Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Atmega8 - wybór tranzystora do sterowania przekaźnikiem 12V BC OR IRL

gryzlly 16 Kwi 2014 22:36 4494 28
  • #1 16 Kwi 2014 22:36
    gryzlly
    Poziom 10  

    Witajcie.
    Zastanawiam się jaka będzie różnica (na plus bądź minus) przy sterowaniu przekaźnikiem 12V za pomocą mosfeta - np z serii irl (IRLML0030 - 30v/5.3A).
    Do tej pory stosowałem zwykłe bipolarne - ot choćby BC817, czy z czasów ciut wcześniejszych BC547, ale zostało mi kilka IRL'ków w pudełku i coś by trzeba było z nimi zrobić. Z bipolarnym nie ma najmniejszych problemów ze sterowaniem - rezystor na bazę, emiter do masy i wsio, a jak z IRL'em sprawa wygląda?
    W zasadzie podłączenie podobne, ale czy zadziała?
    Zastanawiam się czy ktoś steruje przekaźnikiem za pomocą takiego mosfeta?
    Czy ma to sens?
    Cena jest porównywalna (zależy od sklepu), więc kwestię cenową pomijam.

    I sprawa druga: na jaką maksymalną odległość udało się Wam sterować przekaźnikiem z atmegi?
    Chodzi mi o sterowanie wprost z portu przekaźnikiem oddalonym o około 30-40m (oczywiście za pomocą tranzystora) - czy się to uda?
    Czy może trzeba by przez 2 tranzystory sterować na obu końcach przewodu?

    0 28
  • Relpol
  • #2 16 Kwi 2014 22:57
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    Witam.

    Z MOSFET-ami jest podobnie jak z bipolarnymi. Bierzesz MOSFET sprawdzasz parametry i stosujesz :)

    gryzlly napisał:
    Zastanawiam się czy ktoś steruje przekaźnikiem za pomocą takiego mosfeta? Czy ma to sens?

    Wiele lat temu zadałbyś pewnie pytanie czy stosowanie tranzystora bipolarnego do sterowania przekaźnikami ma sens - przecież wystarczy przełącznik :)
    Oczywiście, że się wykorzystuje, a w szczególności ich parametry dot. niewielkich rezystancji źródło-dren, co skutkuje znacznymi korzyściami w zakresie zmniejszania układów i zużycia energii.

    Co rozumiesz przez:

    gryzlly napisał:
    Chodzi mi o sterowanie wprost z portu przekaźnikiem ...

    Masz na myśli przekaźnik sterowany bez użycia jakiegokolwiek tranzystora?

    0
  • #3 16 Kwi 2014 23:00
    michalko12
    Specjalista - Mikrokontrolery

    Ten tranzystor nadaje się jako zamiennik BC847. Dren do przekaźnika, źródło do masy, bramka z pulldown do ATmegi. A co ogległości, jak nie ma silnych zakłóceń w pobliżu to można i 100m o ile rezystancja przewodów nie będzie stanowić problemu.

    0
  • #4 17 Kwi 2014 00:13
    gryzlly
    Poziom 10  

    Czyli w takim konkretnym wypadku czy dam BC czy dam IRL'a to nie ma większego znaczenia - z tym że IRL daje mi możliwość sterowania czymś znacznie większym niż standardowy przekaźniczek.

    dondu napisał:

    Co rozumiesz przez:

    gryzlly napisał:
    Chodzi mi o sterowanie wprost z portu przekaźnikiem ...

    Masz na myśli przekaźnik sterowany bez użycia jakiegokolwiek tranzystora?


    Broń Cię panie Boże! Nigdy, PRZENIGDY w życiu :) (dodałem ciut później że...
    Cytat:
    (oczywiście za pomocą tranzystora)


    Chodziło mi o coś takiego:

    Atmega8 - wybór tranzystora do sterowania przekaźnikiem 12V BC OR IRL

    Czy lepiej od razu dać na 2 tranzystorach żeby wyeliminować zakłócenia i nie obciążać zbytnio portu procka - kto wie jak rezystancja przewodów wpłynie na prąd z portu.

