Interrupteur commandé par arduino

[invite2a005e36]

Bonjour à tous,

Je souhaiterais avoir votre avis concernant un montage à effectuer.
En effet, je dispose d'un arduino qui me fournit en sortie un signal low ou high. Quand ce signal est à l'état haut, j'aimerai que la tension délivrée par la batterie soit connectée à la sortie du montage. Dans le cas où l'arduino fournit un état bas, j'aimerai qu'il n'y ait rien au niveau de la sortie.



Un montage avec transistor bipolaire peut fonctionner, seulement, la batterie délivre ses 12V quand le signal de l'arduino est à l'état bas en inversement, soit le contraire de ce que je désire.
Existe-t-il un montage (avec technologie CMOS ?) qui me permettrait d'y arriver ? N'est-ce pas utopique de vouloir une tension de sortie de 12V alors que l'arduino ne pourra en fournir que 5 maximum ?

Merci d'avance pour votre aide.
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[antek]

Tu peux commander un relais avec ton transistor.

[invite2a005e36]

J'ai regardé un petit peu le fonctionnement d'un relais. Cependant, mon application est un système autonome et doit consommer le moins de courant possible. C'est pourquoi je ne voulais pas forcément utiliser de relais.
Vu que la technologie CMOS ne consomme qu'à la commutation, je me disais que ce serait la meilleure solution (si toutefois je trouve un montage adéquat pour parvenir à mes fins).

[antek]

Vu que la technologie CMOS ne consomme

Pas CMOS mais MOS.
Quel courant traversera l'interrupteur ?
Si tu peux mettre l'intérrupteur côté 0V, un MOS canal N.
Si tu le veux côté +V un MOS canal P.
Choisir un MOS qui pourra être commandé en +5V.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited9257714]

Ça dépend quel courant tu veux en sortie de la batterie.

EDIT: je me suis fait devancé

[invite2a005e36]

Le courant souhaité en sortie est d'environ 360 mA.

L'idée de mettre un NMOS pour contrôler la masse me semble être une bonne idée. Vu que l'arduino n'échange pas de données avec la sortie, la masse de l'arduino et celle de la charge en sortie peuvent être sensiblement différente, c'est exact ? La différence se ferait par la résistance Ron du transistor choisi.

Le schéma de principe semble fonctionnel. On verra bien en pratique

Il existe plusieurs NMOS pouvant effectuer cette fonctionnalité, mais sur quel critère est il préférable que je choisisse le composant ? Une tension de seuil faible, un Ron faible et un courant Ids supérieur à 500mV ?

[antek]

Le courant souhaité en sortie est d'environ 360 mA.
C'est une demande au Père Noël ?

un courant Ids supérieur à 500mV
??? si c'est mA ça va

Vérifier SOA, température, etc. Faut lire et comprendre la doc du composant.

[invite2a005e36]

Oui, je voulais dire un courant de 500mA.

Pourquoi une sortie de 12V / 360mA serait impossible ? Les messages condescendants ne sont pas vraiment d'une grande aide...

Si la batterie délivre ce qu'il faut dans la charge et que cette charge est reliée au drain du NMOS, le montage semble correct. La branche de l'arduino sera reliée à la grille et dès qu'il y aura un état haut, le transistor sera passant et la charge sera reliée à la masse et pourra fonctionner. Dans le cas contraire, la charge aura une masse flottante.

[invitef86a6203]

NPN2n2222 et PNP 2N2907 boitier métal

à gauche actif avec 1 à droite actif avec 0

notez que avec le montage de droite , lors du reset il risque de conduire momentanément jusqu’à l'initialisation.
La haute impédance sera compris comme un 0.

[antek]

Oui, je voulais dire un courant de 500mA.
Pourquoi une sortie de 12V / 360mA serait impossible ? Les messages condescendants ne sont pas vraiment d'une grande aide...
Si la batterie délivre ce qu'il faut dans la charge

Le courant souhaité en sortie est d'environ 360 mA.

On ne peut rien tirer de cette affirmation farfelue.
Si certains répondent en fonction de leur interprétation, libre à eux.
Quant à moi, je refuse de donner des indications sans comprendre de quoi il s'agit.

"le courant souhaité" -> par qui ? par la charge (?) ou par toi ?
Faut-il comprendre que tu ne souhaites pas que le courant dépasse "environ" (?) 360 mA et proposer une limitation en courant ?
Ou est-ce la charge qui impose un courant de 360 mA "environ" (quel est le courant max ?) ? Dans ce cas tout ce que tu as le droit de souhaiter est que la charge ne se mette pas en court-circuit.

[invite2a005e36]

Le schéma sur lequel je me base est celui-ci :



Le courant consommé par la charge est de 360mA maximum. La batterie délivrera-t-elle dans tous les cas le courant entrant dans la charge (0-360mA) ? Seule l'autonomie de la batterie sera réduite si le courant est maximal, n'est-ce pas ?

Le montage que je souhaite utiliser est-il correct car en simulation, ça semble fonctionner ?

[invite936c567e]

J'ai regardé un petit peu le fonctionnement d'un relais. Cependant, mon application est un système autonome et doit consommer le moins de courant possible. C'est pourquoi je ne voulais pas forcément utiliser de relais.
Vu que la technologie CMOS ne consomme qu'à la commutation, je me disais que ce serait la meilleure solution (si toutefois je trouve un montage adéquat pour parvenir à mes fins).

Un relais électromécanique bistable ne consomme de courant qu'à la commutation, et contrairement à un transistor MOSFET, sa commande peut totalement disparaître le reste du temps.

Avec ce type de relais, l'Arduino peut être mis en veille ou être éteint quand un changement d'état n'est pas requis. Par ailleurs, l'isolement galvanique entre la partie commande et la partie puissance règle les problèmes liés au choix du pôle (+12V ou masse) à commuter.

