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Topic: Led 3W pour RGB (Read 2190 times) previous topic - next topic

Gregory_007

Bonjour a tous

Je voudrais contrôler 3 LEDs (rouge, vert et bleu) avec les pwm de ma carte arduino.
Pour ce faire, je voudrais savoir s'il y a des bons samaritains qui pourrait  vérifier mon montage et mes valeurs de composants.
A savoir:
Led rouge 3W: 2.0-2.6 V; 750mA
Led bleu 3W: 3.4-3.8 V; 750mA
Led verte 3W: 3.4-3.8 V; 750mA
Transistor: 2SB1274; Vbe=0,8V (type), Vce= 0,4Vsat (type), Ic=Ie=750mA, Ib=Ic/10

Je veux que le transistor fonctionne en commutation. On m'a appris pour cela, que le courant dans IC doit être 10x plus grand que dans Ib.
Pour l'alimentation, est-il juste de dire qu'il me faut au minimum, juste pour les 3 leds = 5V , 2.5A
Voila, je pense que c'est tout. Si vous avez d'autre idée, je suis preneur.
Merci
Grégory

barbudor

#1
Aug 25, 2012, 10:56 am Last Edit: Aug 25, 2012, 10:59 am by barbudor Reason: 1
Bonjour Gregory

Je suis ok avec le calcul des résistances série avec les leds.

Par contre je ne suis pas d'accord avec les résistances de base et le montage en général.

Pour connaitre le courant de base, il faut regarder plus en détail la caractéristique Vcesat.

Code: [Select]
Collector-to-Emitter Saturation Voltage VCE(sat) IC=(--)2A, IB=(--)0.2A (--)0.4 (--)1 V

Donc la mesure de 0,4V est donnée pour courant Ic de 2A, la saturation étant produite par un courant de 0,2A.
Avec un courant Ic de 0,75A tu peux effectivement réduire le courant de base d'autant et viser donc un courant de base 75 mA ce qui conduit alors à une résistance de 58 Ohms je te l'accorde.

Le problème est que à ce moment là l'Arduino va faire Pfffffssssshhhhh et va cramer.

En effet, le courant max de sortie d'une broche Arduino est de 20mA. Il s'agit d'un "Absolute Maximal Rating" c'est à dire un paramètre extrème à ne pas dépasser sous aucun prétexte. Ce n'est pas un courant d'utilisation normal. Au dela 10mA, il faut se poser de sérieuse question sur le montage.

Tu as plusieurs solutions pour atteindre ton résultat de manière correcte

1) La première, la plus brutale c'est de changer ton montage pour un Darlington. le Darlington est un étage à 2 transistors qui permet d'utiliser un 1er transistor petite puissance (un 2N2222, BC547, etc ...) pour fournir un courant de base plus important. Tu pourras ainsi facilement faire saturer un BC547 avec une résistance élevée (820K par ex.) qui va à son tour fournir les 75 mA à la base du 2SB1274.

Inconvénient du montage :
- Tu as besoin de 10% du courant utile pour la commande de base. Soit 10% d'énergie gaspillée.
- Le transistor va dissiper Vcesat * Ic = 600mW. Pas énorme mais si on peut éviter.
- Les résistances série vont aussi dissiper environ 1 à 2W ce qui est beaucoup trop.

2) Remplacer ton transistor bipolaire par un MOSFET. Le MOSFET se commande en tension de manière (presque) indépendante du courant. Donc tu pilotes la gate du MOSFET de l'Arduino avec une résistance de 1K et c'est tout bon.
L'avantage des MOSFET c'est que si tu choisis un bon MOSFET de qualité dont la RDSon est faible (par exemple 0,1 ohms) tu vas dissiper une misère dans le MOSFET. Probablement même pas besoin de dissipateur sur le transistor.

Il reste un inconvénient :
- Les résistances série vont toujours dissiper environ 1 à 2W ce qui est toujours trop


On pourrait faire un montage en source de courant afin de réduire la dissipation des résistances mais dans ce cas c'est le transistor qui va prendre (NPN ou MOSFET) car c'est lui qui va absorber et dissiper la différence de tension.
Barbuduino: Arduino sur Breadboard & VinciDuino: Clone Leonardo // WR703: Mini-routeur hacké // LauchPad MSP430 et Stellaris // Panda II Arduino-like .NetMF sous VisualC#
RTFC: Read That F.....g Code / RTFD: Read That F.....g Doc / RTFDS: Read That F.....g DataSheet / RTFS: Read That F.....g Schematic / Wot da ya wanna D.I.Y. today ?