    Atmega8 - wybór tranzystora do sterowania przekaźnikiem 12V BC OR IRL



    A z tym IRL'em zamiast BC to najzwyklejsze podłączenie do atmegi - ot np takie?

    Atmega8 - wybór tranzystora do sterowania przekaźnikiem 12V BC OR IRL

    0
  • Relpol
  • Pomocny post
    #5 17 Kwi 2014 00:36
    michalko12
    Specjalista - Mikrokontrolery

    gryzlly napisał:
    A z tym IRL'em zamiast BC to najzwyklejsze podłączenie do atmegi - ot np takie?
    Dobrze
    gryzlly napisał:
    Czy lepiej od razu dać na 2 tranzystorach żeby wyeliminować zakłócenia i nie obciążać zbytnio portu procka - kto wie jak rezystancja przewodów wpłynie na prąd z portu.

    Tranzystor blisko ATMEGI i kolektor tranzystora na przewód. Można dać między kolektor a masę jakiś warystor lub transil do 20V

    0
  • #6 17 Kwi 2014 00:59
    gryzlly
    Poziom 10  

    Czyli wersja tylko z jednym tranzystorem?
    A spadek napięcia na tak długich przewodach? Przekaźnik to nie zwykła diodka LED i trochę prądu pobiera - tak mi się przynajmniej wydaje że może to mieć znaczenie - dlatego pomyślałem o 2 tranzystorach.

    Dodano po 6 [minuty]:

    Czyli wyglądałoby to w ten sposób?

    Atmega8 - wybór tranzystora do sterowania przekaźnikiem 12V BC OR IRL

    0
  • #7 17 Kwi 2014 07:43
    94075
    Użytkownik usunął konto  
  • #8 17 Kwi 2014 09:27
    el2010tmp
    Poziom 25  

    albertb napisał:
    Zamiast transila przenieś diodę z przekaźnika na kolektor tranzystora, a wynik będziesz miał lepszy

    Przekaźnik bez diody na długim przewodzie to przecież "nadajnik zakłóceń". Dioda musi być przy samym przekaźniku a przy tranzystorze tonsil albo druga dioda.

    0
  • #9 17 Kwi 2014 09:32
    94075
    Użytkownik usunął konto  
  • #10 17 Kwi 2014 09:36
    michalko12
    Specjalista - Mikrokontrolery

    A powiedz gdzie ta energia zmagazynowana w cewce przekaźnika ma się podziać?

    0
  • #11 17 Kwi 2014 09:46
    el2010tmp
    Poziom 25  

    albertb napisał:
    A potrafisz to udowodnić w oparciu o prawa elektrotechniki, czy tak tylko słyszałeś/czytałeś?

    Słyszałem, czytałem, uczyłem się w szkole i doświadczyłem. W tym przypadku to może nie ma kluczowego znaczenia ale w przypadku większych prądów [np. styczniki] może skutecznie uprzykrzyć życie.

    Fakt, że z dowolnego urządzenia można usunąć większość elementów przeciwzakłóceniowych a ono nadal będzie działać poprawnie, wcale nie oznacza że należy tak postępować.

    0
  • #12 17 Kwi 2014 10:22
    94075
    Użytkownik usunął konto  
  • #13 17 Kwi 2014 10:36
    el2010tmp
    Poziom 25  

    albertb napisał:
    Więc może czas wrócić do szkoły.

    Chętnie bym tak zrobił ponieważ braki w wiedzy trzeba czasami łatać :)

    Pominąłeś jednak fakt że indukcyjność LW1+LW2 jest znacznie mniejsza od LP więc można ją pominąć "ratując się tonsilami". Natomiast bez diody przy LP indukcyjności LW1 i LW2 będą właśnie wspomagać emisje zakłóceń.

