Commander 2 relais avec 1 seule commande

[gatouille]

Bonjour à toutes et tous.

Je souhaite commander 2 relais avec 1 seule commande.

Les relais sont identiques : Panasonic TX2SA-LT12, 12V, bistable, 2 bobines, inverseur. Ils sont utilisés pour commuter des signaux analogiques (donc pas de puissance). Leur état est stable au repos et ils conservent leur état hors tension. La brève discontinuité lors des commutations ne pose aucun souci. Les bobines sont alimentées durant 200ms (je pilote) pour réaliser les commutations.
Les commandes sont :
- pour commutation dans le 1er sens : sortie de circuit logique CD4082BM (porte ET, 12V)
- pour commutation dans le 2ème sens : sortie analogique Arduino Micro (5V, 20mA)

Je sais commander 1 bobine avec 1 commande (via un transistor).
Comment commander 2 bobines avec 1 commande ? Peut-on utiliser 1 transistor pour commander 2 bobines en parallèle + 1 diode de roue libre ? Avec transistor bipolaire ou mosfet ?
Est-il préférable d'utiliser 2 transistors ?
Je souhaite obtenir un système stable et durable.

J'ai fait le schéma suivant à partir des composants que j'utilise. Est il correct ? Fiable ?
Je suis à l'écoute de tous avis.


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[Janpolanton]

Bonjour,
A priori pas de problème pour commander les 2 bobines par un seul transistor. Une seule diode de roue libre est à mon avis probablement suffisante.

Suggestion : La porte NAND (porte NAND + transistor) pourrait être câblée en logique DTL (Diode-Transistor-Logic), ça éviterait l'emploi d'un 4082.

[Janpolanton]

La simulation avec 4082 et sans (remplacé par 5 diodes 1N4148)
C'est kif-kif...
PS : la 10k reliée au GND est inutile, je l'ai virée sur la simulation.
La datasheet des relais ne donne pas l'inductance de la bobine, je l'ai estimée à 10 mH.

[gatouille]

La simulation avec 4082 et sans (remplacé par 5 diodes 1N4148)
C'est kif-kif...
PS : la 10k reliée au GND est inutile, je l'ai virée sur la simulation.
La datasheet des relais ne donne pas l'inductance de la bobine, je l'ai estimée à 10 mH.

Pièce jointe 408672

Ok. Merci d'avoir analysé le circuit.
J'ai plusieurs documentations sur ce relais et aucune inductance n'est indiquée.
Pour mon tout petit niveau, le 4082 est plus simple à comprendre.
Je vais partir sur ce montage et le tester.

[A voir en vidéo sur Futura]

[DAT44]

Bonjour,
perso, je baisserai la valeur de R1 a 6800 voir 4700, car avec 10K, tu as un courant de base de 1 mA, pour un courant de collecteur de 32 mA, c'est un poil juste ...

[Janpolanton]

Bonjour,

Pour mon tout petit niveau, le 4082 est plus simple à comprendre.

C'est pourtant simple à comprendre avec une porte à diodes, même sans entrer dans les calcul...

Je suis d'accord pour la valeur théorique de R1, logiquement 3k3 à 3k9 pour G=10 en saturation mais je n'ai pas vu vraiment de différence lors des simulations alors comme il se sert déjà de résistance de 10k sur son schéma, j'ai aussi choisi cette valeur. Si la montée du relais s'avérait un peu faignante, il faudra bien sûr baisser la valeur de R1.
Effectivement 4k7 semble un bon compromis.
Il faut aussi ajouter un condo de 100n entre base et émetteur pour supprimer les spikes de commutation (voir exemples ci-dessous).

avec spikes.jpg

sans spikes.jpg

[gatouille]

J'avais choisi les valeurs de R1 et R2 après calculs réalisés à partir d'une explication vue je ne sais plus où.
J'ai toujours ma feuille de calcul avec notamment Vce sat=0.3V, Vbe sat=1.2V, Vcc, R bobine 720 Ohms, Gain 200 (pourquoi cette valeur, je ne sais plus). Je trouvais en résultat une valeur élevée pour R1.
J'avais fait quelques tests avec mesures sur platine. Le transistor 2N2219 saturait tôt, d'où une valeur de 10.000 Ohms pour R1, valeur suffisante pour saturer au pratique le transistor.

Avec un Gain de 10 ma feuille de calcul donne dans les 4400 Ohms pour R1.
Le gain est celui du transistor ? J'ai un Ic=16mA. Pour le 2N2219, 10mA donne Gain min 75.
J'ai une incertitude sur le Gain...

Le but de R1 est de limiter le courant arrivant à la Base du transistor pour le protéger tout en permettant sa saturation.
Baisser la valeur de R1 permets d'avoir une meilleure assurance que le transistor sature ?

