Question:
De quel type de transistor ai-je besoin pour amplifier les sorties PWM d'un Arduino?
whataniceguitar
2011-11-04 06:22:24 UTC
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Je prévois d'avoir 30 ampoules à incandescence contrôlées par mon arduino uno sur 3 canaux (10 ampoules à un canal en parallèle). J'ai déjà utilisé l'arduino pour contrôler un certain nombre de LED rouges, vertes et bleues - j'ai utilisé un schéma simple utilisant trois transistors. Je ne suis tout simplement pas sûr des transistors à obtenir cette fois, étant donné que je fais fonctionner les ampoules à 120 V CA et non à une alimentation CC plus petite.

Voici un schéma de ce que je veux faire - http : //i.imgur.com/BzhM3.png

enter image description here

J'ai essayé de contrôler une seule ampoule à incandescence avec un transistor MJE3055T mais tout ce que j'étais capable de faire était légèrement atténuer l'ampoule, pas l'éteindre complètement. Je doute que la puissance nominale soit suffisante, alors j'ai essayé de câbler deux transistors ensemble dans une configuration Darlington sans aucune chance, rien ne s'est passé du tout.

Je sais que je devrais utiliser plus d'une alimentation CA pour faire fonctionner cela - est-ce que ça veut dire que j'aurai également besoin de plus de 3 transistors?

Ai-je juste besoin d'un transistor avec une puissance nominale plus élevée? Serait-ce la bonne?

http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&itemSeq=106696146&uq=634559326654518595

Merci !!!

Dennis

Aucun lien ne fonctionne pour moi. De plus, si vous utilisez le courant alternatif pour alimenter les lampes, un simple interrupteur à transistor peut ne pas fournir la meilleure solution.
Une approche plus sûre / plus simple consisterait à utiliser des LED brillantes. Par exemple. http://thingm.com/products/blinkm-maxm.html
Pouvez-vous fournir une mise à jour sur ce que vous avez appris jusqu'à présent afin que nous puissions vous aider à réaliser ce que vous voulez. Il y a de bonnes réponses (à part «Utiliser des LED», etc.). Nous pouvons aider. nous avons besoin de savoir dans quelle direction vous allez jusqu'à présent. Le simple fait de verser des informations dans le vide n'est pas très productif.eg il est possible de changer la charge de la lampe que vous spécifiez à l'aide d'un Arduino et de le faire en toute sécurité et à un prix modéré. À quoi les lumières vont-elles servir?
À quel taux maximum souhaitez-vous allumer et éteindre les choses? Par exemple, est-ce pour suivre le rythme de la musique ou de la discothèque ou est-ce que la commutation du temps de cycle du réseau ne fonctionnera pas? Cette réponse fait une différence majeure pour les solutions potentiellement adaptées.
Les lumières seront utilisées en conjonction avec un réseau de LED que je construis dans une performance musicale en direct au printemps prochain.
J'ai besoin d'intervalles de mise à jour au moins toutes les 20 ms, donc le temps de cycle à partir du secteur est correct - à moins que le rendre un peu plus rapide que 60 Hz ne soit trop coûteux / prend du temps. Je suis actuellement en train de rédiger un nouveau schéma utilisant des triacs / relais, une mise à la terre adéquate, de meilleures précautions de sécurité, etc.
Voir plus à ma réponse. Cela utilise le circuit de base de Konsaliks (car il est très standard). J'ai laissé le driver triac qu'il utilisait car il est excellent (entraînement sensible, tension de sortie élevée). C'est un pilote qui ne passe pas par zéro. Savoir ce que vous faites avec la lumière serait utile, par exemple suivre de la musique ou…. | J'ai suggéré un exemple de TRIAC - ce n'est pas nécessairement le meilleur choix et il faudrait vérifier avec plus de soin s'il est choisi, mais qu'il a l'air bien.
@whataniceguitar - La version finale utilisera-t-elle des ampoules à incandescence standard? Je demande car ils seront assez lents à répondre au changement, donc si vous voulez par exemple effets stroboscopiques rapides, vous devrez peut-être chercher des alternatives. Lorsque vous mettez à jour votre schéma, pouvez-vous s'il vous plaît inclure un peu d'informations sur les effets / le timing que vous souhaitez obtenir, cela devrait nous donner plus de chances de trouver la meilleure solution.
J'ai lu le titre, puis j'ai lu la première phrase, et ça m'a effrayé les vivants @ # $%! Même avant de regarder le diagramme, ce qui est encore plus effrayant (et tout simplement faux). Gardez les éléments de niveau logique CC loin (ou au moins séparés) du secteur CA.
Je m'en suis rendu compte il y a un certain temps - regardez d'autres messages et réponses.
@ OliGlaser Oui, j'aimerais utiliser des ampoules à incandescence pour le produit final. Cependant, ils n'ont pas besoin d'être extrêmement réactifs - je les atténuerai de temps en temps avec d'autres effets occasionnels ajoutés de temps en temps. Les effets stroboscopiques rapides sont totalement inutiles pour cette partie de mon projet.
Cinq réponses:
Russell McMahon
2011-11-04 07:21:30 UTC
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Votre enthousiasme est louable, mais vous essayez de faire quelque chose qui est potentiellement mortel. Avant d'utiliser 120 (ou) 110 VCA, vous devez comprendre ce que vous faites.


