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Augmenter la portée de signal IR



  1. #1
    Notofino

    Augmenter la portée de signal IR


    ------

    Bonjour
    J'aimerais augmenter la portée du signal IR pour pouvoir augmenter la distance entre le phototransitor et la led emettrice

    Led emettrice : TSAL6400
    phototransitor : BPV11F

    J'ai réussi a faire un montage mais la portée entre les 2 doit être de 5cm pas plus
    J'aimerais savoir si vous avez des idées pour augmenter la portée a 50cm

    Merci

    -----

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  4. #2
    antek

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Augmenter la puissance d'émission -> augmenter le nombre de led
    Augmenter la sensibilité en réception -> augmenter le nombre de phototransistors

  5. #3
    Vincent PETIT
    Animateur Électronique

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Salut,
    La portée est fonction du courant dans la LED (et la sensibilité du phototransistor)

    Tu fais passer quel courant dans ta LED ?

    D'après la doc ta LED peut supporter 1,5A en courant impulsionnel (impulsion < 100us). La portée va être largement plus grande !

    Prend une marge de sécurité (impulsion inférieure à 100us et courant de 1A par exemple)
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

  6. #4
    Notofino

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Nom : 17505748_1493044710740610_299110030_n.jpg
Affichages : 178
Taille : 17,6 Ko
    Voila mon schéma (les valeurs dans les resistances sont pas bonnes)
    J'ai mis du 34ohm cote led (5V -1.6V / 0.1A)
    et 522Ohm cote phototransitor (5V-0.3V / 0.009A)
    Et tout ceci est alimenter avec une arduino

    Citation Envoyé par Vincent PETIT Voir le message
    Salut,

    D'après la doc ta LED peut supporter 1,5A en courant impulsionnel (impulsion < 100us). La portée va être largement plus grande !

    Prend une marge de sécurité (impulsion inférieure à 100us et courant de 1A par exemple)
    Je ne sais pas où tu as vu 1.5A sa veut dire que (5 - 1.6 / 1 = 3.4Ohm) je pourrais ainsi baisser la resistance ?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #5
    sandrecarpe

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Salut,
    Si c'est pour faire une sorte de barrière infrarouge, mettre une lentille ou un dispositif pour focaliser le rayon améliore pas mal la portée.
    Un truc comme ça :

    Nom : IMG_20170325_173454835[1].jpg
Affichages : 183
Taille : 125,3 Ko

  9. #6
    Notofino

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    tu la met où ?

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  11. #7
    sandrecarpe

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Comment ça je la mets où ?
    La led ? Bah dans le trou...comme sur la photo


    EDIT : j'avais pas précisé, mais ce truc là c'est pour l'émetteur hein

  12. #8
    Vincent PETIT
    Animateur Électronique

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Citation Envoyé par Notofino Voir le message
    Et tout ceci est alimenter avec une arduino
    Par un Arduino ? Directement ?
    Le micro est incapable de délivrer 100mA, tout au plus il t'en délivrera 20mA voir 40mA (très rare). Si tu alimentes ta LED directement avec le micro, je ne suis pas surpris que la distance entre ton émetteur et ton phototransistor n'atteint que quelques cm.


    Citation Envoyé par Notofino Voir le message
    Je ne sais pas où tu as vu 1.5A sa veut dire que (5 - 1.6 / 1 = 3.4Ohm) je pourrais ainsi baisser la resistance ?
    C'est écrit ici :

    Nom : Capture du 2017-03-14 22-46-37.png
Affichages : 176
Taille : 113,9 Ko

    En vert le courant DC a ne pas dépasser.
    En bleu le courant pour un signal carré (rapport cyclique 50%) à ne pas dépasser. Le constructeur a fait un test à 5kHz.
    En rouge le courant pour une impulsion qui dure 100µs (rapport cyclique 1%) à ne pas dépasser.

    Donc si tu envoies un signal PWM à 99% dans un transistor NPN (qui va inverser le PWM pour le transformer en 1%) et au travers d'une alimentation capable de fournir 1A, tu augmenteras significativement ta portée (plusieurs mètres.) Bien entendu il faut gérer la réception autrement car le signal est impulsionnel.