    0
  • #14 17 Kwi 2014 10:49
    94075
    Użytkownik usunął konto  
  • #15 17 Kwi 2014 11:33
    el2010tmp
    Poziom 25  

    albertb napisał:
    Nic nie pominąłem. Stwierdzam tylko, że dodając dodatkowo transile lub drugą diodę w kolektorze na pewno nie poprawiasz nic w stosunku do układu z samą diodą w kolektorze.


    Przyznam że skłoniłeś mnie do myślenia, po to wchodzę na forum aby podreperować swój stan wiedzy więc ciesze się :)

    Nie mogę jednak zrozumieć dlaczego dioda pomiędzy V+ i TP3 miała by być bardziej efektywna od diody przy cewce przekaźnika i transilu pomiędzy kolektorem a masą.
    Rozładowywanie cewki przekaźnika przez 20-metrowe przewody musi generować więcej zakłóceń więc jest mniej optymalne od rozwiązania z diodą bezpośrednio przy cewce. Transil natomiast zabezpiecza również przed zakłóceniami indukowanymi z innych źródeł .

    albertb napisał:
    Jako zadanie szkolne zostawiam Ci pytanie czy transil dodany jak na schemacie w wątku rozproszy energię z indukcyjności LW1?

    Transil nic tu nie pomoże jednak indukcyjność LW1 jest znikoma w porównaniu do LP.
    Jeżeli jednak zakłócenia wynikające z indukcyjności LW1 i LW2 były by istotne to wówczas dioda na przekaźniku oraz przy Vcc-kolektor i kolektor-masa czyli w sumie 3 diody.

    0
  • #16 17 Kwi 2014 12:10
    94075
    Użytkownik usunął konto  
  • #17 17 Kwi 2014 12:39
    el2010tmp
    Poziom 25  

    albertb napisał:
    Zakładając że są duże, bo wtedy ta dyskusja ma sens 1 dioda w kolektorze spełni dokładnie tą samą rolę, co 3 Twoje.

    Ta jedna dioda będzie eliminować energię zgromadzoną na przewodach i cewce. W wersji z diodą przy cewce i 2 diodami przy tranzystorze energia z cewki nie musi przepływać przez długie przewody i to jest wg mnie zaletą tego rozwiązania.

    Chyba że indukcyjność cewki jest pomijalnie mała w stosunku do indukcyjności przewodów. Jednak w zdecydowanej większości praktycznych przypadków jest dokładnie na odwrót.

    0
  • #18 17 Kwi 2014 14:05
    94075
    Użytkownik usunął konto  
  • #19 17 Kwi 2014 14:43
    el2010tmp
    Poziom 25  

    albertb napisał:
    Wydaje mi się , że napięcia na skrajnych elementach (przewodach) będą większe w 2 wypadku, bo sumują się do zasilania. W pierwszym wypadku do zasilania pomniejszonego o spadek napięcia na przekaźniku.


    Dlaczego w przypadku gdy indukcyjność szeregowa jest mniejsza napięcia mają być większe? Czy ma za to wg Ciebie odpowiadać dodatkowa dioda GDN - TP3 ? Bo innej różnicy nie widzę poza mniejszą indukcyjnością.

    0
  • #20 17 Kwi 2014 14:48
    94075
    Użytkownik usunął konto  
  • #21 17 Kwi 2014 15:21
    el2010tmp
    Poziom 25  

    albertb napisał:
    Druga sprawa to taka, że raczej niezależnie od tego kto ma rację (jak będę miał chwilę, to spróbuję to przeanalizować bardziej dokładnie) decydujące będą raczej nie bezwzględne wartości indukcyjności lecz raczej stosunek indukcyjności do rezystancji (stałe czasowe)

    Mnie również zaciekawił ten temat i zastanawiam się nad wykonaniem doświadczenia które rozwieje moje wątpliwości :)
    Życzę Wesołych Świąt

    0
  • #22 17 Kwi 2014 15:26
    michalko12
    Specjalista - Mikrokontrolery

    Długie przewody to nie tylko nadajnik, ale i odbiornik.

