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Contrôler électroaimant (piston) 12 V par Arduino

    3 mars 2015 à 17:24:07

    Bonjour,

    Je voudrais contrôler un électroaimant en 12 V avec mon arduino uno, pour décider de le sortir ou de le rentrer.

    Le problème, c'est que je ne sais pas exactement de quel matériel j'ai besoin pour passer du 5 V de sortie arduino à du 12 V. Je suppose qu'il faudra une alimentation extérieure mais comment la gérer et ne pas risquer de griller quelque chose ?

    Pouvez vous m'expliquer ? car je ne trouve pas de tutoriel sur internet compréhensible (je débute en électronique)

    Pour l'instant j'ai :

    - Carte arduino Uno

    - Électroaimant de ce type : (Alimenté en 12 V continu)

    Pourriez-vous également me faire un exemple de programme qui permettrait de le contrôler avec un schéma du montage à réaliser svp 

    Merci beaucoup

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      3 mars 2015 à 17:30:27

      Il faut déjà dire quelle est la consommation de ton électroaimant.

      Concernant l'alimentation, la sortie de ton arduino doit faire conduite un transistor NPN, émetteur à la masse, base (avec résistance) vers arduino, collecteur vers l'électroaimant et l'autre coté de l'aimant vers le 12V.

      Ne pas oublier la diode de roue libre.

      Question : est ce que l'électroaimant doit être piloté pour les 2 sens ou y a-t-il un ressort de rappel ?

      Si piloté dans les 2 sens, ma 1re proposition n'est pas bonne.

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      Le 25 juillet 2016, j'ai essayé une Ford Mustang.
        3 mars 2015 à 18:39:39

        Il faut que je revois pour l'électroaimant

        Pour la première proposition, est-ce quelque chose comme ca ? Ou placer la diode de roue libre ? La masse doit être reliée à quel endroit ?

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          3 mars 2015 à 20:14:01

          Vu la consommation importante qu'il peut y avoir sur les Electro-Aimant, je te déconseille fortement d'utiliser un transistor NPN (trop peu d'amplification).

          Je te conseillerais plutôt d'utiliser un transistor MOS, canal N.

          Le principe reste exactement le même : un transistor, une diode de roue libre et éventuellement une résistance pour protéger un peu la grille du MOS.

          Je dis "éventuellement" car contrairement aux NPN, mettre une résistance sur un MOS n'est pas obligatoire.

          Cela nous donne donc le montage suivant :

          Note: oui, le GND de l'arduino est relié avec le - de l'alim, ce n'est pas une erreur ;)

          -
          Edité par lorrio 3 mars 2015 à 20:15:13

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            3 mars 2015 à 23:14:19

            On n'en sait rien de la consommation, donc pas possible de préconiser un transistor.

            Pour un NMOS, il est recommandé de mettre une résistance pour limiter le courant de charge de la capacité parasite. De même une résistance de forte valeur (100k entre G et masse) pour la décharge de la capacité.

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            Le 25 juillet 2016, j'ai essayé une Ford Mustang.
              19 mars 2015 à 11:48:38

              Bonjour et merci pour les information déjà présentes sur le sujet.

              Je cherche également à faire fonctionner un électro aimant à l'aide d'une arduino.

              C'est un aimant de maintien de ce type :

              Voila ses caracteristiques :

              - tension  : 24vdc

              - puissance 3.6 W

              - force de maintient : 207N

              Deux question :

              Pouvez vous préconiser quel transistor utiliser?

              Y a t-il une limite de durée pendant laquelle l'aimant peut être magnétisé ? (risque de surchauffe etc...)

              Merci de vos réponses

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                19 mars 2015 à 12:29:14

                Tension = 24V & Puissance = 3.6W donne Courant = 3.6/24 = 0.15A

                N'importe quel transistor NPN capable de supporter 24V et 0.15A conviendra parfaitement.

                Avec sa tension maxi de 60V et son courant maxi de 1.5A, le très classique BD135 conviendra parfaitement.

