sommaire

RELAIS REED (1)

Interface à  relais REED

Cette interface à relais Reed peut être utilisée dans beaucoup d'applications, ce qui nous intéresse c'est aussi la conception et la réalisation de cette carte, la démarche depuis l'idée jusqu'à la mise en service.

L'information de départ, c'est la fermeture ou l'ouverture d'un contact ou d'un capteur, qui est dirigé vers une carte à relais Reed. L'information de sortie, c'est la fermeture ou l'ouverture d'un contact d'un relais Reed.

A première vue, la sortie est égale à l'entrée, si on regarde la table de vérité ci-dessus, on peut parler d'une fonction OUI en logique. L'intérêt de ce genre d'interface est d'abord d'isoler efficacement l'entrée de la sortie. L'isolement est apporté par un circuit ampli opérationnel ( ampli op) à grande impédance d'entrée sur la broche 2 et par le relais Reed, car son contact est isolé

( voir doc du relais ). 

On a ensuite un certain "pouvoir de coupure" du contact du relais Reed, certains modèles peuvent même commander des circuits en 230 V. Dans ce cas, il faut être très prudent vis à vis de la sécurité et isoler la carte au cours des manipulations. Autre avantage apporté par cette carte, la possibilité de placer un capteur à l'entrée au lieu d'un simple contact à fermeture. Par exemple un capteur de température qui se comporterait comme une résistance variable. Nous pouvons placer un transistor en entrée ( T ) comme sur la figure. 

Supposons que T est un capteur de température, il peut déclencher une alarme ou une ventilation, c'est une application possible. Encore un avantage, il y a un seuil de basculement qui va dépendre des valeurs des résistances R2 et  R3, pour obtenir un réglage on pourrait remplacer ces résistances par un potentiomètre de 22 kohms avec son curseur à la broche 3 du LM324. La carte pourrait devenir une application "thermostat" en graduant le potentiomètre en degrés. 

Comment fonctionne le montage ci-dessus ? 

Le transistor T est l'élément de sortie d'une barrière infrarouge dans une autre application. Ce transistor est soit "passant" ou "bloqué". Il faut considérer que ce transistor est l'équivalent d'un contact ouvert ou fermé ! 

Mais suivant la saturation ( fonction de la base b ), le transistor présentera une certaine "résistance" entre le point c et le point e sur la figure (  on dit  :  c = collecteur et e = émetteur ). 

Dans l'état "passant"  ( contact fermé ) au lieu d'avoir une tension nulle entre c et e,  (   Vce  )  on a une certaine tension  Vce qui dépend de l'état de saturation du transistor. Au plus la saturation sera forte, au plus la tension sera faible. Dans l'application nous avons mesuré une tension Vce de 0,144 volt.

Si le transistor est dans l'état "bloqué", il est l'équivalent d'un contact ouvert et la tension Vce sera de 12 volts.

Dans un montage en commutation, la tension de la source d'alimentation se retrouve toujours aux bornes des interrupteurs ouverts. 

Le circuit intégré LM324 ( mono tension ) va servir à comparer la tension Vce à celle d'un "pont diviseur" constitué par les résistances R2 et R3. Le montage est appelé "comparateur de tension". 

Donc, il y a deux tensions à comparer ( broches 2 et 3 ) et une sortie ( broche 1 ) pour donner le résultat de la comparaison.

Un moyen pour comprendre le fonctionnement du comparateur, il faut remarquer les signes - et + sur les broches 2 et 3  :  

 2 -   et   3+.             ATTENTION, il ne s'agit pas de polarités !!!  

Si la tension sur la broche 2 est plus élevée que celle sur la broche 3, alors la sortie est du signe -

Si la tension sur la broche 3 est plus élevée que celle sur la broche 2, alors la sortie est du signe +

Convention à appliquer pour la sortie broche 1 :   

Remarque importante : comme le LM324 est branché en mono tension, broche 7 à la masse et non au - 12 volts alors il faudra lire dans le tableau :  signe -  --->  sortie à la masse 0 volt.  

Pour information, je donne ci-dessus tous les éléments schéma, équation et table de vérité pour un ampli op CA3140 bi tension alimenté en +10 volts et -10 volts. L'équation est E = H - Hc  

ou encore  E =  Ve⁺   -   Ve^-   en donnant des valeurs numériques  aux deux entrées, on peut calculer E ( dire Epsilon en grec ) et savoir si la tension de sortie Vs sera positive  ( + alim ) ou négative ( - alim ). Voir le graphique en rouge, qui est la caractéristique d'un comparateur de tension. 

Exemple :   avec les valeurs de l'application

R2 =  4 700 ohms  et  R3 =  10 000 ohms  ------>   (V3+)  =  ? 

12 /  ( 4 700 + 10 000 )  =   (V3+)  /  10 000    ----->     (V3+) =  ( 12  x  ( 10 000 ) ) / ( 4 700 + 10 000 )   

( V3+) =  12  x  0,68   =   8, 16  volts

pour   (V2-) =  0,144 volt   (T  passant)

E =    (V3+)   -    (V2-)    =    8,16   -   0,144   #   8   volts    voir courbe rouge

d'où    Vs =  +  12 volts

autre position :  

pour   (V2-) = 12 volts    (T bloqué)

E =  ( V3+)   -    (V2-)  =  8,16  -  12  =   - 3,84 volts  

d'où     Vs =  0 v 

La base du transistor Tr est commandée par une tension de 0 volt  pour  T  bloqué ou  (V2-) >  8,16 volts

La base du transistor Tr est commandée par une tension de 12 volts pour T passant ou  (V2-) < 8,16 volts

Le trajet du courant de base est :  

+12  ---> broche 4  ---> broche 1 --->  résistance de base 10 000 ohms --->  b  de Tr --->  e de Tr  --->  0

On peut évaluer ce courant de base :    Ib  =   12 -  0,7  /  10 000  =   0,00113  A  ou   1,13  mA

En réalité il y aura moins de tension en sortie broche 1, le courant sera plus faible vers 1 mA. 

Le relais a une bobine de résistance 1 000 ohms ( entre 2 et 6 ), ATTENTION pour la référence de relais

DIP12-1A72-12D, il y a une diode INTERNE entre les broches 2 et 6 !!!  

(  voir doc relais en PDF ).

 Il faut respecter le sens sur le support de relais, sinon on risque de claquer le transistor !!! 

Le courant au collecteur de Tr est  :    Ic  =   12 /  1000  =   0,012  A   ou   12  mA

En réalité il faut considérer une tension faible entre c et e  (  Vce = 0,3 v ) mais on peut la négliger. 

Le gain de ce transistor est voisin de 100  :   gain =   Ic / Ib  =  100    

Le courant de base théorique serait  :   Ib =  Ic / 100  =   12 / 100  =  0, 12  mA

On applique comme règle  :   Ib réel =  10 x  Ib th  =   10  x  0,12  =  1,2  mA

Or  nous avons choisi  une résistance de base de 10 000 ohms, le courant est correct. sinon il faut faire

Rb  =  ( 12  -   1 ) /  Ib réel  =   11  /   0,0012  =   9 200 ohms  #  10 000 ohms 

C'est terminé, juste un petit mot sur le rôle de la diode 1N4148 :  

à suivre page suivante --->    ( photos et typon ).

©2002 concept par SIECLE21 (F6AGV) toute reproduction autorisée si mention du site. Mise à jour le : 04/08/2009