    Côté phototransistor, tu réceptionnes le signal de quelle façon ?
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

  13. #9
    antek

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Citation Envoyé par Vincent PETIT Voir le message
    C'est écrit ici :
    Oui mais ça c'est juste avant de crever . . .

  14. #10
    Vincent PETIT
    Animateur Électronique

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    C'est pour ça que je lui recommande 1A au lieu des 1.5A (limite de la fumée noir)
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

  15. #11
    Notofino

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Citation Envoyé par Vincent PETIT Voir le message
    Par un Arduino ? Directement ?
    Le micro est incapable de délivrer 100mA, tout au plus il t'en délivrera 20mA voir 40mA (très rare). Si tu alimentes ta LED directement avec le micro, je ne suis pas surpris que la distance entre ton émetteur et ton phototransistor n'atteint que quelques cm.
    Il sont alimenter avec le 5V et le GND de l'arduino

    Citation Envoyé par Vincent PETIT Voir le message
    Avec le 5V et le GND de l'arduino


    C'est écrit ici :

    Pièce jointe 337858

    En vert le courant DC a ne pas dépasser.
    En bleu le courant pour un signal carré (rapport cyclique 50%) à ne pas dépasser. Le constructeur a fait un test à 5kHz.
    En rouge le courant pour une impulsion qui dure 100µs (rapport cyclique 1%) à ne pas dépasser.
    Effectivement j'avais mal lu

    Citation Envoyé par Vincent PETIT Voir le message
    Donc si tu envoies un signal PWM à 99% dans un transistor NPN (qui va inverser le PWM pour le transformer en 1%) et au travers d'une alimentation capable de fournir 1A, tu augmenteras significativement ta portée (plusieurs mètres.) Bien entendu il faut gérer la réception autrement car le signal est impulsionnel.

    Côté phototransistor, tu réceptionnes le signal de quelle façon ?
    Donc pour R2 je ferais (5-1.6)/1 = 3.4 Ohm
    Pour R1 j'ai essayer tester avec des grosse resistance genre 10k Ohm

    Je vais devoir rajouter sa dans mon arduino pour le PWM
    Int broche = 9 // 9 sortie PWM sur une arduino
    void setup(){
    pinMode (broche, OUTPUT); }
    void loop(){
    analogWrite (broche, 252) // 252 rapport cyclique de 99% }

    En tout cas merci

  16. #12
    Vincent PETIT
    Animateur Électronique

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Attention, ça m'étonnerait fort que l'alimentation du Arduino puisse fournir 1A..... A mon avis si elle fournit entre 600mA et 800mA c'est déjà beau.
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

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  18. #13
    sandrecarpe

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Salut,
    Attention avec 10k pour la résistance de base c'est certain que ton transistors ne sera pas saturé, il va chauffer et ta led ne va rien éclairer
    Selon ton transistor il faut à la pelle entre 50 et 100 mA de courant de base, ce que ne peux pas fournir ton arduino. Mieux vaut un MOSFET. Sinon il faut au minimum un Darlington
    Dernière modification par sandrecarpe ; 26/03/2017 à 12h50.

  19. #14
    antek

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Citation Envoyé par Vincent PETIT Voir le message
    C'est pour ça que je lui recommande 1A au lieu des 1.5A (limite de la fumée noir)
    Je recommande de partir avec les valeurs de fonctionnement "normal".
    Il faudra aussi modifier le programme.

  20. #15
    Notofino

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Donc vous me conseiller d'alimenter le tout avec un generateur externe ?

    Nom : Capture.PNG
Affichages : 149
Taille : 36,8 Ko

    et donc vous me conseillerais des resistances de combien coté phototransitor et led ?
    J'avoue que je suis un peu perdu là ^^

  21. #16
    sandrecarpe

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Citation Envoyé par antek Voir le message
    Je recommande de partir avec les valeurs de fonctionnement "normal".
    Il faudra aussi modifier le programme.
    Que veux-tu dire pas normal ? Notofino l'utilisait déjà normalement sa led (If=100mA)

  22. #17
    antek

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Citation Envoyé par sandrecarpe Voir le message
    Que veux-tu dire par normal ?
    De ne pas utiliser les Absolute Maximum Ratings pour les calculs de fonctionnement.