Gregory_007

Bonjour Barbudor

Tu as tout a fait raison, j'ai complètement oublier la carte arduino dans mon montage.

Je pense que je vais essayer un mosfet( pour le tripe d'essayer quelque chose d'autre). La seule chose c'est que je ne l'ai connais pas.
Aurais-tu un/des mosfets pouvant répondre a mes besoins ?

Question comme ca: comment as tu su qu'il faudrait au courant de base de 75mA pour avoir 750mA dans Ic ?

Merci
Grégory

barbudor


Question comme ca: comment as tu su qu'il faudrait au courant de base de 75mA pour avoir 750mA dans Ic ?


Dans la datasheet ils donne Vcesat pour un courant Ic de 2A et un courant de base de 200mA
J'ai approximé qu'on pouvait faire le rapport.

D'une manière générale pour saturer un transistor il faut lui donner un courant important.
En mode linéaire : Ic = hfe * Ib
Comme tu veux un Ic de 750mA et que le gain mini est de 70, je tape plus fort.
Maintenant peut être que ca marchera avec moins mais 10mA ca ne suffira pas a mon avis a saturer un tel transistor.

Mais sur quoi avait tu basé ton calcul de résistance de base alors pour trouver 56ohms ?

Je suis pas encore expérimenté en MOSFET mais apparemment l'IRF620 devrait pouvoir convenir.
Avec un RDSon de 0.8ohms ca va dissiper  1/2 Watt

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icare

Bonsoir Gregory_007,
tu peux également consulter le topic suivant : http://arduino.cc/forum/index.php/topic,33702.0.html
@+
Icare
2B OR NOT(2B) = FF
Arduino 1.0.5 + Notepad++ (sous Linux Fedora et/ou Windows)

Gregory_007

Bonjour

Je met en PJ comment j'ai calculé les résistances.

Dans le lien d'Icare, je me sert de ceci pour calculer Rb:
Code: [Select]

La résistance se calcule afin que le transistor se sature suffisament et que la tension VCEsat soit suffisament
faible. Pour cela, on utilise la rêgle empirique du beta de 10, c'est à dire qu'on va prendre Ic/Ib=10. Ici, le
courant n'est fixé que par la résistance de rappel de la grille du mos (qui peut être élevée, ici 10k).
Donc, Ic sera faible et Ib, dix fois plus faible !

Ce n'est peut être pas valide dans mon cas,mais ca a quand même l'air de vouloir être vrai:
Code: [Select]

Collector-to-Emitter Saturation Voltage VCE(sat) IC=(--)2A, IB=(--)0.2A (--)0.4 (--)1 V

Ic est 10 fois plus grand que Ib.

Il y a quand même le problème de la carte arduino qui ne peut pas fournir suffisamment de courant.
Je regarde le mosfet IRF620 et voir qu'elle info je peux utiliser.
Merci
Grégory
Ps: ne pas faire attention a la note sur les couleurs de crayon, je les ai mélangé  :P.

barbudor

Rappel: les histoires de Vcesat et Ic/Tb ne concerne que les transitors bipolaires, pas les MOSFET.
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Gregory_007

J'ai pas mal de difficulté a comprendre les mosfets, est-ce que quelqu'un pourrait m'aider à comprendre.

J'ai mis en pièce jointe un schéma  de mosfet et un de j-fet avec Darlington

Pour le 2n222a j'ai pris comme valeur ( je ne suis pas sur ):
Vbe=0,6V
Vce=300mV

Sachant que je veux 75mA dans le 2n222a  Rc=3,9V/75mA= 52ohms
Pour la base du 2n222a,il faut un courant de 7,5mA.Donc une résistance de 480ohms

Est-ce que ce montage pourrait fonctionner avec mes valeurs ? (Darlington)

Pour le mosfet:
Voi Pj "Carac mosfet"
Comment me servir de ses infos ?
Merci
Grégory