                Son hFE minimum est de 40 donc l'arduino doit injecter au moins 0.15/40 = 3.75mA dans sa base.

                Histoire de prendre un peu de sécurité, on va injecter le double (8mA), ce qui reste tolérable pour arduino.

                Du coup, la résistance à utiliser est : R = U / I = ( 5 - 0.6 ) / 8mA = 550 ohm que l'on arrondie à 560 car les résistances de 550 ohm n'existent pas

                BILAN :

                - un transistor NPN BD135

                - une résistance de 560 ohm

                - une diode de roue libre 1N400x (avec x=1, 4 ou 7)


                Quand à la duré maxi de fonctionnement, on ne peut pas la deviner avec une photo...

                Celle-ci doit être écrite dans la doc de ton électro-aimant.

                Et si rien n'est écrit, tu peux faire le test toi même en branchant celui-ci et en laissant ta main dessus.

                -
                Edité par lorrio 19 mars 2015 à 12:30:55

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                  19 mars 2015 à 13:50:35

                  ok merci pour cette réponse rapide et précise

                  Rien n'est précisé quand au durées de fonctionnement, je ferais le test comme tu le dit,

                  mais n'y a t-il pas un risque de cramer quelquechose?

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                    19 mars 2015 à 14:35:38

                    On utilise ce genre d'électro-aimant pour maintenir les portes coupe feux ouverte 24h/24.

                    Donc ce serait vraiment un comble qu'ils crament et mette le feux à quelque chose si il sont allumé trop longtemps ><

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                      19 mars 2015 à 22:20:36

                      Tu peux aussi faire un essai avec un courant réduit une fois que l'électro-aimant est excité.
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                      Le 25 juillet 2016, j'ai essayé une Ford Mustang.
                        26 mars 2015 à 15:22:35

                        @lorrio Nickel ça marche super bien avec les composants indiqués! Et à priori ça chauffe pas...

                        Une petite question en plus, je veux actionner 4 electroaimants en meme temps, chacun et monté sur une diode roue libre 1n4007.

                        Mais est ce que je dois utiliser un transistor pour chaque aimant ou bien un seul transistor suffit pour les 4 aimants? (ce qui permettrait d'utiliser une seule sortie arduino).

                        Après réflexion je me dis qu'un seul transistor suffit puisque chaque aimant demande 0.15A de courant

                        et que le transistor BD135 supporte jusqu'à 1.5A. Mais y a t-il d'autres paramètres qui rentrent en compte?

                        -
                        Edité par bizkird 26 mars 2015 à 15:23:20

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                          26 mars 2015 à 16:02:24

                          Oui, il y a d'autres paramètres à prendre en compte :

                          lorrio a écrit:

                          Son hFE minimum est de 40 donc l'arduino doit injecter au moins 0.15/40 = 3.75mA dans sa base.

                          Histoire de prendre un peu de sécurité, on va injecter le double (8mA), ce qui reste tolérable pour arduino.

                          Du coup, la résistance à utiliser est : R = U / I = ( 5 - 0.6 ) / 8mA = 550 ohm que l'on arrondie à 560 car les résistances de 550 ohm n'existent pas

                          Si tu mets 4 électroaimant sur le même transistor, l'arduino ne devrait pas injecter 3.75mA mais 4 fois plus, soit 15mA.

                          En prenant le même coefficient de sécurité, ce n'est plus 8mA mais 4 fois plus soit 24mA.

                          Or, le grand maximum que peut fournir une sortie de l'arduino, c'est 20mA (mais je te conseil de ne pas dépasser 10/15mA pour éviter les ennuis).

                          Bref, le BD135 supportera sans problème mais ce n'est pas le cas de l'arduino.

                          Si tu veux tout mettre sur le même BD135, il te faudrait un autre transistor pour amplifier le courant avant d'envoyer le tout au BD135.