Les transistors ont besoin de DC pour fonctionner. Comme le dit Oli, un TRIAC fonctionnera pour le courant alternatif et l'isolation est au moins "une bonne idée".

Quelques précisions supplémentaires sont nécessaires:

  1. Quelle tension utilisez-vous actuellement?
  2. Utilisez-vous actuellement du courant alternatif ou continu?

Si vous utilisez 120 VAC avec un 2N3055 comme vous le dites maintenant, et aucune rectification (ce que vous faites peut-être mais que vous n'avez pas mentionné), vos promesses sont pires qu'inutiles. Le pic de 120 VCA ~ = 160 V est bien au-dessus de la tension nominale d'un 2N3055.


Ajouté:

La solution de Konsalik est bonne. Ce n'est pas le seul moyen, mais c'est une solution utile, le coût est relativement faible et il fournit une isolation adéquate.

  • Ce diagramme est copié directement à partir de la réponse de @Konsalik. Merci de donner à sa réponse un vote positif maintenant :-).
    Il fournit une bonne solution électronique avec

    • isolation,
    • capacité à gérer une puissance substantielle et
    • capacité à être bien piloté et en toute sécurité par un microcontrôleur Arduino ou à usage général.

enter image description here

Bien qu'il le montre comme commutant seulement 12 VAC, il convient avec presque aucun changement pour le fonctionnement de 110 VAC ou 230 VAC.

Son pilote MOC3023M TRIAC suggéré est disponible auprès de Digikey pour moins de 1 $ en 1.
Il s'agit d'un pilote TRIAC à "phase aléatoire", ce qui signifie qu'il allumera la charge comme dès qu'il reçoit un clignotant.
Vous pouvez également obtenir des pilotes "passage à zéro" qui allument la charge lorsque la tension secteur est au point de tension zéro. Cela réduit les interférences électriques liées à la commutation de la charge MAIS signifie que vous ne pouvez obtenir que des multiples intégraux d'une période d'activation d'une demi-longueur d'onde.
Le meilleur tri dépend de votre application.
Dans de nombreux cas, le passage par zéro est OK
et est préférable si la commutation à des points de passage à zéro est une limitation acceptable.
La commutation «phase aléatoire» est utile pour une commande d'activation la plus rapide possible.

Le pilote MOC3023 nécessite un courant d'entraînement de 5 mA, le plus bas en sa "famille" de membres, ce qui en fait un bon choix pour la conduite avec la plupart des microcontrôleurs.

Le pilote MOC3023 a une puissance de sortie de 400 VAC, ce qui le rend adapté à la fois à 100 VAC et 230 VAC.

Exemple uniquement:
Un TRIAC potentiellement bon est le ST2050H TRIAC
qui coûte moins de 1 $ chez Digikey.
Il est évalué pour un fonctionnement de pointe de 600 V, un fonctionnement continu de 20 A.
Il nécessite un lecteur de porte de 50 mA qui est `` un peu lourd '' mais bien adapté par le conducteur.
Il existe des TRIACS moins bien notés à un prix un peu inférieur «faire son travail», mais celui-ci semble être plus robuste et capable que beaucoup d'autres à un prix correct.

