Elevare Da 3.3v A 5-6v

[frank10]

Ho un PIR che mi dà un'uscita di 3.3V per due secondi ad ogni passaggio di persone.

E' troppo bassa per essere vista da una scheda per PC SX16B con ingressi optoisolati.

Volevo portarla almeno a 5-6V. Non serve corrente, basta solo che veda un voltaggio più alto dello 0.

Qual è il circuito più semplice per fare questo?

[Livio Orsini]

Usa un transistor come amplificatore di tensione.

[Mirko Ceronti]

http://www.plcforum.it/forums2/index.php?s...=0entry328844

Saluti

Mirko

[AndreA.]

...oppure potresti utilizzare un fotoaccoppiatore N sull'uscita 3,3Vcc, emettitore del foto a massa e collettore sulla base di un PNP tramite un resistore da 4,7K e tra base ed emettitore sempre del PNP un resistore da 2,2K.

Inserisci in emettitore la tensione di 6Vcc e potrai prelevare sul collettore la tensione di 5,3/5,4Vcc.

Tra collettore e massa va collegato un condensatore da 22Mf 16Vcc.

[frank10]

Grazie.

In casa ho un BC546. Può andare bene lo stesso invece del Darlington BC517 dello schema postato da Mirko?

Siccome sono parecchio alle prime armi, dovrei collegare l'emettitore del transistor all'input della scheda PC ? (al posto del GND lo collego alla scheda PC?)

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Al posto dei +5V, eventualmente posso mettere +12V (uso un ali AT con i 5V e 12V), però non devo superare i 7,5V sull'ingresso della scheda PC.

Quindi riassumendo, devo avere un range di 5-7,5V partendo da un output a 3,3V, usando un alimentatore aggiuntivo da +5V o +12V.

Forse i +5V sono un po' pochi, perché dovrebbero diventare 4,3V (però sempre meglio dei 3,3, è da provare se va)

Come resistenza va bene 10k? Devo metterne una anche dopo l'emettitore?

Che regole devo usare per dimensionarle?

[at]AndreA: il tuo approccio mi pare un po' più complicato. Prima vediamo se funziona quello di Livio-Mirko, poi magari...

Modificato: 3 ottobre 2011 da frank10

[al8503]

...ci metterei una resistenza tra + 5V e collettore,

tanto per evitare un cortocircuito qundo il transistor va in conduzione.

1K o anche 2K2, dato che dici che non hai bisogno di corrente, ma non ho capito cosa ti occorre, dici : Non serve corrente, basta solo che veda un voltaggio più alto dello 0.

e prima, dici : Ho un PIR che mi dà un'uscita di 3.3V per due secondi ad ogni passaggio di persone

quindi ti dà già una tensione superiore allo zero !!!!!

Modificato: 3 ottobre 2011 da al8503

[frank10]

Praticamente il PIR, se non passa nessuno ha un output di 0V, se passa qualcuno, dà 3,3V per due secondi.

Ma 3,3V sembrano troppo pochi per la scheda PC che mi deve rilevare quando il PIR si attiva. Invece rileva un cambiamento se gli collego +5V all'input da un ali.

Quindi volevo elevare quei 3,3V del passaggio a 5V.

Fino a un limite superiore di 7,5V, perché altrimenti la scheda non mi rileva correttamente il cambio di stato dell'input.

[frank10]

Allora, ho provato e non funziona bene:

Ho usato un BC546

Ho messo 3 resistenze da 2,7k tra i 3,3V e la base (non avevo una da 10k)

Ho messo una resistenza da 1,5k tra i +12V (ho provato anche con +5V e +8V) e il collettore.

Sull'emettitore mi arrivano 2,9V quando ci sono i 3,3V sulla base.

Il PIR è alimentato a +5V dallo stesso alimentatore, quindi stesso GND.

Provato il circuito senza il PIR, dandogli tensione sulla base direttamente dall'ali e collegando gli stessi 12V al collettore: funziona correttamente dandomi i 12V sull'emettitore.