                          Ou alors, utiliser autre chose qu'un BD135 : un transistor MOSFET canal N qui n'a pas besoin de beaucoup de courant pour activer de grosses charges ;)

                          -
                          Edité par lorrio 26 mars 2015 à 16:04:59

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                            26 mars 2015 à 17:56:29

                            Donc pour reprendre tes calcul si je prend un transistor darlington TIP102 (parce que j'en ai un sous la main et pas de mosfet),

                            le hfe min est de 1000 donc on doit lui injecter 0.15/ 1000= 0.15mA donc si on prend le double 0.3mA donc pour 4 aimant 4 x 0.3 = 1.2 mA.

                            Ca passe pour la arduino. Et en résistance : (5-0.6)/0.0012= 3670ohm .

                            Ca marche?

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                              26 mars 2015 à 18:35:49

                              Presque ;)

                              L'arduino devant injecter 1.2mA, je suis d'accord.

                              Par contre, le Vbe d'un Darlington ne vaut pas 0.6V comme un transistor classique donc il faut légèrement adapter.

                              D'après la doc : Vbe(on) = 2.8V donc R = ( 5 - 2.8 ) / 0.0012 = 1833k

                              Donc tu peux prendre une résistance de 1.8k

                              Tu peux aussi prendre une résistance de 1k (très classique), ce qui fera un courant I = ( 5 - 2.8 ) / 1k = 2.2mA (largement supportable par arduino et encore plus de sécurité sur le coefficient).

                              Par contre, le Vce(sat) d'un Darlington est plus important que celui d'un NPN standard donc il est possible que ton aimant colle moins bien (tu t'en rendras vite compte).


                              -
                              Edité par lorrio 26 mars 2015 à 18:35:59

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                                26 mars 2015 à 20:36:28

                                Ca marche impecc!...Et ma foi j'arrive toujours pas à les décoller à la main donc je vois pas de différence!

                                Merci pour ces réponses complètes qui aident à comprendre (bien que les datasheet continuent de me faire flipper!) ^^

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                                  27 mars 2015 à 17:33:02

                                  Je dirais que Vbe d'un darlington est de 1,2V.
                                  • Partager sur Facebook
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                                  Le 25 juillet 2016, j'ai essayé une Ford Mustang.
                                    27 mars 2015 à 19:27:05

                                    Gérard68 a écrit:

                                    Je dirais que Vbe d'un darlington est de 1,2V.

                                    En théorie oui.

                                    Mais dans la doc du TIP102, il est écrit 2.8V.

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                                      28 mars 2015 à 19:08:23

                                      C'est ce qui est écrit ici https://www.fairchildsemi.com/datasheets/TI/TIP102.pdf avec Ic = 8A , qui est le courant max.

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                                      Le 25 juillet 2016, j'ai essayé une Ford Mustang.
                                        22 juin 2017 à 21:45:04

                                        Bonjour, je me permets de rebondir sur ce sujet car je suis à la recherche du même type d'information.

                                        Si l'électroaimant tourne en 12V, n'est-il pas juste possible de l'alimenter via le Vin de l'arduino s'il tourne avec un adaptateur secteur 220V -> 12V ?

                                        Merci d'avance !!!

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                                          22 juin 2017 à 22:50:36

                                          Si tu as un adaptateur 12V, à quoi cela sert-il de passer par l'arduino.

                                          Autant connecter directement ton électroaimant sur la sortie 12V de ton adaptateur, ça évitera de faire passer un courant non négligeable par les petites pistes électrique de l'arduino qui ne sont pas prévues pour ça.

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                                            23 juin 2017 à 12:28:09

                                            Merci Lorrio,

                                            je souhaite contrôler cet électroaimant avec plusieurs boutons. Dans certains cas, 2 boutons qui doivent être push en même temps, parfois 3, 4 ,5 ou 6 ! Il me faut donc du code et de l'arduino non ?

                                            Ou tu parles peut-être d'un relay ?