    0
  • #23 17 Kwi 2014 19:43
    94075
    Użytkownik usunął konto  
  • #24 21 Kwi 2014 11:43
    gryzlly
    Poziom 10  

    Nie było mnie dłuższą chwilę i po powrocie widzę że temat lekko urósł:)
    Dodam od siebie że wykonałem w wolnym czasie kilka testów praktycznych i co wyszło:

    W wersji z jednym tranzystorem blisko procka (BEZ TRANSILA)

    Atmega8 - wybór tranzystora do sterowania przekaźnikiem 12V BC OR IRL

    Spadek napięcia na przewodach był znaczny (z 12V dochodziło na przekaźnik ledwo 8) musiałbym zastosować przewody o przekroju 0,5mm - wtedy wszystko działało - za wyjątkiem 1 razu gdy tranzystor i dioda poszły na wieczny odpoczynek. Jako że prowadzę wszystko skrętką, więc ta opcja odpada


    Wersja z 2 tranzystorami działa poprawnie - bez zakłóceń, bez żadnych uszkodzeń (4 załączenia przekaźnika na minutę przez 6h i wszystko gra) - i tą wersję ostatecznie wybiorę do gotowego projektu.

    Czekam na zamówione IRL'ki i sprawdzę jeszcze z nimi jak to będzie się zachowywało.

    Jeśli ktoś będzie miał jeszcze jakieś uwagi/zastrzeżenia to chętnie wysłucham.
    Na chwilę obecną dziękuję wszystkim za cenne rady i wyjaśnienia.

    0
  • #25 21 Kwi 2014 23:36
    emarcus
    Poziom 34  

    gryzlly napisał:
    Nie było mnie dłuższą chwilę i po powrocie widzę że temat lekko urósł:)
    Dodam od siebie że wykonałem w wolnym czasie kilka testów praktycznych i co wyszło:
    ]

    Spadek napięcia na przewodach był znaczny (z 12V dochodziło na przekaźnik ledwo 8) musiałbym zastosować przewody o przekroju 0,5mm - wtedy wszystko działało - za wyjątkiem 1 razu gdy tranzystor i dioda poszły na wieczny odpoczynek. Jako że prowadzę wszystko skrętką, więc ta opcja odpada


    Wersja z 2 tranzystorami działa poprawnie - bez zakłóceń, bez żadnych uszkodzeń (4 załączenia przekaźnika na minutę przez 6h i wszystko gra) - i tą wersję ostatecznie wybiorę do gotowego projektu.

    Czekam na zamówione IRL'ki i sprawdzę jeszcze z nimi jak to będzie się zachowywało.



    A co to? Czy przewody łączące przekaźnik do tranzystora miałeś wykonane z drutu oporowego(?), albo może z cienkiego drutu nawojowego o grubości włosa?!!!!
    A jakie są zalecenia i zasady na podłączanie urządzeń peryferyjnych (nie mocy) okreslanych ogólnie jako interface ?
    Poniżej masz link do tabeli
    http://www.cirris.com/testing/resistance/wire.html
    Co prawda oferuje ona informacjami wymiarów srednic przewodów w standardzie AWG, z którego z łatwością można wyznaczyć średnicę przewodu w mm.
    (1 mil = ~1/40 mm)
    Patrz także na górze tabeli link "Also see the Advanced Calculator".

    Przy poprawnie dobranych parametrach przewodów dla twojego przykładu (AWG #22 albo 20)- co najmniej 0.63mm; rezystancja przewodów na dystansie 40m (loop) wynosiłaby ok 4 ohmów. Oporność cewki 12 voltowych przekaźników waha sie w granicach 250 do 500 ohmów. Przyjmując szacunkową wartość 400 ohmów, dojdziesz do prostej konkluzji: ze rezystancja przewodów stanowi 1% do 1.5% rezystancji cewki. Uzupełniając to o spadek napięcia na na złączu PN tranzystora BJT (0,7V) całkowita wartość strat napięcia nie przekroczy 2V. Z inej strony (datasheet przekaźników) wiemy że, praca przekaźnika jest gwarantowana przy zasilaniu co najmniej 75% napięcia nominalnego; czyli ok 9V.
    Jeżeli zastosujesz MOSFET zamiast BJT, bilans napiecia poprawisz o co najwyżej 0.5V; spadek napięcia na tranzystorze zamiast 0.7V (dla BJT), w najlepszym przypadku (w stanie pełnego nasycenia) możesz zejść do 0.2V. Reszta pozostanie ta sama. Nie znaczy to że to nie jest dobra podmiana.
    Zakładając statyczny charakter pracy układu (4 do 6 załączeń/min), impedancję przewodów możemy spokojnie pominąć.
    Dla marginesowej informacji: Przewody typu Cat-5/5e (typowe dla instalacji LAN) są wykonane o grubośc drutu AWG #24 (0.51mm), zatem w tej instalacji byłyby nieco za małe).