Quindi il circuitino funziona, ma col PIR no!!

Cosa c'è di sbagliato?

Questo è il datasheet del PIR:

http://www.megaupload.com/?d=7QWBZMC0

[Livio Orsini]

l'amplificatore!

Hai fatto un amplificatore di corrente (emitter follower) invece che di tensione.

I circuiti, anche quelli semplicissimi come questo, hanno bisogno di un minimo di progettazione per funzionare.

Allora prova a realizzare un circuito come quello disegnato, con la variante di un resitore da1500 ohm collegato tra collettore e +12v.

Quando dal PIR ti escono i circa 3 V, sul collettore avrai circa 0.5 V, quando dal PIR escono circa 0 V sul collettore avrai +12 V.

Se vuoi migliorare la sicurezza di funzionamento metti un resitore da 6800 ohm tra base e 0 V e lascia un resistore da 2700 ohm in serie alla base.

Noterai che il segnale sul collettore è inverso rispetto al PIR. Se vuoi avere un segnale con il medeismo senso, ma amplificato devi fare 2 stadi in cascata.

Oppure, come a già suggerito qualcuno, usa un foto accoppiatore. Con il PIR alimenti il diodo d'ingresso, colleghi il collettore al + 12 V e, tramite un resitore da 1500 ohm, colleghi l'emittere a 0 V. Ai capi del resistore avrai una tensione che varia tra 0 e 12 V seguendo il livello del 3V del PIR.

[frank10]

Grazie Livio.

Misurando sul collettore, invece che sull'emettitore, funziona.

I due stadi in cascata con la tua modifica sulle resistenze, potrebbe essere così?

per prelevare dal collettore del secondo transistor i +12V quando arrivano i +3.3V

Modificato: 4 ottobre 2011 da frank10

[Livio Orsini]

Il secondo stadio dovrebbe essere almeno uguale al primo, seppure con i valori del partitore di base variati.

In serie all 2700 ohm metti uno zener da 5.1 V, poi metti una 6800 ohm tra base e 0V. Vedrai che funziona un poco meglio, anche se è un circuito un poco "zappato" e non progettato.

I due transistor ad emettitore comune in cascata servono solo per riportare in fase il segnale di uscita con quello di comando.

[frank10]

Ok, quindi così:

Ok, quindi penso di aver risolto.

Se qualcuno ha tempo e voglia, mi interesserebbe capire l'utilità delle resistenze da 6,8k tra base e 0V, come dimensionare le resistenze con i transistor e cosa succederebbe se non ci fossero quelle da 6,8 e il diodo zener.

Giusto per capire di più da un progettino semplice come questo.

Grazie a tutti intanto.

[Livio Orsini]

Lo zener lo hai disegnato invertito; così si comporta ne più ne meno come un normale diodo. La funzione dello zener è quella di togliere circa 5.1 V; sino a che la tensione sul collettore di Q1 non supera i 5.1 + 0.7 = 5.8 V non cè circolazione di corrente nella base di Q2. Quindi fa anche una sorta di rudimentale soglia.

Le 2 resistenze da 6k8 tra base e zero volt servono ad ancorare la base a zero, quando la tensione di comando è sotto la soglia di conduzione; aumenta l'immunità ai disturbi.

Ovviamente, come detto prima, il circuito te l'ho zappettato al volo; con un poco più di tempo e voglia si dovrebbe ottimizzare nei valori. Questo potresti farlo tu, tanto per farti un po' di pratica.

[frank10]

Lo farei volentieri se sapessi come

Ho trovato un link in cui si determina la resistenza R3 tra base e GND:

R3 = HFE x R2 /10 = 355 (dal tester) x 1,5k /10 = 53,35k noi abbiamo messo 6,8k mi pare tanta differenza...