  23. #18
    Vincent PETIT
    Animateur Électronique

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Re !

    @antek,
    Tu as raison et je dois être cohérent avec moi même puisque je n'utilise jamais le Absolute Maximum Ratings pour mes calculs.
    Je rectifie le tir de suite, juste en dessous !

    @sandrecarpe,
    En effet avec 10kΩ de résistance de base ça ne fonctionnera pas.

    Voici la correction :

    Nom : Capture du 2017-03-14 22-46-38.png
Affichages : 130
Taille : 308,5 Ko



    J'ai changé de tableau pour la LED et pris les caractéristiques normales !

    En utilisation normal, on peut l'utiliser en courant pulsé de 1A pendant 100µs maxi (le VF de la diode est typiquement de 2.2V). J'ai pris un transistor classique, le SS8050D, il peut supporter un courant de collecteur max de 1.5A, un VCE max de 25V et il peut dissiper 1W. Son HFE est de 40 pour le pire des cas et pour sa version B. Je propose donc d'envoyer des impulsions de 800mA dans la LED comme ça on est dans les specs de la LED et en plus dans les conditions de tests du transistor. Le microcontrôleur ATMEGA328P a été testé dans une condition IOL/IOH de 20mA. Je sais donc qu'il peut fournir ce courant de sortie.

    Dans les calculs tout tombe bien car le courant minimum pour saturer le transistor est de 20mA.

    J'ai fait le calcul le plus défavorable sauf pour R2 car la tension VF n'est pas donné pour 800mA. Elle devrait être un poils plus faible que ce que j'ai pris !
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

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  25. #19
    sandrecarpe

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Le gain en courant en régime saturé/bloqué n'est que de 10 pour ce transistor. Le 40 c'est en petit signaux
    Si Daudet voit ça il sort le fouet direct
    Un mosfet est mieux adapté je pense
    Dernière modification par sandrecarpe ; 26/03/2017 à 23h05.

  26. #20
    Vincent PETIT
    Animateur Électronique

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Un gain de 10 ?
    Tu as lu ça où ?
    Je n'ai jamais vu de datasheet qui donne un gain en saturation !

    La seule référence à un gain de 10 que j'ai trouvé dans la doc, c'est ce graphique mais ce IC = 10.IB n'est que la condition de test du fabricant dans la quelle les courbes sont relevées.

    Nom : Capture du 2017-03-14 22-46-39.png
Affichages : 130
Taille : 63,5 Ko

    En gros ça montre comment varie VCE(sat) et VBE(sat) en fonction du courant de collecteur dans la condition où IB est dix fois plus petit que IC. Ça ne dit pas qu'il faut être forcément dans cette condition pour être saturé. Par contre l'avantage de regarder cette courbe c'est que tu connais exactement tes valeurs de VCE(sat) et VBE(sat) qui te servent pour dimensionner tes résistances de base/collecteur. Quoi que c'est du typique ! Tu n'as pas les variations min/max sur cette courbe sauf dans le tableau mais pour des courants donnés qui ne sont pas forcément les tiens.

    Prendre 10 comme rapport c'est de la sursaturation (bretelle et ceinture) mais à partir du moment où la condition IBmin > ICmax / HFEmin tu es en saturation. Le bonne pratique veut qu'on s'arrange pour majorer cette condition a cause justement des incertitudes de la datasheet (conditions de tests, variations min/typ/max et température).