                                            Si c'est le cas, car je dois minimiser les coûts, j'ai lu un peu partout que 12V ça ne craignait pas, la limite haute étant de 20V, donc pas de soucis non ?

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                                              25 juin 2017 à 21:33:24

                                              bonjour,

                                              je me permets de up car je n'ai pas trop envie de griller mes arduinos =p

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                                                26 juin 2017 à 8:20:49

                                                Le Vin de l'arduino n'est pas pilotable donc dans tous les cas, il te faudra un élément de contrôle de ton électro-aimant ou activer ou non celui-ci.

                                                Cela peut-être un relais ou un transistor.

                                                Et surtout, n'oublies pas la diode de roue libre car un électroaimant est très inductif !!!

                                                Quand au Vin, je te conseillais d'éviter de l'utiliser car les pistes de l'arduino ne sont pas prévu pour faire passer beaucoup de courant.

                                                Tu peux très bien alimenter ton arduino en 12V par la prise Jack mais évite de récupérer ce 12V par la pin Vin pour alimenter ton électroaimant.

                                                Il vaut mieux que le courant d'alimentation de l’électroaimant ne passe pas par l'arduino.

                                                -
                                                Edité par lorrio 26 juin 2017 à 8:21:02

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                                                  26 juin 2017 à 13:36:17

                                                  Très clair merci !

                                                  La diode est-elle également nécessaire si je passe par un relay et non pas par un transistor ?

                                                  Concernant le Vin et le 12V, comment je peux faire dans ce cas là pour le récupérer sans multiplier mes alims 12 V ?

                                                  J'aurai au total 5 électroaimants =p

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                                                    26 juin 2017 à 13:39:03

                                                    Si tu veux évité de trop faire souffrir ton relais, je te conseille de l'ajouter ;)

                                                    Pour récupérer le 12V, tu n'as qu'à te bricoler un cordon en Y qui se sépare en 2 : un bout vers l'arduino, un bout vers ton système électroaimant.

                                                    • Partager sur Facebook
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                                                      26 juin 2017 à 13:42:04

                                                      Ouf ! J'évite donc 6 adaptateur 12 volts =p

                                                      Merci beaucoup lorrio et à très bientôt surement !!!

                                                      • Partager sur Facebook
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                                                        26 juin 2017 à 14:49:07

                                                        Tu évites 6 adaptateurs mais il te faut un adaptateur capable de délivrer assez de courant pour alimenter tes 6 électro-aimant donc choisi le judicieusement ;)
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                                                          26 juin 2017 à 18:59:52

                                                          Tu parles donc d'ampères ? Désolé je débute =p

                                                          Si c'est bien ça, mon électroaimant nécessite 

                                                          • courant: 380-430mA

                                                          Et les adaptateurs que j'ai actuellement délivre 1000 mA, donc c'est mort si je dois additionner mes 5 x 430 mA =p

                                                          Encore des calcules que je n'avais pas pris en compte =p

                                                          Ça plus l'arduino, les LED COB, le conductivity switch ... va me falloir une alim plus costaud !

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                                                            26 juin 2017 à 19:28:02

                                                            Oui, je parle d'ampère ;)

                                                            Une alim 12V 1000mA, ça ne va clairement pas suffire pour alimenter 5 électro-aimant qui consomment 430mA chacun !

                                                            Il va te falloir une alimentation bien plus puissante.

                                                            J'insiste sur "bien plus" car il est fortement déconseillé d'exploiter une alimentation à 100% de ses capacités.

                                                            Si tu veux que ton alimentation dure dans le temps et qu'elle ne chauffe pas trop, fais en sorte de n'exploiter que 70% maxi de sa puissance.

                                                            Quand au LED COB, je suis curieux de voir comment tu comptes t'y prendre car ces LED ne s'alimentent généralement pas en 12V.

                                                            -
                                                            Edité par lorrio 26 juin 2017 à 19:28:35

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                                                            Contrôler électroaimant (piston) 12 V par Arduino

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