Ic in mA = (12V/2) / (1,5 + R su E che non abbiamo messo = 0 (?) ) x 1000 =

(12/2)/1,5 x 1000 = 4000mA 4A non è troppo?

la R1 la calcolerebbero:

(( Vcc x R3 ) : ( Vbe + Volt su R2 )) - R3

(12 x 6,8k ) / (3,3V + non ho la R2 quindi? ) - 6,8 = ...

Insomma poche idee e confuse

Modificato: 6 ottobre 2011 da frank10

[Livio Orsini]

Piccolo microcorso rapido sui fondamenti dei transitor come interruttori.

Il circuito che devi realizzare è un transistor che lavora come interruttore; quando il pir genera un segnale >3 V il trnasistor conduce e si satura, la sua Vce si riduce al minimo possibile: circa 0.3 V. Quando il pir da un segnale <0.5 V il transistor è interdetto, cioè la corrente di collettore è 0, la tensione di colettore raggiunge, in assenza di altra corrente che scorre nella resistenza di colettore, la tensione di batteria.

Vediamo di dimensionare, almeno con valori abbastanza reali, le conponenti resistive.

Partiamo dalla resistenza di collettore. Con quel tipo di transitore un valore di corrente "normale" potrebbe essere 10 mA. Con tensione di batteria di 12 V, la Rc = (Vbat - Vce)/Ic == (12-0.3)/0.01 = 1170 ohm, il valore commerciale più vicino è 1200; tu hai usato 1500 ohm, valore accettabile.

Questo transistor, con quella corrente ha un Hfe >100, da cui si avrà una Ib = Ic/hfe usiamo pure i teorici 10 mA, anche se il valore effettivo è un poco inferiore.

Avremo Ib <= 0.1 mA

Consideriamo la tensione di comando pari a 3 V la corrente minima di base sarà pari a 0.1 mA, la Rb massima sarà (3-0.7)/0.0001 = 23000 ohm; per assicurare una saturazione in ogni condizione usiamo una restitenza pari ad 1/10 del valore massimo ==> 2300, valore commerciale prossimo 2700 ohm.

Per il resistore verso massa si usa una regola pratica Rb*3 < R < = Rb*10, abbiamo usato 6800 ohm valore che può essere accettato.

Riverifica per il secondo interruttore, tenendo conto dello zener e della tensione di comando che è ?

[frank10]

Grazie mille Livio !!

Allora, proviamo un po' per il secondo transistor:

La tensione sul C è uguale, quindi va bene sempre quella da 1,5k o meglio da 1,2k

La tensione di comando del secondo transistor, dovrebbe essere, passando dallo zener 12-5,1 = 6,9V

la Rb massima (6,9-0,7)/0.0001 = 62000 ohm / 10 = 6,2k

quindi una da 6,8k al posto della 2,7k

Resistore verso massa:

18,6 < R < 62k quindi andrebbe messa una 22k al posto di quella da 6,8k

Spero di aver fatto giusto. Mi ci voleva proprio l'input di Livio!

Modificato: 6 ottobre 2011 da frank10

[frank10]

Forse ho sbagliato con il zener:

dovrebbe lasciare una tensione totale di 5,1+0,7 = 5,8V e quindi quella sarebbe la tensione della base del secondo transistor.

Se è così, basta rifare i calcoli con 5,8 al posto di 6,9 e viene

R=(Vcc - Vz) / (Ic + Iz) con Iz = 0,005 di passaggio corrente dello zener

Rb = (12 - 5,8 )/ 0,0001 + 0,005 = 1216ohm -> 1,2k o 1,5k al posto della 2,7k

e quella a gnd

3,6 < R < 12k quindi andrebbe bene anche 6,8k

Modificato: 6 ottobre 2011 da frank10

[Livio Orsini]

Si, ci siamo abbastanza. Puoi anche lasciare la la 2700, dimezzi all'incirca la corrente nell zener ma va bene lo stesso.

Attenzione non devi sommare la corrente di base a quella di zener, perchè sono in serie. E' sufficiente che la corrente di zener sia >> maggiore di quella minima di base per avere la sicurezza di saturare il transistor.

[frank10]

Ok.