Dès que j'ai lu votre réponse, j'ai arrêté d'expérimenter avec la seule ampoule. Je me rends compte que l'utilisation du secteur est potentiellement mortelle dans tous les cas, et en procédant, j'ai utilisé des gants, une paire de lunettes sérieuses et un interrupteur à distance. Je suis peut-être inexpérimenté, mais je ne suis pas stupide. Je suis actuellement en train de rédiger un nouveau schéma utilisant des triacs / relais, une mise à la terre adéquate, de meilleures précautions de sécurité, etc. J'apprécie les commentaires de chacun, et j'ai poursuivi mes propres recherches sur les composants mentionnés afin de revenir avec quelque chose qui, espérons-le, ne suscitera aucun argument sur l'étiquette.
@kortuk - ma réponse relative au TRIAC est simplement une extension et un commentaire sur ce que Konsalik a publié initialement. Sa solution est extrêmement bonne dans les circonstances. Voudriez-vous s'il vous plaît lui transférer le bonus de 100.
@whataniceguitar - Je suis heureux que vous soyez toujours en vie et que vous ayez pris note de la manière dont vous l'avez fait. (vraiment). C'est bien que vous sembliez faire ça bien et de manière responsable et que nous soyons maintenant tous "sur le même canal". Je n'ai généralement pas trop de plaintes sur l'étiquette et je suis généralement celui qui essaie de défendre le petit gars (comme vous l'avez peut-être remarqué ou non dans les réponses récentes). Tenter de tuer des gars petits (ou grands) pour en prendre note est un travail si dur que certains hurlements semblaient en ordre. Maintenant tout va bien, vous devriez me trouver utile et pas trop difficile à gérer :-).
@RussellMcMahon, le bonus de 100 était de tenir compte de l'erreur qui s'est produite lorsque j'ai mal utilisé le système de signalisation. Cela n'a rien à voir avec la validité des réponses. Les primes ne peuvent être modifiées dans aucune condition. Je vous ai fait remarquer dans le chat que je ferais cela il y a un jour.
@RussellMcMahon, Je n'ai pas pu trouver le triac que vous avez suggéré, mais j'ai trouvé cela sur digikey qui est comparable - cela conviendrait-il? http://search.digikey.com/us/en/products/BT137X-600,127/568-3662-ND/1154774
Je sais que la cote maximale de 8 A est inférieure au triac que vous avez initialement suggéré, mais pour 10 ampoules à 0,5 A par canal (5 A au total), cela conviendrait, non?
@Whataniceguitar - Le RIAC que j'ai suggéré est en stock chez Digikey USA ASAFIK. | J'ai spécifié volontairement un TRIAC "bon solide". Les augmentations substantielles des notes par rapport à ce que vous voulez ne coûtent généralement pas beaucoup plus cher. Par exemple, le TRIAC représentera une petite partie du coût du système, mais sa survie est cruciale. Le double du coût donnera une note beaucoup plus élevée. Recherchez une conception sans amortisseur, une sensibilité de porte acceptable, une bonne tension nominale. Les ampoules consomment, disons, un courant "d'appel" à l'état stable 10X lorsqu'elles sont froides. Assurez-vous que TRIAC peut gérer cette nature répétitive. Seulement lorsque le filament chauffe mais non trivial.
J'ai dit ST2050H mais c'est T2050H par ST - [page de coût chez Digikey ici] (http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?vendor=0&keywords=T2050H) 99cents en un, 800+ en stock . [Fiche technique ici] (http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00161297.pdf). Pas le par ultime absolu MAIS beaucoup plus agréable que beaucoup. Conçu pour une utilisation robuste comme les aspirateurs et les tambours moteurs de machine à laver. Ils disent également que le point principal "Très haute capacité de commutation à 3 quadrants" est qu'il est prévu que ce soit robuste.
Adam Lawrence
2011-11-04 23:52:06 UTC
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Jouer avec le réseau est un bon moyen de se faire tuer. C'est pourquoi il existe de nombreux organismes de réglementation qui dictent ce que l'on peut et ne peut pas faire avec les tensions secteur. Le câblage direct à des contrôleurs basse tension utilisant des transistors sous-estimés ne serait d'ailleurs pas apprécié par UL (ou tout autre organisme de réglementation).

Vous n'avez clairement pas les compétences techniques pour concevoir en toute sécurité des primaires- circuits latéraux, alors NE PAS.

Débarrassez-vous de vos transistors et remplacez-les par des relais à semi-conducteurs certifiés de sécurité.

Crouzet SSR

Le numéro de pièce 84137000 est évalué pour jusqu'à 240VAC, 10A par relais, et peut être contrôlé de 3-32VDC. L'isolation est inhérente (4000V).

Assurez-vous que chaque chaîne a un fusible! (Un ralentissement de 5A serait un bon point de départ).

Les ampoules PWM-ing régulières ne vous donneront pas beaucoup d'effet. Il y a un peu de latence dans le filament de tungstène, donc les ampoules vont toujours fondre et s'éteindre lentement (par rapport aux LED).