R2 servait de résistance de rappel (pull-down) pour s'assurer que cette branche du circuit, entre sortie de porte logique (ou sortie Arduino) et transistor, se trouve à 0V.
Est-ce que le condensateur mis à la place de R1 remplit cette fonction en plus d'éviter un pic d'intensité ?
Pourquoi ne voyons nous pas de condensateur dans les schémas transistor/relais trouvés sur internet ?

J'ai fait le schéma avec Proteus. Certaines mesures d'après simulation paraissent me donner des valeurs incohérentes.

[Janpolanton]

En mode saturé le gain est de 10

Collector−Emitter Saturation Voltage

(IC = 150 mAdc, IB = 15 mAdc) 2N2219

(IC = 500 mAdc, IB = 50 mAdc) 2N2219

Base−Emitter Saturation Voltage

(IC = 150 mAdc, IB = 15 mAdc) 2N2219

(IC = 500 mAdc, IB = 50 mAdc) 2N2219

Est-ce que le condensateur mis à la place de R1 remplit cette fonction en plus d'éviter un pic d'intensité ?

C'est pour le cas ou on utilise des diodes, avec un 4082, ce n'est pas nécessaire, il n'y a pas ces pics

La simulation a été faite sous LTSpice

[gatouille]

Merci d'avoir pris et de prendre le temps de me répondre.

Simulation refaite et feuille de calcul également avec Gain de 10 -> tout corresponds.

A quoi correspond le DC Current Gain ?


LTSpice m'a l'air plus performant (riche) que Proteus ?

[Janpolanton]

Bonjour,

A quoi correspond le DC Current Gain

C'est le rapport ic/Ib.

Quand à savoir si LTspice est plus performant que Proteus, je n'ai pas la réponse, je ne me sert pas de ce dernier.

[DAT44]

Bonjour,
il y a deux approche possible:
- soit comme le font les constructeurs professionnel, tu utilise des composants triés, ainsi tu est sur que le montage est fonctionnel pour un rapport Ic/Ib donné et vérifié, tu obtiendra un Vce-Sat satisfaisant.

- soit tu considère comme le font beaucoup de constructeurs grand publique , qui fabrique des millions d'objets, que cet approche est trop onéreuse, dans ce cas les composant ne sont pas vérifiés, et il faut prendre une marge, avec un rapport Ic/Ib beaucoup plus faible de façon a ce que n'importe quel transistors fonctionne même celui qui à les caractéristique les plus mauvaise.

Donc a moins que le montage soit destiné a la production de masse ... , a mon avis, si tu constate que avec 10K tu obtient un Vce Sat correcte c'est bon.

[Janpolanton]

Bonjour,

Je me sert principalement de BC547 car ils ont un gain de 20 en saturation.

[DAT44]

Bonjour,
rien ne vaut un test réel des composants, perso, sur mes test de composants pour une même référence de transistor, j'ai parfois mesuré des différences asse importante (>400% sur les Vce-Sat ...)

[Qristoff]

Bonjour,

Je me sert principalement de BC547 car ils ont un gain de 20 en saturation.

Perso, pour la commutation faible courant, j'ai une palette de 2n7000 c'est épatant.

[Janpolanton]

Exact!
2N7000, 2N7002
Perfect!

[Antoane]

Bonjour,
Quitte à jouer l'économie, un détail :

Pièce jointe 408672

Il est possible de remplacer l'une des diodes par R1, et donc de supprimer la résistance de pull-up. Cela brise l'élégante symétrie du montage, mais on économise ainsi une diode

[Janpolanton]

Bonjour,

Il est possible de remplacer l'une des diodes par R1, et donc de supprimer la résistance de pull-up

Je ne vois pas comment ça peut fonctionner (ou je n'ai pas compris la manip...).

Ci-dessous, variante sans diode de roue libre.

[Antoane]

Bonjour,

Les deux schémas sont équivalents, supposant que les sorties sont en 0/Vcc et que la sortance de IN_1 est suffisante.


Le schéma "éco", de droite fonctionne comme suit :
- Lorsque n'importe quel(s) signal(aux) IN_2 à In_n est (sont) à zéro, la sortie est tirée à 0 via la (ou les) diodes correspondantes - indépendamment de l'état de In_1
- lorsque tous les signaux IN_x sont à 1, la sortie est tirée à 1 via la résistance et IN_1, tandis que les diodes sont toutes polarisées en inverse (ou polarisées par une tension proche de 0 V).

La sortie doit être à 0 lorsque IN_1 est à zéro. Inutile dans ces conditions d'avoir une résistance de pull-up en sortie (qui va consommer inutilement du courant). Ce circuit permet de ne pas systématiquement disposer d'une pull-up ; celle-ci n'est effectivement active que lorsque IN_1 est à l'état haut.