Un'ultima cosa:

ho provato a simulare il circuito con Circuit Maker e mi dice che la tensione sul collettore del primo transistor vale 9,81 dopo la resistenza da 1,5k.

Come mai non è 12V?

Confermata quella sul diodo zener di 5,81V e il funzionamento globale del circuito.

[AndreA.]

Penso che le soluzioni più semplici siano anche le più valide.

Puoi utilizzare un comparatore di tensione,

Puoi utilizzare un npn a emettitore comune come drive e come finale un pnp sempre a emettitore comune.

Puoi utilizzare un fotoaccoppiatore... questo l'ho scritto qualche post fà.

Puoi tanto, hai tensione e corrente a sufficienza per spostare il mondo, ti basta solo la leva (leva= un semplice banale circuito. )

[Livio Orsini]

La legge di ohm è sempre valida.

Fatti un po' di conti da collaboratrice domestica e vedrai che è così che deve essere.

[frank10]

Abbiate pazienza... è il mio primo circuito "progettato". L'unico altro che ho realizzato è stato copiando uno schema.

Quindi ne approfitto di ogni circuito per capirne un po' di più. Un po' alla volta, chissà...

Anche perché il tempo è quello che è in questo momento... troppo poco.

Allora, dovrebbe essere così:

la corrente del circuito nella parte R2->R4-> zener dovrebbe dipendere dallo zener che ha un assorbimento maggiore essendo sui 0,005A.

Però, siccome abbiamo messo una R da 1500 + una da 2700 = 4200, abbiamo una corrente di

(12-5,8 )/ 4200 = 0.0015 A

Per cui dopo la R2 avremo

1500 x 0,0015 = 2,25V di caduta, quindi 12-2,25 = 9,75V

E' giusto il procedimento?

Inoltre volevo attivare un relè da 12V quando ho i 3,3V del PIR, dovrebbe andare bene il primo schema

Mi sono collegato prima del collettore:

Ho tolto la R da 1,5k. Serve un'altra resistenza prima del collettore?

[Livio Orsini]

Nel tuo procedimento hai dimenticato la Vbe,che va sommata alla tensione di zener. Comunque il procedimento è corretto.

Anche il circuito per comando relè è corretto. Verifica solo che la corrente necessaria ad eccitare il relè non ecceda la Ic del transistors.

[frank10]

Ho visto nel datasheet del relè che ha una resistenza della bobina a 12V di 360ohm, con una corrente quindi di 0,033A

Il transistor dovrebbe sopportare una Ic max di 100mA per cui ci siamo.

Al massimo, per sicurezza, se non conoscessi i valori esatti del relè potrei aggiungere una R di 330ohm?

In un altro circuito, se avessi 12V anche sulla base, avendo 0,0033A sul collettore col relè, la Rb dovrebbe essere:

(12-0,7)/0,00033 = 34k -> R da 3,3k

Ne avevo messa una da 10k, è troppo grande?

In che range min-max di tensione-corrente è bene tenersi sulla base del transistor?

[Livio Orsini]

No! Rischi di avere problemi di chiusura del relè. Anzi li avrai sicuramente. se la bobina è prevista per alimentazione con 12 Vcc, devi alimentarla con 12 V. Accetta, al limite, un +/- 10%.

Per il secondo problema.

Ib = Ic/Hfe. Consideri il valore di Hfe minimo per quel valore di Ic. Ottieni così la Ib massima teorica. Per sicurezza, dato che il transistor deve saturare, metti un valore di resitenza tale che scorra un corrente Ib < 2*Ib < 5*Ib. E' una regola molto empirica. (spannometrica ).

Nel caso di esempio.

Ic = 3.3 mA, Hfe > 100 ===> Ib == 0.033 mA con Vbat = 12 V <== > 180k =< Rb < 68 k.

Se vuoi velocizzare la commutazione metti un condensatore di speed up in parallelo alla resistenza. Sempre con la regola del +/- 3 spanne in questo caso 1000pF andrebbero bene.