dimensionner des resistances pour un optocoupleur

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Bonjour à tous !

Tout d'abord, c'est mon premier message, et je souhaite en profiter pour remercier Eskimon de m'avoir montré ce forum et de m'avoir donné le plaisir de faire de l’électronique et de la robotique via Arduino.

Je souhaite déterminer la vitesse de rotation d'un servomoteur afin de la corriger si nécessaire. Pour cela, j'ai décidé d'utiliser une fourche optique (un optocoupleur). Le modèle que j'ai acheté est un H21A1. Cependant, je ne sais pas comment dimensionner les résistances qui sont en série avec la LED IR et le photo-transistor. En effet, mon vrai problème est que je ne sais pas comment fonctionne les diodes et les transistors. Enfin je sais m'en servir, mais je ne comprend pas les valeurs données dans la datasheet. J'ai fait des recherches sur internet, j'ai trouvé des résistances avec lesquelles il ne devrait pas y avoir de soucis mais je ne comprend pas trop comment est-ce qu'on les détermine. J'aimerais bien découvrir enfin le dimensionnement des résistances pour les diodes et les transistors. Ce serait super sympa si quelqu'un veut bien m'aider !

Merci d'avance :)

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Plusieurs points qui me dérangent

  • Un servomoteur, de base, tu lui envoie une consigne en PWM et il va se caler à une position précise. Donc bon, essayer d'asservir en vitesse, je vois pas bien où ca peut mener. En position éventuellement. Mais pour ca, vaut voir le biais, l'erreur statique de la réponse et si ton servo ne donne pas un retour numérique sur la position .

  • Pourquoi utiliser un optocoupleur ?? Ca sert à séparer les circuits des uns des autres, je vois pas le lien avec le schmilblick.

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Je vais supposer qu’il y a eu une confusion de vocabulaire et qu’il s’agit simplement d’un moteur à courant continu dont tu fais varier la vitesse avec un pont en H (d’où le PWM).

Le dimensionnement des résistances est simplement l’application de la loi des mailles et de la loi des nœuds. Commençons par la LED, le schéma est le suivant.

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2
3
4
5
6
                R             D
     |        +-------+        |\ |          |/
 Vcc |--->----|       |--------| >|----------|/
     |   I    +-------+        |/ |          |/
             <-------       <-------
                Ur             Ud

La datasheet ne donne pas le courant nominal de la diode mais seulement la valeur maximal (50mA), cela dit c’est une diode tout ce qu’il y a de plus classique donc on va prendre les valeurs classique d’un courant de 20mA et une chute de tension de 0.6V. On a alors :

$$ V_{CC} = U_R + U_D \\ V_{CC} = I*R + U_D \\ R = \frac{V_{CC} - U_D}{I} $$

Avec une alimentation de 5V par exemple, on a $R = \frac{5-0.6}{20·10^{-3}} = 220\Omega$.

Pour le phototransistor c’est encore plus simple car la resistance de pull-up doit simplement limiter le courant collecteur-emetteur lorsque le transitor est passant. En pratique il est courant de voir des valeurs de l’ordre du kilo-ohm, montrons que ce choix n’est pas bête. La tension entre l’emetteur et le collecteur en mode passant le $V_{CE(SAT)}$, la datasheet donne 4mA. Le courant traversant la resistance est donc $I= \frac{V_{CC} - V_{CE(SAT)}}{R}$, ce qui pour une alimentation 5V et une resistance de 1kΩ donne 4.6mA. La datasheet donne une valeur max du courant collecteur 20mA donc on est dans les clous.

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Merci beaucoup pour les explications ! Davidbrcz : c'est un servo à rotation continue. Avec la PWM, tu détermines la vitesse de rotation dans ce cas. Cependant la tolérance sur la vitesse en fonction du signal envoyé par la PWM est trop importante. Par exemple, si pour des impulsions de 1000ms le servo tourne dans un sens à 53rpm, il tourne pour une impulsion de 2000ms à 51rpm dans l'autre sens, alors que, d'après la datasheet, c'est censé être symétrique autour de 1500ms. Quant au composant H21A1, c'est un optocoupleur que je peux utiliser comme une fourche optique, c'est-à-dire que le photo-transistor est passant si il n'y a rien qui le sépare de la LED IR. Ça me permet donc de déterminer précisément la vitesse de rotation de mon servo à l'aide d'une roue où j'ai placé des trous. En gros, j'ai essayé de créer une roue codeuse. Je ne cherche donc pas à séparer les deux circuits. :)

simbilou : encore merci pour cette réponse ! Il n'y a pas de confusion de vocabulaire (enfin j'espère), c'est bien un servo, par contre à rotation continue, il n'y a pas de pont en H ! :) Peux-tu me dire où est-ce que je peux trouver les valeurs classiques de courant/tension pour les composants habituels ?

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Davidbrcz : c'est un servo à rotation continue. […]
simbilou : encore merci pour cette réponse ! Il n'y a pas de confusion de vocabulaire (enfin j'espère), c'est bien un servo, par contre à rotation continue, il n'y a pas de pont en H !

En fait un servo c’est un moteur avec un petit circuit de décodage et un pont en H, j’ignorai qu’il y en avait à rotation continue mais effectivement ça existe.

pour des LED, la chute n'est-elle pas de l'ordre de 1,5V ? Et le V_F donné dans la datasheet ne correspond pas justement à cette chute ?

ardayigit4

Hum oui, la valeur que j’avais en tête est pour les diodes de signal, pour des LED c’est plus comme tu dis. Pour le $V_F$ de la datasheet, la mesure à été faite avec un de courant de 60mA ce qui augmente la valeur par rapport à ta situation. Dans tout les cas, ça te fait une résistance autour de 200Ω tu pourras toujours ajuster au besoin.

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