Interfaçage entrées sorties 24v

Bonjour,

J'ai un projet où je dois gérer de la commande en 24V:

J'ai un bouton poussoir qui ferme une boucle 24V, et qui du coup envoi une information à une entrée Arduino (13). Je souhaite avoir un retour d'information comme quoi la logique s'est bien effectuée via une sortie (10) de l'Arduino. Cette information arrive sur un indicateur lumineux dans une ampoule alimentée en 24V, sur le bouton poussoir.

Le but est donc de faire une passerelle de sortie 5V->24V, et une passerelle d'entrée 24V->5V. Après avoir étudié mes cours et parcouru le web à la recherche d'infos, j'ai réfléchis à un schéma electronique et j'aimerai vous le soumettre pour savoir ce que vous en pensez, si il y a des boulettes ou des valeurs de composants plus évidentes à vos yeux...

J'ai représenté deux Arduinos sur les côtés, mais ils sont la représentation d'un seul Arduino, ce pour simplifier le schéma. Excusez mon coup de crayon ! :~

http://img15.hostingpics.net/pics/280088schmaesarduinokb3.jpg

J'ai un doute sur la valeur de R4.

J'ai oublié le plus important:

Merci d'avance !

J'ai oublié le plus important:

Ah ben ça...ça va pas aider. lol! :stuck_out_tongue:

Un peu l'usine à gaz ton montage.

Pour l'entrée : une résistance + diode zener
Pour la sortie : mosfet + deux résistances

Hello,

@ B@tto:

Pour l'entrée c'est vrai je pourrai juste faire un pont diviseur de tension, et la diode Zener serait pour protéger l'arduino ?
Pour la sortie juste un transistor avec une paire de résistances ?

En fait j'ai complexifié le montage car je souhaite avoir le maximum de sécurité entre les mondes 5v et 24v (le projet est à usage professionnel), et au prix où coûte les composants j'ai envie de blinder l'affaire... D'où un optocoupleur pour la sortie et un régulateur de tension en entrée.

Je souhaiterai juste savoir, malgré son côté complexe, si ce montage vous semble abberant (si des valeurs de résistances ou de condos sont hors propos, dangereuses, etc.). Bien sûr je le testerai en réel avant de le finaliser.

terch:
j'ai envie de blinder l'affaire..........un régulateur de tension en entrée.

Tu ne blindes rien, tu dégrades.

Un régulateur n'est pas fait pour travailler en haché mais en continu, son temps de réponse est trop lent.
Si c'est du 24V régulé avec un pont résistif tu ne risques rien même sans zéner.
Par contre si le 24V se balade entre 20V et 30 V (un peu pourri quand même ! ) une zéner peut se révéler nécessaire. Quoique une zéner 4,7V ou 5,1V n'a pas un coude bien terrible -> le miracle n'existe pas en électronique..
Un opto-coupleur peut aussi remplir la fonction dans ce sens.

La limite : en entrée sur une pin il ne faut jamais dépasser Vcc + 0,5V.
C'est écrit dans la datasheet du micro-controleur .

quelques comm sur ton schéma...
pour la sortie, quel est l'intérêt d'avoir les deux résistances R1 et R2 ? une seule ne ferait pas l'affaire et l'opto est-il adapté au courant du voyant ?
Je ne pense également pas qu'un régulateur de tension soit le plus approprié pour ton entrée, il n'est d'une part pas fait pour ce genre d'usage, et ensuite combien de temps ton entrée vas rester à 1 quand C2 et C3 seront chargés ?

en bref, B@tto t'as donné une bonne piste pour des entrées/sorties non isolées (d'ailleurs pas besoin de 5v pour un niveau 1, une tension plus faible suffit...)
et en plus de ses remarques pertinentes, 68tjs t'en as donné une autre qui pourrais répondre à tes attentes,

si tu veux une protection maximale, essai voir de regarder en utilisant 2 opto, un en entrée, l'autre en sortie (avec peut-être un transistor en plus) et le tout sans aucune connexion électrique entre le monde arduino et le 24v (0v / +5 / +24), c'est ce que l'on fait dans le monde industriel quand on cherches une isolation galvanique correcte...

bon courage, à +

Comme évoqué par legone, si c'est l'isolation galvanique que tu cherches un double optocoupleur, quelques résistances et c'est plié.