    e marcus

    0
  • #26 22 Kwi 2014 07:02
    94075
    Użytkownik usunął konto  
  • #27 22 Kwi 2014 19:18
    gryzlly
    Poziom 10  

    Do TESTOWEGO połączenia użyłem przewodu wielożyłowego (nie grubszy niż 0,3mm) - stąd wniosek aby użyć 2 tranzystorów do sterowania - koszt zwiększył się o dokładnie 26gr - dla porównania koszt 1m 2 żył (z wielożyłowego) wychodzi około 5gr, a 1m zwykłej elektrycznej linki 2 żyłowej 0,5mm 80gr, skrętka to około 1zł za 8 przewodów 0,5mm (2 przewody - 25gr) - wniosek oczywisty co jest bardziej opłacalne. Przy 1 przekaźniku nie robi to różnicy, ale przy 16szt jest o co walczyć.

    emarcus napisał:

    Jeżeli zastosujesz MOSFET zamiast BJT, bilans napiecia poprawisz o co najwyżej 0.5V; spadek napięcia na tranzystorze zamiast 0.7V (dla BJT), w najlepszym przypadku (w stanie pełnego nasycenia) możesz zejść do 0.2V.


    Tu sie zgodzę - znalazłem irl2203 - po wpięciu go w ten sam obwód nie zauważyłem różnicy - napięcie jest większe o około 0.35V.

    Zmieniłem przewody na drut miedziany 1,5mm - taki miałem pod reką - na przekaźniku 11,6V - a więc dla mnie wszystko jasne. 2 tranzystory i problem mam z głowy.

    0
  • #28 22 Kwi 2014 20:20
    emarcus
    Poziom 34  

    gryzlly napisał:

    .......... a więc dla mnie wszystko jasne. 2 tranzystory i problem mam z głowy.

    Nie bardzo wiadomo po co ci potrzeba 2 tranzystory? Jeden mosfet, ten który testowałeś (IRL2203) z powodzeniem wystarczy.
    Jest on typu LL, z bardzo małym RDS(on) = 7.0mΩ; zatem sterując jego bramką bezpośrednio z portu processora wysterujesz poprawnie obwód przekaźnika (12V).
    Nie zapomnij o diodzie (równolegle do przekaźnika - rev. pol.), a także rezystor pomiędzy Bramką i Source (GND) - rzędu kilkaset kΩ. Możesz też dodać mały rezystor (kilkadziesiąt ohmów) w obwód bramki.

    e marcus

    0
  • #29 22 Kwi 2014 20:28
    gryzlly
    Poziom 10  

    Post wyżej wyjaśniłem dlaczego 1 tranzystor nie daje rady - ledwo 8V na przekaźniku - to jest za mało żeby go skutecznie przełączyć, a nie będę dawał około 200m przewodu 0,5mm żeby wysterować przekaźniki, bo mi sie to po prostu nie kalkuluje (cenowo).
    Z doświadczenia (eksperymentu) - nie teoretycznych wyliczeń - wyszło że w tym konkretnym przypadku muszą być 2 tranzystory na taką odległość - na jednym zbyt duży spadek napięcia (wykonany pomiar - a nie suche obliczenia i tabelka), ze względu na mały przekrój przewodu.

    0