Si vous voulez un contrôle plus fin des lumières, pensez au 84137200 (qui ne le fait pas) t attendre que les passages à zéro se déclenchent) - même fiche technique.

N'attend pas les passages à zéro, quand je dors, je vais faire des cauchemars à propos de l'EMI.
Tout comme moi. Je n'ai aucune idée de ce que OP essaie de réaliser, remarquez. Le passage à zéro 84137000 fonctionne à merveille dans mon laboratoire.
Konsalik
2011-11-04 12:20:33 UTC
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Nous avons utilisé le circuit suivant pour la conception électrique le semestre dernier:

enter image description here

Notez qu'il s'agit d'une alimentation 12VAC car nos professeurs étaient préoccupés par la sécurité (comme vous devriez ).

Le "R?" les valeurs étaient pour nous de calculer.

Le circuit a un triac opto-couplé (MOC3023) pour séparer le MCU.

Belle solution. L'opto-isolateur se trouve être un bon isolateur - un faible courant d'entraînement nécessaire et une bonne tension de sortie de sorte qu'il puisse être utilisé pour des systèmes 110 VCA ou 230 VCA. L'optocoupleur est à "phase aléatoire", donc permettre le temps de réponse à l'allumage le plus rapide. L'utilisation d'un TRIAC correctement évalué et la modification de quelques valeurs permet à cela de bien fonctionner sur les charges «secteur».
Russell McMahon
2011-11-05 19:54:22 UTC
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Il n'y a aucune autorité de régulation dans le monde qui autoriserait l'utilisation de ce circuit.

  • Le secteur est connecté via une charge à faible impédance au semi-conducteur appareil qui tombe en panne sous tension inverse de manière non garantie. L'appareil est évalué à 60 /> 160 = moins de 40% de la tension directe de crête qui sera ressentie.

  • ** Ce n'est PAS un potentiel conception létale.
    Il EST une conception mortelle telle quelle.

  • Il existe un chemin de défaillance de courant élevé facilement réalisable et probable via un dispositif semi-conducteur du secteur à un contrôleur basse tension (Arduino).

  • Le composant de commutation utilisé est fondamentalement inadapté à la tâche et on peut s'attendre à ce qu'il soit détruit à tout moment lors de son fonctionnement.

  • Si un transistor tombe en panne, cela peut entraîner la panne de tous les autres - en envoyant le secteur via le (maintenant une ruine fumante).

Un transistor bipolaire n'est pas destiné à être utilisé avec du courant alternatif.

  • Un transistor bipolaire peut ne jamais être utilisé avec succès comme interrupteur AC.

  • Un 2N3055 est un transistor bipolaire.

Même si un type approprié de composant de commutation était utilisé dans ce circuit, il devrait être * correctement évalué en tension. *

  • Un 2N3055 est massivement sous-évalué pour une utilisation sur secteur - même après un redressement au courant continu.

    • Évaluer un composant pour qu'il résiste un peu plus que la tension de crête du secteur se traduira par un appareil marginal qui tombera en panne en un court période de fonctionnement.

    • Les composants du secteur doivent résister aux surtensions et aux pics de tension importants. Un minimum de pic de réseau + 50% serait sage - et cela ne traite pas les pointes de bruit.

    • Un 2N3055 a une valeur nominale de 0 V CA, c'est-à-dire qu'il n'est pas conçu pour la commutation CA à tout.

    • Un 2N3055 est évalué à 60 DC

    • 120 VCA = ~ 160 + V crête. Un composant évalué à 240 DC serait sage. Plus c'est à dire mieux. Donc

    • Même si le secteur a été redressé au courant continu pour la commutation, un 2N3055 est sous-estimé en termes de tension d'un facteur d'environ 4: 1.