Il faut prendre en compte que l'optocoupleur qui commandera la lampe doit être capable de supporter le courant nécessaire à sont fonctionnement. De même que le choix des résistance qui alimente la led doit être en adequation avec la tension pour que le courant qui la traverse ne dépasse pas sa limite (et ne soit pas trop faible non plus)

Bonjour,

Merci pour ces précieux conseils.

Le 24v sera régulé donc à priori ça devrait le faire. Mais le top serait d'avoir une isolation galavanique en sortie et en entrée.

Je vais prendre tous vos conseils en compte et travailler sur un nouveau (ou plusieurs) schéma(s).

Dans ton choix d'opto-coupleur parmi les paramètres à prendre en compte j'en soulignerais deux :

  1. Important : Le Vceo_max du transistor de l'opto-coupleur.
    Le Vceo_max correspond à la tension maximale que le transistor peut supporter. Le cas le plus défavorable est quand le transistor est bloqué et qu'il supporte toute la tension.
    Si la tension appliquée est supérieure au Vceo_max il se produit un arc électrique entre le collecteur et émetteur et le transistor devient un court-circuit.
    Cette valeur se trouve habituellement dans la partie "Maximum Absolute Ratings" des datasheets.

  2. Moins important : la rapidité.
    On lit souvent qu'un opto-coupleur n'est pas rapide. Mais il faut savoir par rapport à quoi.
    Si c'est pour commander un relais ou une lampe un temps de montée de 10µs est négligeable. Si c'est pour faire du transfert à 100 kHz ce n'est pas bon.
    Je ne sais pas ce que tu veut commander, tout ce que je peux te conseiller c'est de vérifier que les temps de montée et de descente de l'opto coupleur sont compatibles avec ton besoin.

Je compte utiliser des optocoupleurs 4N35, et la tension max collecteur/emetteur est de 30V:

http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0028/0900766b8002884b.pdf

Pour les temps de montée / descente, je ne vais pas travailler à des fréquences de 100kHz, ça va être de la commutation bête et méchante d'un opérateur via bouton poussoir.

Bonjour,

Je reviens vers vous avec un nouveau schéma simplifié. J'ai pris en compte vos remarques autant que mes connaissances le permettent. J'ai oublié sur le schéma de positionner un condensateur C1 de 1microFarrad en parralèle du bouton poussoir pour l'anti-rebond.
Je souhaite donc avoir une séparation galvanique entre les sorties et entrées, assurée par les deux opto 4N35.
A noter que j'ai acheté une alimentation 3 sorties 24Vdc, 12Vdc, 5Vdc régulées.

Encore désolé pour la qualité du schéma...

Je vais utiliser un bouton poussoir de chez Conrad avec Led intégrée pouvant fonctionner en 12V:

avec sa DataSheet:
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/700000-724999/701869-da-01-en-VAND_GESCH_TASTER_19MM5A_250VAC_RING_RT.pdf

J'ai descendu la tension du 24V issue du bouton poussoir via le pont diviseur R2/R3 pour assurer du 5V avant R4. R4 qui adapte la tension pour la LED dans le 4N35 (comme R1).

Si vous avez des avis... :slight_smile:

te voila plus dans la bonne direction, je continue avec quelques remarques que j’espère constructive ! :wink:

  • j’ai jeté un coup d’oeil sur le datasheet, pas d’indication de la valeur de courant du voyant, pense que ça devrais passer par rapport à l’opto, mais envisage un transistor en plus si problème… et pourquoi pas alimenter ce voyant depuis le 24, feras toujours un fil en moins,
  • je vois pas l’utilité de descendre à 5v avant l’opto, et petite question, pense tu qu’il passeras suffisamment de courant dans R2 pour exciter la diode de l’opto ?
  • quand à l’isolation galvanique, il vaudrais mieux ne pas relier les masses pour en profiter totalement…

allez, viens de te faire un petit bout de schéma (j’espère sans erreurs) qui utilise une simple led à la place de ton voyant, mais gaffe, les valeurs de résistance indiquées sont totalement farfelues (faut bien que je te laisse un peu bosser aussi ! :slight_smile:

bon courage, à +

@legone-> Merci pour toutes les remarques !

