Onde está o erro? - Calculo resistência para transistor

[jm_araujo]

Se é para ignição dos foguetes, porque não usar directamente MOSFETS para ligar/disparar os mesmos?

Vantagens dos relés aplicáveis nesta situação:
  - isolamento galvânico entre circuito de controlo e controlado.
  - insensibilidade a descargas eletrostáticas (cablagens longas entre controlador e detonador), péssimas para MOSFETs.

E BJTs para controlar um Relé também tem as suas vantagens sobre Mosfets: os BJT precisam de uma boa dose de corrente para comutar e ligar uma carga como um relé. Só com uma saída de um micro a 5V "firmes" é que liga. Pull-ups internos do micro não chegam. Com mosfets não é fácil ter o mesmo comportamento, se metes resistências para baixar a impedância da entrada para não ativar com os pull-ups podes não atingir o Vgson com 5V.
Neste caso é vantajoso o comportamento dos BJT, garante uma comutação só quando pedido pelo micro, e não com pull-ups internos em situações anómalas, e sendo um controlador que anda a passear não basta um bocado de humidade ou outra fuga para que entrem em condução.

[senso]

O isolamento é muito relativo, tanta vez se vê gente a usar opto-isoladores e depois estar tudo no mesmo plano de massa, basta uma pequena grande falha como essa e lá se vai qualquer isolamento, com correntes na massa a gerar o caos, não se pode olhar para a massa como algo mágico que tudo absorve, é como qualquer outra tensão de alimentação.

Nessa parte da sensibilidade tens alguma razão, podes sempre atirar com umas resistências e zeners na gate para as tornar mais robustas, são centimos e mm's quadrados de pcb, obviamente que um mosfet não é uma bala mágica, é só mais uma ideia(falhada, admito, depois da tua explicação), mas é sempre uma ideia lol.

[Njay]

Dada a circunstancia vou já implementar isso, percebi o conceito. É como forçar um pull down no transistor certo? So não percebi mesmo "onde meter a resistencia" e o "alta" é tipo 1 Mohm?

Não se diz "forçar um pull down", quanto muito podes dizer "forçar um down", mas ainda assim é uma expressão um bocado abusada e que precisa de contexto. Podes dizer "forçar zero" ou "forçar 5V", já faz mais sentido. Mas neste caso não estás a forçar um valor absoluto em relação ao GND mas sim um valor relativo. Essa resistência actua de modo a manter o transistor desligado, tentando anular qualquer diferença de tensão entre base/gate e emissor/source, a não ser que algo "mais forte" apareça.
Entre 15 e 20 vezes a resistência em série com a base é um bom começo. Se for muito alta perde um bocado o efeito, tornando-se muito fácil ligar o transitor, ou seja, mais facilmente alguma coisa se sobrepoe ao efeito de desligar da resistência.

Contudo entendi que o meu erro, resistencia mantem-se fisicamente com o mesmo valor.
E sendo assim como forço a passar mais corrente pela bobine? e como calculo essa corrente?

Com mais tensão . A corrente já o fabricante do relé ta deu, embora indirectamente: 45mA. De qualquer forma não tinha necessariamente que ta dar directamente, pois o relé é para 9V e cumpre a sua função a 9V. Quando usas um componente fora das suas specs, estás completamente por tua conta e os resultados variam desde o funcionar sempre a rebentar à 1º tentativa, o resultado é indefinido. É isso que muita gente não entende, e não são só os amadores; esta palavra "indefinido" tem implicações que não são nada óbvias.

Foi isso que escrevi no primeiro post eles têm esse "valor minimo".
Mas no quadro anterior têm [Min. recommended contact load - 100mA, 5VDC]

Essa baralhhou-me um bocado, mas isso está mesmo lá. O que me baralhou foi o "Min". De qualquer forma, essa spec aplica-se aos contactos (contact), não à bobina (coil). Percebes o que estou a dizer?

confeço que ainda tenho dificuldades em interpretar os dados das datasheets, parece-me sempre tudo "ambiguo"...

Vai-te confessando

E isto era para usar com um regulador de 9V, mas como nos testes com um regulador de 5 funcionou, decidi deixar estar. Agora eu quero é perceber "porque é que funciona" e supostamente não deveria funcionar.