    Je suis moi même attaché aux conditions de test lorsque je lis une daasheet mais malheureusement, nos montages ne sont pas toujours dans cette condition. Et quand bien même tu t'y mettrais volontairement, il y a peu de chance pour que le composant suivant, dans ton schéma, ait été testé dans les mêmes conditions..... où alors, il faudrait que toutes les datasheets de tous tes composants aient été testé dans les mêmes conditions et que tu te mettes exactement dans les mêmes conditions mais ça c'est du rêve....
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

  27. #21
    Vincent PETIT
    Animateur Électronique

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    C'est ce que disait Tropique dans ce message http://forums.futura-sciences.com/el...ml#post4110635
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

  28. #22
    antek

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Citation Envoyé par Vincent PETIT Voir le message
    Un gain de 10 ?
    Tu as lu ça où ?
    Je n'ai jamais vu de datasheet qui donne un gain en saturation !
    C'est indiqué dans le tableau que tu as fourni.
    Vce(sat) pour Ib80mA et Ic800mA

  29. #23
    Vincent PETIT
    Animateur Électronique

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    En effet, mais ça ne veut pas dire que le gain en saturation est de 10. Ça veut juste dire que le constructeur garantie un VCE Sat dans cette condition.
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

  30. #24
    antek

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Citation Envoyé par Vincent PETIT Voir le message
    En effet, mais ça ne veut pas dire que le gain en saturation est de 10. Ça veut juste dire que le constructeur garantie un VCE Sat dans cette condition.
    Ben oui, c'est ce gain (en saturation, si si !) qui est à prendre en compte.
    A moins de faire la mesure de Vce pour chaque cas.
    Et de la refaire à chaque changement de transistor.

    Mais comme dit plus haut : un mosfet !

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  32. #25
    Vincent PETIT
    Animateur Électronique

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Je suis d'accord avec la proposition de sandrecarpe, un MOSFET est plus adapté.

    En revanche, je partage plutôt l'avis de Tropique quant à ce fameux gain en saturé, ici http://forums.futura-sciences.com/el...ml#post4110635

    Nom : Capture du 2017-03-14 22-46-40.png
Affichages : 121
Taille : 129,2 Ko

    Prendre les gains par rapport aux conditions de test est sacrément compliqué (voir impossible) car il faudrait que ces conditions soient aussi les tiennes dans ton application (IC = 100mA et IB = 10mA pour un VCE donné.)

    Il faudrait un sacré coup de bol et en plus pour connaitre un VCE pouvant varier du simple au double La méthode de calcul devient très compliqué puisque ça varie en fonction de IC et IB.
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

  33. #26
    sandrecarpe

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Ce débat sur comment bien saturer un transistor est très intéressant.
    Si je comprends bien ce que dit Tropique, le transistor est placé à la limite du régime linéaire ?
    D'après la discussion que nous a envoyé Vincent PETIT, il serait alors préférable d'utiliser la méthode de TROPIQUE pour ce problème
    Étonnant qu'il ai encore des divergences de nos jours à ce propos

  34. #27
    antek

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Citation Envoyé par sandrecarpe Voir le message
    D'après la discussion que nous a envoyé Vincent PETIT, il serait alors préférable d'utiliser la méthode de TROPIQUE pour ce problème
    Étonnant qu'il ai encore des divergences de nos jours à ce propos
    La méthode de Tropique est bonne, la méthode bourrin (la mienne) aussi, et il n'y a pas de divergence.
    On cherche à saturer à la limite du régime linéaire lorsque le temps de descente est primordial (ou la consommation).

  35. #28
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Bonjour,

    C'est pas vraiment "qu'il ai encore des divergences de nos jours à ce propos", c'est qu'il y a des habitudes et des interprétations plus ou moins rigoristes des datasheet. Ce à quoi s'ajoutent des messages trop laconiques pour être rigoureux, limpides et compris par ceux dont les habitudes sont différentes.

    Globalement, "on" est à peu près tous d'accord sur ce qui se passe dans le composant, mais "on" utilise pas exactement les mêmes définitions et ne s'autorise pas les mêmes écarts par rapport aux Écritures.