La raison pour laquelle j'ai publié ceci était de m'assurer que c'était sûr. Je ne suis peut-être pas le plus expérimenté en matière d'électronique, mais je ne vais pas m'amuser avec le secteur sans circuits qui ont été correctement critiqués par mes pairs. Depuis que j'ai rédigé ce post, j'ai passé mon temps à faire des recherches sur l'utilisation des réseaux électriques, des relais, des circuits et de plusieurs autres composants pertinents pour mon projet. Ci-dessus se trouve un SCHÉMA PROPOSÉ, pas une image de moi essayant de tuer quelqu'un et / ou moi-même. Vos commentaires ont été utiles, mais aussi extrêmement impolis et condescendants. Il n'y a pas besoin de cela, cela n'aide personne.
@whataniceguitar - mon objectif était de vous garder en vie. Si c'est vivant et ennuyé au lieu de mort, qu'il en soit ainsi. Il n'y avait pas assez de dialogue assez rapide pour être sûr que vous écoutiez - et vos réponses indiquaient spécifiquement que vous aviez connecté le secteur comme indiqué et que vous étiez sûr de ne tuer personne. Plutôt que de laisser Murphy vous prouver le contraire, des efforts plus importants pour attirer votre attention semblaient la meilleure approche. Maintenant, nous semblons tous être sur la même longueur d'onde, nous pouvons vous aider à faire ce que vous voulez avec un espoir raisonnable que vous soyez en vie pour bénéficier de nos efforts :-).
C'est suffisant. Je suis ici pour écouter.
Oli Glaser
2011-11-04 06:52:29 UTC
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Vous ne pouvez pas utiliser un transistor bipolaire 3055 pour contrôler le secteur AC. Comme mentionné, ce n'est pas du tout sûr.

Je recommanderais vraiment soit d'utiliser des ampoules à basse tension, soit d'acheter un module pré-construit qui peut faire ce que vous voulez.
Voici ce qui semble être assez bien construit / documenté / tarifé module de relais à semi-conducteurs isolé à 8 canaux qui peut commuter jusqu'à 2A par canal (je le garderais à 2 ampoules / 1A par canal, car 2A est le maximum absolu) et peut être piloté par votre Arduino.
J'opterais pour cette option et je me soucierais beaucoup moins de choses désagréables.

Je laisserai cette information ci-dessous pour référence:
Vous devrez utiliser quelque chose de convenable, par exemple un triac comme le BT139 ou similaire. De plus, si vous utilisez le secteur, vous avez besoin d'une isolation, un optotriac comme le MOC3011 (ou similaire) peut être utilisé pour piloter la base du plus grand triac à partir d'une broche Arduino.
L'isolation est très important, pour votre sécurité et celle de l'Arduino - n'utilisez pas le circuit indiqué dans votre question (le courant alternatif balancera en polarisation négative et directe les jonctions du collecteur de base du transistor)

Pour l'équivalent PWM du courant alternatif, vous aurez besoin d'un détecteur de passage à zéro et chronométrez le déclenchement du triac en fonction de la durée du cycle que vous souhaitez activer.

Modifier - Je viens de remarquer que vous voulez 10 ampoules en parallèle sur chaque canal. Vous devrez vous assurer que le triac que vous choisissez peut gérer le courant requis. 60W à 120V = 0,5A pour chaque ampoule, soit 5A par canal. IIRC le BTB139 gère jusqu'à 16A, mais vous auriez besoin d'un dissipateur thermique car il se dissiperait un peu (consultez la fiche technique pour les graphiques) Vous pouvez également diviser les canaux en par ex. 5 lots d'ampoules.
De plus, j'obtiens 1800W pour des ampoules 30 * 60W. Comment obtenez-vous 7200W? Y a-t-il d'autres ampoules non représentées sur le schéma?

C'était à peu près au-dessus de ma tête - j'ai cherché ce que sont réellement les triacs et je pense que je comprends l'essentiel, même si j'ai regardé la fiche technique du BTB08 et que j'étais juste totalement confus, c'est trop mathématique pour moi et je suis pas assez expérimenté avec la terminologie électronique pour vraiment la comprendre. Détecteurs de passage à zéro et optotriacs dont je n'ai jamais entendu parler aussi, mais j'essaie de comprendre les principes de. Pourriez-vous être plus précis sur la façon de les câbler ensemble à la place des transistors?
Comme le dit Russell, vous devez comprendre cela avant de continuer. Je conseillerais probablement de mettre celui-ci en attente jusqu'à plus tard. Cependant, si vous voulez essayer, nous pouvons essayer de vous aider autant que possible. Y a-t-il une raison pour laquelle vous ne pouvez pas utiliser, par exemple des ampoules à basse tension? (Ampoule LED, halogène, etc.)
Vous avez raison sur le fait que le calcul est faux - ce ne serait que 1800 W pour les ampoules. Proposez-vous de réduire les groupes à 5 ampoules par canal et d'avoir six triacs au lieu de 3? Et oui, je veux vraiment essayer - mais de la manière la plus sûre possible, c'est pourquoi je suis venu ici. Merci beaucoup pour votre aide, tous les deux.
@whataniceguitar - voir la réponse modifiée, je pense que l'achat d'un module pré-construit ou l'utilisation d'ampoules basse tension est une bonne idée.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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