Le courant souhaité en sortie est d'environ 360 mA.

J'abonde dans le sens de antek. Une telle indication est beaucoup trop imprécise.

Un transistor MOSFET est fragile, et un dépassement important, même furtif, du courant maximum admissible, peut lui être fatal. On voit trop souvent des dimensionnements s'appuyant sur une consommation moyenne espérée, alors que les tolérances sur les composants exposent à dépasser cette valeur, ou qu'une surintensité apparaît à l'allumage du fait de l'allumage d'un moteur ou de la présence d'une capa de filtrage. On part sur 500 mA en espérant moins de 360 mA, et puis le petit MOSFET claque au premier allumage quand il se prend la pointe de 10A qu'on n'a pas vu venir...

NB: comme cela n'a pas encore été précisé, le MOSFET canal N commandé par l'Arduino doit être compatible "logic level".


J'attends la validation de la pièce jointe.

[invite936c567e]

Le montage doit comporter une résistance de rappel de valeur élevée entre la grille du transistor et la masse, afin d'empêcher le transistor d'entrer aléatoirement en conduction avant que l'Arduino soit allumé et correctement configuré.

Il peut être également préférable de rajouter une résistance de faible valeur en série entre la sortie de l'Arduino et la grille, afin de limiter le courant de charge des capacités parasites du transistor lors des changements d'état.


En quoi consiste la charge ? Est-ce réellement une résistance ? Quelle est la longueur des câbles de liaison ?

[invite2a005e36]

La charge est en réalité une caméra et un enregistreur. Dans leur configuration optimale, ils consomment à eux deux 360mA.
Je ne connais pas la résistance équivalente de cette charge.

Les résistances à rajouter vont créer un pont diviseur de tension du coup, n'est-ce pas un problème ? Quoique si je met la résistance en série à 220 Ω et celle reliée à la masse à 10 kΩ, cela ne changera pas beaucoup la tension Vgs.

Le transistor que j'ai choisi a son courant de drain max de 3.9A, est-il vraiment possible qu'il y ait un courant supérieur à cette valeur lors de la mise sous tension ?

Que veut dire "le MOSFET canal N commandé par l'Arduino doit être compatible "logic level"" ? (désolé de ne pas tout saisir du premier coup)

[invitef86a6203]

Que veut dire "le MOSFET canal N commandé par l'Arduino doit être compatible "logic level"" ? (désolé de ne pas tout saisir du premier coup)

Si la tension de saturation du Vgs est supérieure à 5V (même moins) il n'est pas compatible.
Surtout avec les Arduinos à 3.3V...

[invite936c567e]

Si ta charge consiste en une caméra et un enregistreur, alors on peut prédire qu'ils ne se compteront certainement pas comme une résistance. Il faudrait d'ailleurs préciser la technologie de ces appareils, au cas où ils pourraient présenter une charge inductive (moteur/relais/convertisseur Buck ?).

Le fait qu'il y ait des condensateurs de filtrage suppose qu'on doive les charger au démarrage. Or, la fermeture d'un interrupteur parfait séparant une source tension parfaite et un condensateur parfait préalablement déchargé produit un courant infini. La limitation du courant n'est en pratique réalisée que par les imperfections de ces éléments. Et dans le cas présent, on ne dispose encore d'aucun indice pour évaluer sérieusement cette limitation. Mais il n'est pas interdit de penser qu'avec de grosses capas, des résistances de l'ordre de quelques dixièmes d'ohm et une bonne batterie de 12V, on puisse atteindre plusieurs dizaines d'ampères.

Donc il faudrait donc y regarder de plus près.


Concernant le "logic level", cela signifie que le transistor peut être correctement commandé avec une tension de seulement 5V (ou moins). Classiquement, les transistors MOSFET réclament une tension de commande d'une dizaine de volts pour atteindre leur R_DS(ON) nominal.

[invite2a005e36]

Merci pour toutes ces informations.

Voici le composant que j'ai commandé : NMOS

Vgs = +- 8V et la tension de seuil est à 850mA max, c'est bon, non ?

[invite2a005e36]

Au niveau de la protection concernant le pic, ne peut-on pas simplement rajouter une capacité de découplage en parallèle entre la batterie et la charge ou une bobine en série ?

[antek]

Vgs = +- 8V et la tension de seuil est à 850mA max, c'est bon, non ?

Et comment tu vas trouver du +8V à partir du +5V du PIC ?
Encore une tension en ampères !

[antek]

Au niveau de la protection concernant le pic, ne peut-on pas simplement rajouter une capacité de découplage en parallèle entre la batterie et la charge ou une bobine en série ?

Qu'est-ce que ça a à voir avec une protection du PIC ?
Tu veux protéger le PIC de quelle agression ?

[Antoane]

Bonjour,

Vgs = +- 8V

Il s'agit de la tension max que tu peux appliquer au MOSFET sans l'endommager.
Tu le commandes en 0/5V, donc c'est ok.

Il faut par aillerus vérifier que le mosfet est correctement saturé lorsque commandé par du 0/5V. Cela se voit dans les "test conditions" de Drain-Source On-Resistance (page 2) : tu vois quelle est la valeur de la résistance entre drain et source du transistor lorsqu'il est commandé par de 5V : < 31mOhm.
Donc, de ce point de vue, c'est ok.

[invite2a005e36]

Qu'est-ce que ça a à voir avec une protection du PIC ?
Tu veux protéger le PIC de quelle agression ?

Le PIC dont je parle est le pic de courant énoncé par PA5CAL. Je ne voudrais pas que ce pic de courant détruise mon NMOS.

Concernant la tension de seuil, il s'agit bien de 850 mV, désolé.