[Numérique] Transistor remplacement de la résistance de charge par une vraie charge
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Transistor remplacement de la résistance de charge par une vraie charge



  1. #1
    MatMacMat

    Transistor remplacement de la résistance de charge par une vraie charge


    ------

    Bonjour,

    Je viens vous présenter mon problème :

    Voici le schéma : Nom : transistor res.jpg
Affichages : 293
Taille : 141,6 Ko

    Jusque là tout vas bien. Je mesure environ 100mA au niveau de ma résistance de charge (10 ohms)

    C'est là que ça se complique.

    Lorsque je remplace celle-ci par une petite pompe (REFERENCE POMPE) dont son impédance est de 10 ohms, mon courant tombe alors à une 50mA environ.

    Ma question est peut être idiote, mais pourquoi cette différence. Je ne comprends pas mon erreur.

    Merci

    -----

  2. #2
    penthode

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    biscotte le comportement d'un moteur est loin d'être purement résistif....
    [b]le bon sens est un fardeau, car il faut s'entendre avec ceux qui ne l'ont pas [/b]

  3. #3
    jiherve

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    Bonsoir
    et que l'alimentation d'un Arduino n'est pas conçue pour alimenter des moteurs!
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  4. #4
    MatMacMat

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    Bonsoir,

    J'imagine bien que l'arduino ne peut pas alimenter à lui tout seul un moteur, je m'étais dis que le transistor justement pouvais l'aider dans cette tache ! Je me trompe peut être !

    Et effectivement le comportement d'un moteur n'est pas que résistif ( je n'y avais pas pensé ), mais donc comment dois-je m'y prendre dans mes calcules ? J'ai bien essayer de réduire la résistance R2 pour avoir un plus gros courant IC mais la où je ne comprends pas c'est que IC ne change jamais de valeur peu importe mon courant IB.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    penthode

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    il serait plus judicieux , AMHA, d'envisager une commande PWM plutôt que linéaire...

    ce qui éliminera le problème de gain en courant du transistor, cause probable de ta difficulté: le transo étant probablement en saturation .
    [b]le bon sens est un fardeau, car il faut s'entendre avec ceux qui ne l'ont pas [/b]

  7. #6
    jiherve

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    Bonjour,
    J'imagine bien que l'arduino ne peut pas alimenter à lui tout seul un moteur
    j'ai ecrit :
    alimentation d'un Arduino n'est pas conçue pour alimenter des moteurs
    Ce qui n'est pas du tout équivalent!
    Transistor ou pas le pauvre régulateur présent sur la carte Arduino ne suffira pas!
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  8. #7
    gienas
    Modérateur

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    Bonjour MatMatMat et tout le groupe

    Citation Envoyé par MatMacMat Voir le message
    ... Je mesure environ 100mA au niveau de ma résistance de charge (10 ohms) ...
    Hum. Plusieurs "remarques".

    1- sauf erreur, la "sortie" 3,3V vient pas du micro, mais de l'alimentation qui est générée sur la carte, et dont on ne connait pas (vraiment) la limite;

    2- on ne sait rien du programme de la sortie D3 qui n'est sûrement pas du "tout ou rien", puisque un niveau 1 devrait donner 3,3/10=330mA;

    3- comme on ne sait pas ce que fait le moteur (et s'il agit sur la "boucle" du programme) il est impossible d'interpréter cette différence. Quoi qu'il en soit, si le moteur tourne, il présente une fcém qui modifie ce que tu appelles l'impédance et dont le terme ne s'applique pas à un moteur.


    Édit: grillé en partie par jiherve, dont je n'avais pas connaissance de la réponse lors de ma rédaction.
    Dernière modification par gienas ; 31/08/2021 à 10h05.

  9. #8
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    Bonjour,

    Il y a 100 mA aux bornes de la 10 Ohm, soit 0.1*10=1 V. Il reste donc 3.3-1=2.3 V aux bornes du NPN, ce qui indique qu'il n'est pas saturé (la tension à ses bornes serait autrement de l'ordre de 0.2 à 0.4 V).
    Le courant dans la pompe vaut 50 mA, ce qui montre que la tension aux bornes du NPN est alors inférieure à ce qu'elle était avec la résistance. Cependant, le NPN est probablement encore loin d'être saturé...

    Il faudrait notablement diminuer R2 pour améliorer le fonctionnement :
    - Si le courant de collecteur de Q1 doit pouvoir atteindre la consommation max de la pompe, soit 100 mA, et que le gain du NPN en commutation est de ~20, alors il faut un courant de base de 100/20 = 5 mA.
    - La tension aux bornes de R2 vaut ~ 3.3 V - 0.7 = 2.6 V (la tension entre base et émetteur du NPN vaut environ 0.7 V)
    - La tension aux bornes de R2 vaut 2.6 V et il y circule un courant de 5 mA, il faut donc une résistance de 2.6/5 = 520 Ohm (qui est une valeur normalisée, mais peut être remplacée par 470 ou 560 Ohm. )

    Une autre solution, plus efficace, serait de remplacer Q1 par un NMOSFET (pouvant être commuté avec seulement 3.3 V)

    Il faudrait vérifier que la broche 3.3 V de l'arduino tolère de délivrer 100 mA en continu.

