Electroaimant 3V commandé par transistor, alimenté par 2 piles 1,5V

[pwo34]

Bonjour,

J'utilise un électroaimant 3V, 0,5A pour retenir un couvercle de boîte. J'essaie de commander l'ouverture du couvercle en passant par un transistor PIC 120, 3W. Le tout est alimenté par 2 piles AAA en série.

L'essai de l'électroaimant directement sur les piles est parfait. En passant par le transistor, je n'obtiens qu'une toute petite secousse. J'ai essayé avec 4 piles, toujours en 3V (2x2 piles AAA), le résultat est légèrement meilleur, mais toujours insuffisant pour lâcher le couvercle.

Pourriez-vous me dire si le choix d'un autre transistor pourrait régler le problème ?

Merci, et bonne journée.
-----

[jiherve]

bonjour
PIC120 est inconnu donc une petite datasheet serait la bienvenue.
serait ce un TIP120?
JR

[pwo34]

Bonjour.

Désolé, c'est bien un TIP 120. PIC, c'est le microcontrôleur...

[penthode]

donc transistor mal saturé


schéma ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[pwo34]

Je ne suis pas très fort sur les schémas, je tente en mode texte :

- broche du microcontrôleur vers une résistance de 2k2 puis la broche base du transistor,
- le collecteur du transistor sur le -
- l'émetteur vers l'électroaimant, qui reçoit aussi le +
- une diode entre les 2 bornes de l'électroaimant, je ne sais plus comment on l'appelle, pour éviter le courant de retour.
L'ensemble est alimenté en 3V (microcontrôleur PIC18LF46K22 qui travaille en 3V).

Est-ce que ce texte convient ?

[Janpolanton]

Bonjour,

Je ne suis pas très fort sur les schémas, je tente en mode texte :

Un papier et un crayon et en avant.
On ne peut pas faire d'électronique sans schéma.

[lutshur]

Bonjour,
Je le fais pour lui.
D'après sa description, c'est un PNP. On perd déjà 0,7V. Si c'est un Darlington, c'est pire.
Si le PIC120 est un NPN, c'est raté... Et si un TIP120 (Darlington NPN) mis à l'endroit, c'est bof, à cause de la tension de saturation du transistor.

[pwo34]

Je ne suis pas certain de bien faire le schéma, mais ceci correspond à ce que je pense devoir faire.

[pwo34]

La question est donc : quel transistor faut-il utiliser pour obtenir assez de puissance ? Je peux changer de transistor, le problème est que je ne sais pas lire les spécifs, du moins pas assez pour comprendre ce qui peut fonctionner avec cette tension de 3V.

[lutshur]

Ceci irait mieux,
Q1 peut être un BC547 ou équivalent. Q2 peut être un transistor supportant un courant plus élevé. Si son gain est plus faible que le BD433, la valeur de la résistance doit être plus faible.


Edit : Q2 est le BD433
Le TIP120 ne convient pas, il y a trop de déchet.

[pwo34]

Merci beaucoup. Je ne pensais vraiment pas qu'il faudrait deux transistors ! Je constate qu'il faut une grande expérience pour avancer...

Bonne journée.

[lutshur]

Le souci est qu'il faut un courant de commande faible pour un courant d'utilisation élevé et une saturation faible. Le transistor n'est pas un interrupteur parfait, il reste une tension entre son collecteur et son émetteur, ce qui est retranché aux 3V pour alimenter l'électro-aimant.
Le BD433 a une tension de saturation de 0,5V à 2A. C'est un bon candidat, il faut juste augmenter le courant qui sort du µC par un autre transistor, mais aussi éviter un quasi court-circuit en intercalant une résistance.

[pwo34]

J'apprécie beaucoup vos informations. C'est bien agréable de commencer à comprendre ce qui était bien confus. Encore merci.

[penthode]

y faudrait voir du coté d'un FET

mais avec une si faible tension d'alim ça restera difficile

[jiherve]

bonsoir
avec un MOSFET "TTL" cela roule!
JR

[pwo34]

Bonsoir,
Je ne connais pas du tout ce composant. D'après ce que je vois après quelques recherches, il faut ajouter une résistance entre la base et la terre.
Il doit aussi en exister de nombreux modèles. Parmi eux, je suppose qu'il n'y en a que quelques uns qui travailleront bien sous 3V.

[Black Jack 2]

Ceci irait mieux,
Q1 peut être un BC547 ou équivalent. Q2 peut être un transistor supportant un courant plus élevé. Si son gain est plus faible que le BD433, la valeur de la résistance doit être plus faible.
Pièce jointe 459247

Edit : Q2 est le BD433
Le TIP120 ne convient pas, il y a trop de déchet.

Bonjour,

A 500 mA, la famille de BD433 à 438 a un hFE min = 85 (et 130 en tipical)
Si on veut un fonctionnement sûr, il faut considérer le hFE minimum (soit donc 85)

On a donc besoin d'un courant de base >= 500/85 = 5,9 mA

R1 a à ses bornes (si sortie µC haute) un tension de 3 V moins VBE du BD433 et moins la tension de déchet de Q1.
Donc la tension au bornes de R1 est environ de 2 V
Et le Ib du BD433 = 2/R1 = 2/750 = 0,0027 A (2,7 mA) ... donc bien trop peu.

Même si on calcule avec le hFE typical du BD433, on reste trop court en courant de base.

Il faut au minimum diminuer la valeur de R1 ... si on conserve un tel montage.

