 6.9 / 0.00018 = 38333 Ohms soit environs 38 Kohms.

Est ce que mes calculs sont erronés ? Quelque chose que je n'aurais pas compris soit dans l'ampli OP, soit dans le transistor ? Mauvaise compréhension de la datasheet du transistor ?

Si non, d'où sort il la résistance d'1 KOhms ?

Avec une résistance d'1Koms il envoi donc Ib = 6.9 mA au lieu des 0.18mA que j'avais calculé.

Merci par avance pour votre aide.
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[Qristoff]

C'est pas parce que c'est sur le web que c'est bon !
Dans ce montage, (fournit par je ne sait qui..) tout est à revoir !

[invite68aa8059]

Ouf ça me rassure ! Je ne comprenais plus rien !

ça vient d'un tutorial sur un site d'électronique à priori : http://www.buildcircuit.com/experiment-with-lm358/

Je me suis pas attardé sur le calcul des autres résistances étant donné que cette fameuse R2 me rendait fou.

[gienas]

Bonsoir tchoyy et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

Ouf ça me rassure ! Je ne comprenais plus rien ! ...

Méfie-toi, tout de même, de réponses un peu trop expéditives, données un premier avril.

Qristoff y va peut-être un peu fort avec son affirmation.

Je n'ai pas tout vérifié, dans tes calculs, et tes explications vont dans le bon sens.

Concernant ton vrai problème, l'explication de la véritable différence entre la valeur "proposée" et la valeur calculée (par toi), elle est toute simple. Le calcul est supposé te donner une limite au dessus de laquelle il ne faut pas aller. Tu devras, pour garantir ton fonctionnement, mettre "un peu moins" que ce que tu trouves.

Mais, je trouve quelques "erreurs" dans ton raisonnement, et tu vas vite comprendre.

1- tu penses faire fonctionner ton transistor en mode linéaire, avec un beta que tu prends bien à sa valeur minimale. Mais le montage va devoir travailler à saturation.

2- tu as choisi un beta de transistor rarissime. J'ignore s'il est correct pour le transistor choisi, mais tu vas sûrement prendre un transistor "banal" (très ordinaire), avec une fourchette de beta bien plus basse. Quand on prend un beta de 20, c'est déjà bien.

3- dans ce type de montage à transistor bloqué/saturé, il ne faut pas être critique. Rien ne prouve que tu ne sera pas amené à modifier ton Ic. Alors, sois large.

Si tu reprends tous tes calculs en mettant toutes ces circonstances dans la balance, tu verras que la valeur "standard" dans la base, qui a été choisie, n'est au final pas si loin du compte, même si elle peut être rendue beaucoup plus forte.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Qristoff]

Qristoff y va peut-être un peu fort avec son affirmation.

Tu peux commencer à changer ton aop par un comparateur à collecteur ouvert et supprimer les composants inutiles. J'ai vraiment pas l'impression d'y aller un peu fort, désolé.

[invite68aa8059]

Merci gienas pour ces précisions.

1) Mon raisonnement n'amène t'il pas des calculs à la limite du linéaire et au début du saturé ? Je prévoyais effectivement un Ib supérieur à celui que j'avais calculé, ceci dit la différence me paraissait énorme.

2) Pour le beta, je pensais être bon : http://www.fairchildsemi.com/ds/BC/BC547.pdf, je ne comprend peut être pas le datasheet du transistor correctement.

Tant que j'y pense, dans cette utilisation, le transistor est il vraiment utile ? en mettant la resistance + la led à la sortie de l'AOP.

[gienas]

... Mon raisonnement n'amène t'il pas des calculs à la limite du linéaire et au début du saturé ? ...

Jamais en début. Le principe du bloqué/saturé, c'est la franchise. On ne fait pas dans la demi mesure. Il faut être net.

... Pour le beta, je pensais être bon ... je ne comprend peut être pas le datasheet du transistor correctement ...

Oui mais non.

Pour commencer, ton transistor est spécifié en 3 gammes de beta. Ils ne sont pas au même prix, et, sauf besoin impérieux, on prend du courant, comme déjà dit. Mais ce beta est spécifié à des courants qui ne sont pas les tiens. Je te laisse le trouver.

Ensuite, si tu étudies bien les caractéristiques "garanties" à la saturation (tableau), qui, pour toi, devrait être à 20 mA, avec de la marge, tu remarqueras qu'il n'est pris en compte qu'un beta de 20. Il doit bien y avoir une raison.

... le transistor est il vraiment utile ? en mettant la resistance + la led à la sortie de l'AOP.

Pour de telles intensités, c'est préférable. Là, c'est la limite qu'il pourrait supporter. Pour faire l'essai, et en diminuant un peu le courant, ce serait acceptable, mais on préfère, en général, laisser l'ampli amplifier, et le transistor commuter.

Attention, comme le transistor inverse, ne pas le mettre inverse aussi l'état de la LED.

Tu peux commencer à changer ton aop par un comparateur à collecteur ouvert ...

Là, c'est un autre montage, mais il est vrai qu'un comparateur (pour comparer) est toujours préférable, et le fait qu'il sorte sur collecteur ouvert, évite d'avoir à se poser des questions en matière de courant de sortie, tout comme en commande de base.

... J'ai vraiment pas l'impression d'y aller un peu fort, désolé.

La démarche n'est pas la même. Il n'est pas demandé de faire un montage, il est demandé d'expliquer comment fonctionne celui qui est proposé, pour s'expliquer ce qui semble être une anomalie.

C'est probablement bien de dire que ce n'est pas fait d'une manière très rationnelle, mais ce serait encore mieux de dire de suite pourquoi, et répondre à la question posée.

Il n'est pas non plus très orthodoxe d'alimenter un AOP en monotension, et de commander un transistor en commutation directement par la sortie, mais le lien vers la datasheet donné tchoyy le prévoit et fournit des valeurs de saturation basse. Comme il projette de s'initier en manipulant avec, c'est même un excellent exercice à faire, pour voir comment le montage va se comporter.

[invite68aa8059]

Ok merci beaucoup, j'y vois plus clair.

Effectivement, le Hfe donné dans la datasheet a été déterminé avec Ic=2mA et Vce=5V. Ce qui est 10x moins que mes 20 mA.

Et les différents tests de saturation se sont fait avec Ic=100mA et Ib=5mA puis Ic=10mA et Ib=0.5mA, soit bien un beta de 20