Gregory_007

En continuant a chercher sur le web, je suis tombé sur l'ancien forum et justement quelqu'un a trouvé une solution.
http://www.arduino.cc/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1270394559

si mes leds ont ces caractéristiques:
Led rouge 3W: 2.0-2.6 V; 750mA
Led bleu 3W: 3.4-3.8 V; 750mA
Led verte 3W: 3.4-3.8 V; 750mA

et que je veux alimenter le tout a 5v ( en gardant le même mosfet), comment calculer la résistance que je dois mettre en série avec la led ?
Et-ce qu'il serait plus simple de trouver un led qui fonctionne a 5v, de cette façon je ne met pas de résistance ?
Merci
Grégory

barbudor

1er schéma avec juste le MOSFET
- met une résistance de 1K entre la sortie de l'Arduino et la Gate. Bien que le MOSFET se commande en tension, ca sert à limiter le courant de pointe au moment de la commutation car la Gate d'un MOSFET se comporte comme un condensateur qui va se chargé. Donc gros appel de courant au début.
- Ton MOSFET a un RDSon de 0.55 ohms.
Tu calcule la résistance série R3 comme d'habitude en soustrayant le RDSon du MOSFET : R3 = [ (5V - Vled) / Iled ] - RDSon
Soit (5V - 2.5V) / 0.750 - 0.55 = 2.7 ohms (pas gros !)
Mais elle va dissiper : 2.7 * 0.75^2 = 1.5W
Peut être mettre plusieurs résistances en //
Par exemple 4 résistances de 10..12 ohms 1/2W en // te feront une résistance entre 2.5 et 3 ohms et 2W

2eme schéma Darlington
- Je pense que tu pourras augmenter la résistance de base de Q1 jusqu'à 680 ohms, voir 820 Ohms.
- Le but est d'avoir 75 mA de courant de base dans Q2
Sachant que VBE de Q2 vaut 0.8V et que VCEsat de Q1 vaut grosso merdo (j'ai pas pris le temps de chercher) 0.6V
La résistance R1 doit valoir (5V - (VBEq1 + VCEsatq2) ) / .075 = 48 ohms.
Pour R2, c'est ((5V - Vled - VcesatQ2) / Iled)

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Gregory_007

Allo

Une dernière question et le tout sera résolut:

Dans les datasheets de la led il est dit:
Forward current: 700mA
Peak Forward current: 500mA

Normalement, le "peak" ne devrait pas être supérieur au courent d'utilisation normal ?

Merci
Grégory

barbudor

Etrange

Est-ce que tu es sur que le 700mA n'est pas dans la section "Absolute Maximal Ratings" ?
Dans ce cas ce n'est pas un paramètre de fonctionnement mais un paramètre limite avant que ca crame

Il est possible que tu ais plus bas dans la datasheet un average current ?
généralement le peak maximum current est aussi assortit d'un rapport cyclique genre 10% ou 1/10
Il en ressort que ce n'est pas non plus un paramètre utilisable pour du PWM. Il faut alors considérer le average/continuous current.

Tu peux poster la datasheet ou un lien vers elle ?
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Gregory_007

Allo Barbudor

Je n'ai pas le datasheet au complet, mais voici ce que j'ai (voir PJ)
Tu as tout a fait raison dans le fait de dire que c'est dans la section ''Absolute Maximal Ratings''. Seulement, les valeurs de courant "peak" et "normal" sont elles correctes ?
Merci
Grégory


al1fch

#13
Sep 04, 2012, 06:34 pm Last Edit: Sep 04, 2012, 06:58 pm by al1fch Reason: 1
Bonjour
Comme les deux valeurs de courant figurent dans les 'Absolute Max ratings' il semble anormal que la valeur 'peak' soit inférieure à l'autre. La doc indiquant un composant de référence ZH03B (Part No) j'ai cherché et trouvé avec Google une notice plus complète .... et plus logique. La dissipation de 3W est indiquée pour 350mA, (ça ne colle pas avec les courbes courant/tension)
750mA pourrait être la valeur maximale  du courant moyen et 800 mA la valeur maximale du courant instantanné. Ces deux dernières valeurs signalant le risque de destruction du composant. A défaut de traduction des parties de la notice en chinois il faut se fixer une marge de sécurité. Travailler à 600mA maxi ?
http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=zh03b%20led&source=web&cd=1&ved=0CCMQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.atlantareefclub.org%2Fforums%2Fattachment.php%3Fattachmentid%3D30521%26d%3D1304351005&ei=litGUMLLOYWi0QWe44G4Dg&usg=AFQjCNHCgeBleZcIXljuXUnKM7j91x9haA&cad=rja
Des valeurs de courant figurent peut être en chinois.....

barbudor

Cool, la même référence et des chiffres qui n'ont rien a voir ...

Bon, considérant que la dissipation de 3W est donnée à 350mA pour cette LED de 3W, j'aurais tendance à considérer 350mA comme le courant max continu en fonctionnement normal.
Au delà : diminution de la durée de vie.
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