    Ex. : on veut commander un relais avec un NPN.
    • Certains diront qu'on prend le gain "en petits signaux", qui vaut de l'ordre de 200 à 500 et qu'on l'utilise pour calculer la résistance de base. C'est une erreur assez classique de néofite car ce gain est spécifié @Vce ~ 5 V. Avec ce dimensionnement, le NPN est loin de se comporter comme un fil.
    • Les plus rigoristes diront qu'on utilise la valeur de Ic/Ib pour laquelle le Vce_sat du NPN est définie. Ce cas conduit à un Vce proche du minimum atteignable. La base est cependant "gavée" de charges et la commutation du transistor est fortement ralentie -- ce n'est pas un problème pour commander un relais, bien plus dans le cas cité par Vincent PETIT et traité par Tropique. De plus, cela exige un courant de base assez colossal (autour de 5 à 10 % du courant utile). Accessoirement : Ib/Ic est trop grand pour le rendement soit maximal.
    • Comme le calcul précédent conduit à un courant de base élevé et à un montage lent, on essaye de voir s'il est possible de diminuer Ib. Pour cela, on observe que le gain est fonction de Vce, mais qu'il est quasi constant tant que Vce>Vbe. Dans les circuits où la tension d'alim est notablement supérieure à Vbe (qui vaut environ 0.8 V), on peut généralement se permettre de perdre 0.8 V dans le NPN ; l'idée consiste donc à se placer à un point de fonctionnement où on a un bon compromis entre gain (élevé, proche du gain en petits signaux, @Vce=5 V) et pertes en conduction dans le transistor (pas trop faibles, telles que Vce ~ Vbe). On dimensionne pour cela le circuit en utilisant un rapport Ic/Ib proche du gain en petits signaux (par exemple deux fois plus faible). Un inconvénient de ce montage est que la tension Vce est alors inconnue a priori et qu'elle peut prendre une valeur comprise entre quelques centaines de mV et un peu plus d'un volt. Ce n'est a priori pas gênant dans le cas de la commande d'un relais (tant qu'il n'y a pas de problème de puissance dissipée) mais peut parfois l'être davantage. Dire que c'est du design "off-datasheet" n'est pas entièrement faux.


    PS : Tropique a toujours raison (sauf suffisamment rarement pour qu'on puisse se passer de vérifier).
    P²S : tout cela est (presque) obsolète : aujourd'hui, on utilise des FET
    Dernière modification par Antoane ; 27/03/2017 à 17h08.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  36. #29
    Notofino

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Je vous avouerais que je suis un peu perdu et que je comprend pas tout
    Je suis en terminale STI2D SIN et ceci est pour mon projet BAC (une poubelle collective, je vous passe les detail)
    Pour ma partie notamment je dois Mesurer le niveau de remplissage du conteneur, Fournir une information du niveau de remplissage qui doit permettre à l’élève N°1 de bloquer l’ouverture si le conteneur est plein et Informer l’usager de l’état du conteneur.
    Pour ceci j'ai choisi un phototransitor une led et un afficheur lcd
    j'ai bien reussis a avoir quelquechose comme je vous l'avais dis mais que avec 5cm d'ecart entre la phototransitor et la led (j'ai aussi un message different sur l'afficheur lorsque il y a signal et pas signal)
    Avec ce programme Capture.PNG
    et ce branchement 17505748_1493044710740610_299110030_n.jpg
    Au niveau de la led j'ai utiliser une resistance de 522 Ohm avec ((5-0.3)/0.009)
    et cote phototransitor 34 Ohm ((5-1.6)/0.1)

    Mais bon comme je vous l'es dit ceci sera placer dans une poubelle et donc la portée du signal de 5cm sera insuffisante il faut au moins 10 fois plus

    J'ai notamment essayer avec une sortie PWM en regardant cette ligne la (
    Capture.PNG

    J'ai donc réajuster mon programme avec sa Capture.PNG

    Mais rien n'y fait toujours pareil
    J'ai aussi augmenter la resistance coté phototransitor avec une de 10K Ohm et j'ai reussis a legerement augmenter la distance mais sans plus même en prenant après des resistances plus grosse.

    Donc voila mon soucis un peu plus detaillé

  37. #30
    Notofino

    Re : Augmenter la portée de signal IR

    Up

    J'ai essayer d'un peu plus comprendre la discution mais si je comprend bien
    Nom : Capture du 2017-03-14 22-46-38.png
Affichages : 104
Taille : 308,5 Ko
    Vous êtes pas d'accord a propos des calculs ? (au niveau Ic=800mA, Ib=80mA)
    Quel default lui trouver vous ?
    Dernière modification par Notofino ; 29/03/2017 à 17h43.

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