Pour alimenter le voyant directement à partir du 24v, j'y ai pensé dans la soirée, et tu as raison, ça va encore simplifier la donne.

Descendre à 5V avant l'opto c'est (il me semble) parce que la tension max admissible par le 4N35 est de 6V ?

D'ailleurs dans la DataSheet du 4N35 il mettent:

VF(Typ)=1,3v et VF(Max)=1,5v

D'où mon chainage malheureux avec ma résistance R4 de 220 Ohm...

Je vais essayer de rester en entrée de l'opto à 20mA (plus de 10mA), faut que je revoie mes valeurs de résistance...

Bon en fait je vais refaire un schéma encore plus simplifié...

Sur ton schéma, tu polarises l'entrée D2 de l'arduino à +5V au repos, et l'action de S1 passe l'entrée de D2 à 0V. Quel est l’intérêt de faire cela ? Mon schéma (avec ma résistance R5) fait l'inverse (0V au repos et lors de l'action du switch l'entrée de l'arduino passe à +5V), c'est une méthode apprise dans le bouquin officiel Arduino (fourni avec le starter kit). Serais-ce aberrant ? Peut être mieux vaut il polariser constamment une entrée d'Arduino plutôt qu'une entrée opto 4N35 ?

Bon en fait je vais refaire un schéma encore plus simplifié...

Avec une règle c'est mieux :grin:

Avec une règle c’est mieux :grin:

Promis :grin:

Re Hello,

Voilà un nouveau schéma (merci Legone pour la base de départ):

Avec pour l'opto du haut:

1,3v à la borne 1, donc 24v-1.3v=21,7v d'atténuation. R5=21,7V/0,02A (j'ai pris 20mA pour une utilisation de base comme sur la DataSheet). R5 est donc de 1085Ohm, soit R5=1,1kOhm.

pour l'opto du bas j'ai plus un doute... J'ai trouvé une intensité de 2mA à 15mA pour la Led du bouton poussoir 12V:


Il a déjà une résistance interne pour du 12V...

Donc de la même manière:
J'ai choisi une intensité de 10mA pour la Led du Bouton Poussoir, avec une tension rabaissée à 12V:

R3=12V/0.01A=1,2kOhm

Pour R4, j'ai gardé mon raisonnement de polariser l'entrée de l'Arduino à +5V lorsque le switch S1 est fermé.

de rien, le principe et l'intérèt d'un forum est bien de recevoir des infos/conseils mais aussi d'essayer d'en donner à la mesure de son niveau pour faire vivre cette petite communauté bien sympa ! :wink:

pour revenir à tes petits problèmes, tu me sembles être sur la bonne voie, sauf pour le bp où je vois un problème majeur,

  • si ton bp n'est pas actionné, l'entrée D8 vois 1 (5v)
  • si le bp est actionné, le transistor consommeras un peu de courant mais D8 verras toujours 5v !

ça donnerais quoi en connectant D8 sur R4 ?

allez courage, et essai vite ces montages sur une breadboard, le meilleur moyen de visualiser nos expérimentations...

Bonjour,

Désolé, je suis allé trop vite, le bon schéma est celui là:

Et évidemment je vais tester tout ça sur une breadboard !

Avant de câbler regardes du coté de U2.
N'y aurait-il un transistor à l'envers du à une inversion entre la masse et le +V ?

Si tu peux le faire avec Fritzing (1) prend l'habitude de placer les symboles de façon "naturelle", c'est à dire la masse en bas et l'alim en haut.
Les erreurs d'inattention sont plus visibles et au final c'est du temps de gagné.

(1) un effet miroir sur U2 par exemple.