[jiherve]

bonsoir
le dernier transistor fonctionne en saturation => beta = 20 à tout péter.
un NMOS est plus simple d'emploi.
JR

[lutshur]

Il faut au minimum diminuer la valeur de R1 ... si on conserve un tel montage

Toutafé. Ceci dit, c'est le résultat en montage réel qui arbitre. On adapte selon le besoin.

le dernier transistor fonctionne en saturation => beta = 20 à tout péter.

Même réponse.

un NMOS est plus simple d'emploi.

Je ne te le fais pas dire. Mais j'étais dans la réponse au montage du demandeur. Je ne connais aucun NMOS à proposer, pour l'instant. Je bloquais déjà dans un autre fil où il était question d'un moteur à faire démarrer plus en douceur.

[Black Jack 2]

bonsoir
le dernier transistor fonctionne en saturation => beta = 20 à tout péter.
un NMOS est plus simple d'emploi.
JR

hFE = 85 minimum à 500 mA et VCE = 1 V (ce qui est évidemment beaucoup avec une alimentation de 3 V)
et en typical : VCEsat = 0,2 V avec Ic = 2A et Ib = 0,2 A ... ici gain de 10, mais avec Ic beaucoup trop grand.

[jiherve]

re
chez RS il y a pas mal de petit NMOS utilisables il suffit de chercher avec leur filtrage paramétrique qui est efficace.
JR

[Black Jack 2]

Bonjour,

Un mosfet à faible tension de commande est évidemment particulièrement adéquat ici :

Par exemple (entre une multitude d'autres) :

https://pdf1.alldatasheet.com/datash...SM3K123TU.html

[lutshur]

chez RS il y a pas mal de petit NMOS utilisables il suffit de chercher avec leur filtrage paramétrique qui est efficace.

Chez Digikey, ça ne court pas les rues. NMOS 5A Vgsth 3V et qui accepte un fonctionnement en continu, pas en pulse.

Par exemple (entre une multitude d'autres) :
https://pdf1.alldatasheet.com/datash...SM3K123TU.html

Travaille en pulse.

Je suis tenace, mais pas borné. Vos précédentes remarques m'ont achevé. Ma proposition est la moitié d'un

[Black Jack 2]

Chez Digikey, ça ne court pas les rues. NMOS 5A Vgsth 3V et qui accepte un fonctionnement en continu, pas en pulse.

Travaille en pulse.

Je suis tenace, mais pas borné. Vos précédentes remarques m'ont achevé. Ma proposition est la moitié d'un

Mais non, ne travaille pas en "pulse"

Ce n'est pas parce que certaines caractéristiques sont mesurées en impulsion que le transistor ne peut pas travailler autrement.

Quand on mesure en impulsionnel, c'est pour conserver une température de jonction (et de case) pratiquement constante pendant la mesure.

Par exemple la Rdson augmente avec la température, comme la caractéristique est donnée à Tc = 25 °C ... on la mesure en impulsionnel pour que Tc n'augmente pas en cours de mesure.

Si on veut connaître Rdson à d'autres températures ... on l'estime en regardant la courbe de Rdson en fonction de la température pour des valeurs de VGS données.

Même si cette courbe n'est ici donnée que pour Id = 3 A, on peut estimer raisonnablement le Rdson pour la température voulue même à Id différent que celui de la courbe.

[lutshur]

Si on veut connaître Rdson à d'autres températures ... on l'estime en regardant la courbe de Rdson en fonction de la température pour des valeurs de VGS données.

Zut Alldatasheet en panne.
Je sais bien que le transistor peut travailler autrement. Cependant si le datasheet n'indique qu'une RDSon pour une largeur d'impulsion maximale, et des courbes basées sur ce régime impulsionnel, ça ne va pas être facile d'interpréter l'état du transistor s'il ne travaille qu'en continu...

[lutshur]

Avec un truc comme ça, c'est un peu plus simple

[lutshur]

Exemple, le DMN1017UCP3 qui peut tenir un Id de 7.5A avec une RDSon de 14mOhms. A 3 Ampères DC, on obtient 42mV et la tranquilité

[jiherve]

bonsoir
je rappelle que c'est censé piloter un relais 3V donc qqs dizaines de mA au plus!
JR

[lutshur]

Maintenant que tu le dis, j'avais lu 3A et mais c'est 0,5A...
Crénom !

[Black Jack 2]

Bonjour,

Il faut apprendre à manipuler les datasheets et les interpréter si besoin est.

Avec le transistor du lien que j'ai donné :

On regarde la courbe RDSon en fonction de la température ambiante. On voit sur ces courbes que RDSon est environ 1,5 fois plus grande à température max de 150°C qu'à 25°C
Et ceci est vrai pour les 4 courbes données à différents ID et VGS

Donc avec la caractéristique donnée de RDSon = 0,035 ohm en typical à ID = 0,5 A et VGS = 1,5 V à 25°C, on aura RDSon = 0,035 * 1,5 = 0,053 ohm à 150°C dans les mêmes conditions de Id et VGS

Si on veut RDSon max, on fait la même chose à partir de la donnée de la datasheet : RDSon = 0,066 ohm max à ID = 0,5 A et VGS = 1,5 V à 25°C ...
et on aura donc à 150°C, RDSon max = 0,066 * 1,5 = 0,1 ohm max.

Ceci avec VGS = 1,5 V ... or on peut compter sur un VGS plus élevé (au moins 3 V) dans le montage considéré et cela fera diminuer sérieusement la valeur de RDSon.

Dans les pires conditions de température on aura, dans le montage considéré, RDSon < 0,1 ohm, soit donc une chute de tension, avec Id = 0,5 A, < 50 mV

... et une puissance dissipée par le transistor en fonctionnement permanent < 25 mW.