    Il faudrait ajouter une diode de roue-libre sur la pompe https://forums.futura-sciences.com/e...tml#post339919
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  10. #9
    nornand

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    bjr, moteur bobinage FCEM et tout ca .

  11. #10
    paulfjujo

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    bonjour,

    mettre directement la 10 ohms sur la sortie alim 3,3V, mesurer le courant
    ou que la sortie 3,3V fait bien toujours 3,3V ( en charge)
    pour verifier que l'arduino tienne le coup ...

    un moteur DC à l'arret = court jus ...(ou presque)
    arduino pas content..

  12. #11
    MatMacMat

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    Bonsoir,

    La sortie D3 de mon arduino ne délivre pas 3,3V mais 5V.

    J'ai relié la pompe sur la sortie 3V3 de l'arduino car il est recommandé d'alimenter la pompe en 3V, ce là me semblait une bonne idée mais je commence à douter.


    Par contre quelque chose me turlupine : "Le courant dans la pompe vaut 50 mA, ce qui montre que la tension aux bornes du NPN est alors inférieure à ce qu'elle était avec la résistance. Cependant, le NPN est probablement encore loin d'être saturé..."

    Et bien quand je mesure mon VCE je trouve env. 100mV ce qui me fait dire que celui-ci doit être saturé et aux bornes de la pompe je trouve donc 3V et des poussières.

    J'ai essayé d’augmenter mon courant IB à environ 5mA mais mon courant IC reste à 50mA . En gros si je comprends bien avec une résistance de 10 ohms sur le collecteur mon transistor fonctionne en linéaire et avec la pompe celui ci sature.

  13. #12
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    Bonjour,
    Citation Envoyé par MatMacMat Voir le message
    Et bien quand je mesure mon VCE je trouve env. 100mV ce qui me fait dire que celui-ci doit être saturé et aux bornes de la pompe je trouve donc 3V et des poussières.
    Le NPN est donc effectivement bien saturé. C'est bien

    J'ai essayé d’augmenter mon courant IB à environ 5mA mais mon courant IC reste à 50mA . En gros si je comprends bien avec une résistance de 10 ohms sur le collecteur mon transistor fonctionne en linéaire et avec la pompe celui ci sature.
    Le NPN est bien saturé, il est donc impossible de diminuer davantage son Vce en augmentant Ib. Augmenter Ib à 5 mA ne pourra donc pas diminuer Vce, donc donc pas augmenter Ic. La pompe fonctionne ainsi comme prévue.
    Tu peux éventuellement laisser Ib = 5 mA (plutôt que Ib~430 µA lorsque R2=10kOhm) pour assurer une bonne saturation du NPN lorsque la pompe consomme son courant maximal (100 mA).
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  14. #13
    MatMacMat

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    En fait à la base mon idée c'était que lorsque U2 détecte qu'il n'y pas assez d'humidité ma led LED1 s'allume, active niveau haut la base de mon transistor et donc amplifie le courant à l'aide de mon transistor pour alimenter la pompe. Mais je pensais qu'il fallait que mon transistor soit en mode linéaire pour justement atteindre les 100mA sur mon collecteur pour faire fonctionner correctement ma pompe. Mais à te lire je comprends qu'il ai mieux que mon transistor se comporte en mode saturé plutôt qu'en linéaire. Pourrais-tu m'expliquer pourquoi s'il te plait ?

    Merci

  15. #14
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    La pompe est prévue pour fonctionner correctement lorsqu'elle a 3 V à ses bornes. Dans ces conditions, suivant les charactéristiques du circuit hydraulique, le courant pourra atteindre au maximum 100 mA : le courant sera plus important si le tuyau de sortie est bouché ou que le liquide est visqueux, par exemple, car la pompe devra "forcer" davantage. Pour une tension d'alimentation fixée, e.g. de 3 V, le courant est "choisi" par la pompe en fonction des charactéristiques du circuit hydraulique, tu n'as pas la main dessus.

    Il faut donc que ton montage applique 3 V à la pompe lorsqu'elle doit tourner, et que la pompe soit libre de tirer le courant "qu'elle veut", jusqu'à 100 mA.