[Qristoff]

Bonjour,
Quitte à jouer l'économie, un détail :
Il est possible de remplacer l'une des diodes par R1, et donc de supprimer la résistance de pull-up. Cela brise l'élégante symétrie du montage, mais on économise ainsi une diode

T'es sûr de ton coup ? dans un cas, on change une diode, dans l'autre on change un transistor !

Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

[Janpolanton]

Bonjour,

Aussi surprenant que cette solution m'ait parue, il faut se rendre à l'évidence qu"elle fonctionne.

[gatouille]

Je fais un montage avec ce que j'ai sous la main mais...

Avec comme contraintes :
- Relais TX2-L2-12V, bistable, bobines 720 Ohms
- 1 commande en 12V, 1 commande en 5V
- Environnement : proximité moteur thermique donc 40°C + vibrations
- Fiabilité/endurance 20 ans, pas de prise de risque (surdimensionnement possible), fonctionnement 2h par jour

Et une totale liberté de choix des composants suivants, que choisiriez vous précisément (type, valeur, puissance, ...) pour :
- R1 (Ib) : ?
- R2 (Rappel) : ?
- Q1 (Transistor NPN ou Mosfet N) : ?
- D1 (Diode relais) : ?

[invite03481543]

Au fait, pourquoi utiliser des relais pour commuter des signaux analogiques?

[Janpolanton]

Bonjour,

Et une totale liberté de choix des composants suivants, que choisiriez vous précisément (type, valeur, puissance, ...)

Encore faudrait-il savoir la finalité de ce montage.

Il faudrait qu'on en sache un peu plus en publiant le schéma complet, sauf si c'est secret défense.

Que vont commander les relais et est-ce que ce choix est judicieux? (voir remarque de HULK28).

[gatouille]

Pourquoi utiliser des relais pour commuter des signaux analogiques ?
Parce que j'ai peu de culture électronique.
Parce que j'ai des relais et transistors sous la main.
J'utilise donc un montage type répandu : transistor/relais, avec relais de signaux ; me paraissant adapté vu les contraintes, mais certainement pas optimisé.

D'où ma question sur un montage avec choix libre de composants pour élargir ma vision sur l'électronique.

Le schéma que j'ai indiqué (qui est un extrait de mon montage) s'intègre dans un autre montage dont je n'ai pas de schéma détaillé (je n'en ai pas les caractéristiques ni même les références des composants). L'intégration doit donc se faire "au pratique".
Je peux faire des mesures basiques : tension, intensité, résistance.

Les relais jouent le rôle d'aiguillages.
Ils commuterons rarement = une 10aine de fois tout au plus chaque jour. D'où le choix de bistables.
Ils commutent des signaux de 2 types :
- binaire : 0V/12V. Passage de 0 à 12 et inversement une 20aine de fois par jour. Intensité non mesurée. Aux extrémités se trouvent des microcontrôleurs. Je dirais courant d'environ 10mA. A vérifier.
- variable analogique : 0,2V à 3,8V. Très basse fréquence (variation en pointe de 2V en 2s). Intensité non mesurée ; calculée à 5mA. A vérifier.

[invite03481543]

Je comprends et c'est votre droit évidemment, mais dans ce cas il faut éviter d'écrire ça:

Je souhaite obtenir un système stable et durable.

Sinon les conseils précédents vous permettent de l'essayer.
@+

[gatouille]

Je comprends et c'est votre droit évidemment, mais dans ce cas il faut éviter d'écrire ça:

Sinon les conseils précédents vous permettent de l'essayer.
@+

Vous comprenez quoi ?

C'est mon droit de quoi ?

D'essayer quoi ?

[Janpolanton]

Avec votre bribe de schéma publié en début de post, il nous est difficile de vous conseiller plus avant.
Vous avez eu les éléments de réponse à votre question initiale, donc à présent, la balle est dans votre camp.

Le schéma que j'ai indiqué (qui est un extrait de mon montage) s'intègre dans un autre montage dont je n'ai pas de schéma détaillé (je n'en ai pas les caractéristiques ni même les références des composants). L'intégration doit donc se faire "au pratique".

[gatouille]

J'ai eu effectivement la réponse à ma question initiale.
J'en remercie les auteurs.

Relativement à ma 2ème question : j'ai entrevu une alternative. Je vais peut-être ouvrir un autre sujet.

Si un modérateur passe par là, il peut s'il le souhaite fermer ce sujet.

[antek]

Aux extrémités se trouvent des microcontrôleurs. Je dirais courant d'environ 10mA. A vérifier.

Si tu passes par un diviseur de tension le courant peut être largement inférieur au mA.

[invite03481543]

Vous comprenez quoi ?

C'est mon droit de quoi ?

D'essayer quoi ?

Je comprends que vous êtes novice.
C'est votre droit d'utiliser un montage inapproprié.
Vous pouvez essayer ce montage.
Vous dites

Je suis à l'écoute de tous avis.

Mais vous n'écoutez pas vraiment en fait.