    Pour appliquer 3V à la pompe, il faut donc saturer le NPN pour qu'il se comporte comme un court-circuit. Il se trouve (tu l'as mesuré) que lorsque le courant vaut 50 mA, R2 = 10kOhm fournit un courant Ib suffisant pour bien saturer le NPN. En revanche, lorsque R2=10kOhm et que la pompe demande 100 mA, la tension aux bornes de celle-ci n'est plus que de 1 V (c'est ce que tu as mesuré dans ton premier message avec une résistance de 10Ohm en guise de pompe). Pour assurer une bonne saturation du NPN indépendamment du courant consommé (i.e. indépendamment des charactéristiques du circuit hydraulique), il faut diminuer un peu R2.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  16. #15
    antek

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    Citation Envoyé par MatMacMat Voir le message
    . . . et donc amplifie le courant à l'aide de mon transistor pour alimenter la pompe.
    Dans ce cas il n'y a nul besoin d'amplifier quoi que ce soit, ton moteur a simplement besoin de 3 V pour fonctionner, POINT.
    Tu pourrais très bien remplacer le transistor (qui fonctionne en interrupteur) par un interrupteur manuel en série avec le moteur, actionné lorsque la led s'allume.
    Dernière modification par antek ; 01/09/2021 à 10h43.
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  17. #16
    Black Jack 2

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    Bonjour,

    Si on veut 100 mA comme Ic, avec VCE = 1 V, le BC337 a 100 < hFE < 630 (voir data sheet)
    il faut donc un Ib >= 1 mA
    Donc R2 <= (5 - 0,7)/10^-3 = 4300 ohms
    Choisir R2 = 3k3

    Remarque, avec R2 = 10 k, on a Ib = 0,43 mA ... si on a de la chance d'avoir un transitor avec hFE > 232 cela fonctionnera, mais c'est un coup de pot car ce hFE n'est absolument pas garanti sur datasheet.
    *****
    Avec une pompe 3V 100mA max indiqué dans la datasheet (très succincte)

    Si le couple résistant est plus faible que le couple max permis, le courant sera < 100 mA ... et la pompe tournera un peu plus vite.

    Si R2 = 3k3, le transistor sera saturé, il y aura environ 3 V (un poil moins) sur la pompe.

    Avec R2 = 10 k ... ce sera pareil si on a la chance d'avoir un transistor de hFE > 232 (mais ce n'est pas assuré sur datasheet) ... donc il FAUT changer R2.
    *******

    Si tu veux voir si cela fonctionne, il faut mesurer (au voltmètre) la tension sur la pompe ... si on a bien quasi 3 V, c'est bon.
    Le courant de 50 mA est du au fait que le couple résistant est < que celui max prévu pour la pompe.

    Remarque, pour éviter un problème sur le transistor à la coupure, il faut prévoir une diode en inverse sur le moteur ... dont l'impédance est en partie inductive.

  18. #17
    MatMacMat

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    Bonsoir,

    Merci à tous ! Je pense que tout est bon de mon côté juste une petite précision au cas ou, je n'ai effectivement pas relié le 3v3 de ma pompe à l'arduino mais à une petite alimentation externe car (arrêtez moi si je me trompe) l'arduino ne serait pas capable de fournir une telle intensité, car ce n'ai pas le transistor qui l'a fournit, mais bien l'alimentation ( sur ce point je ne suis pas sur ) le transistor permet juste au courant de passer ? il n'en crée pas ?

    Bref j'ai opté pour une résistance de 4.7K ce qui me fait un IB env. = 0.8mA. Tout ceci semble fonctionner correctement et c'est vrai qu'une fois la pompe immergé le courant IC monte à environ 90mA. Je vais pouvoir continuer = )

    Merci à tous pour votre aide !!

    Je risque de revenir je vois déjà mon future problème ^^ , mais je vais tout de même chercher un peu avant !

    Merci

  19. #18
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Transistor remplacement de la résistance de charge par une vrai charge

    Bonsoir,
    Citation Envoyé par MatMacMat Voir le message
    Merci à tous ! Je pense que tout est bon de mon côté juste une petite précision au cas ou, je n'ai effectivement pas relié le 3v3 de ma pompe à l'arduino mais à une petite alimentation externe car (arrêtez moi si je me trompe) l'arduino ne serait pas capable de fournir une telle intensité, car ce n'ai pas le transistor qui l'a fournit, mais bien l'alimentation ( sur ce point je ne suis pas sur ) le transistor permet juste au courant de passer ? il n'en crée pas ?
    Le 3.3 V de l'arduino est fourni par le FT232rl intégré à l'arduino (https://content.arduino.cc/assets/NanoV3.3_sch.pdf), qui est quant à lui capable de délivrer jusqu'à 50 mA (https://ftdichip.com/wp-content/uplo.../DS_FT232R.pdf).
    Il faut donc effectivement source 3.3 V externe, qui peut être réalisée :
    - une alimentation externe
    - à partir du 5 V avec un LDO
    - en alimentant la pompe en PWM généré par l'arduino avec un rapport cyclique de 3.3/5 ~ 70 % (c'est sans doute la meilleure solution, mais demande un peu de travail de mise en oeuvre : programmation, routage, découplage).
    Le transistor n'est effectivement qu'un interrupteur.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

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