O mundo não é só preto e branco, há literalmente uma infinidade de tons de cinzento. É esta a razão. E também porque os fabricantes têm que escrever as specs com muita tolerância, devido a variações de fabrico, e lá porque funciona a 20ºC ou qual tenha sido a temperatura a que o testaste, não quer dizer que funcione de -40ºC a +85ºC ou que faça as 30 ou 100x10^3 operações ou que respeite os tempos máximos de fecho/abertura etc etc que eles te garantem se usares o componente dentro das specs.

Eu ainda não consegui na verdade ter completa certeza sobre qual a corrente que preciso para que o rele active, é os tais 0,045mA (400W @ 9VDC), é que la na data sheet tem outros valores de 200W [Sensitive type (for form A type only)] e não tem nenhuma explicação sobre esse A type...

Tá visto que ainda não te passou a buba de fim de ano, ehehehe.
A corrente o fabricante dá-te indirectamente, dizendo a tensão e potência a que ele e suposto funcionar. A datasheet cobre 2 linhas de relés, a "sensitive" e a outra, com vários modelos em cada linha (as várias tensões). Tens que ver se tens um modelo da linha "outra" ou da "sensitive".

[jmiguelff]

Bem acho que o Njay já explicou tudo.

Basicamente o teu coil/bobine tem uma resistência de 202 ohm que é fixa, não a podes alterar porque está relacionada com o material utilizado na construção. Assim sendo tens alimentar o relé com uma tensão mais alta para conseguires fazer passar a corrente necessária para ele funcionar correctamente.

Estás a utilizar o BJT para fechar o circuito como um interruptor. No teu melhor caso o BJT a conduzir tem 0 ohms entre colector/emissor (isto não é verdade mas vamos supor que sim) logo a corrente na coil são os 5V/202 ohm que pelo que parece não é suficiente para atracar o relé.

[StarRider]

Se é para ignição dos foguetes, porque não usar directamente MOSFETS para ligar/disparar os mesmos?

Vantagens dos relés aplicáveis nesta situação:
  - isolamento galvânico entre circuito de controlo e controlado.
  - insensibilidade a descargas eletrostáticas (cablagens longas entre controlador e detonador), péssimas para MOSFETs.

E BJTs para controlar um Relé também tem as suas vantagens sobre Mosfets: os BJT precisam de uma boa dose de corrente para comutar e ligar uma carga como um relé. Só com uma saída de um micro a 5V "firmes" é que liga. Pull-ups internos do micro não chegam. Com mosfets não é fácil ter o mesmo comportamento, se metes resistências para baixar a impedância da entrada para não ativar com os pull-ups podes não atingir o Vgson com 5V.
Neste caso é vantajoso o comportamento dos BJT, garante uma comutação só quando pedido pelo micro, e não com pull-ups internos em situações anómalas, e sendo um controlador que anda a passear não basta um bocado de humidade ou outra fuga para que entrem em condução.

Não concordo, pelo simples facto de um BJT necessitar de corrente (e muita) é logo à partida um factor que
o coloca em desvantagem para uma utilização com uma porta de um MCU que em geral têm grande limitações
de corrente.

Um Mosfet neste caso necessita somente de uma resistência externa pull-down (ou pull-up conforme N ou P
channel) e nada mais, o MCU não necessita ter pulls internos, nem estes devem sequer ser utilizados.

Um Mosfet é activado por tensão e é essa característica que o torna especialmente adequado para este tipo de
utilização com portas IO de um MCU, sendo que existem Mosfets com um Vgson de 1.5V e 2.4V aos montes.

Outra das vantagens dos Mosfets é que evitava este tópico, pois são tão estupidamente simples de basta ter
em atenção a tensão Vgs e a residencial Rds(on) e a coisa está feita para casos simples como este.

Um Mosfet com uma resistência pull-down de 47k na Gate (para N-Channel) era quando bastava para este
caso ...e para simplificar ainda mais em vez de um Mosfet para activar o rele, metia mesmo UM único Mosfet
a substituir o rele ... um PSMN2R1-40PL por exemplo, com 150Amps, Vgs de 2.5V e um Rds(on) de uns míseros
2.4miliOhms com 5V na GATE

Em relação ao isolamento, esse é a única vantagem do réle neste caso.

Just my 2 cents.

Abraços,
PA

[Njay]

Neste caso não é preciso muita corrente, aquela conversa dos 150mA de Ic lá atrás era conversa genérica. Para os 45mA que o relé consome acho que qualquer BJT genérico dá conta do recado com 1mA de corrente de base, e 1mA deve estar dentro da capacidade da maioria dos micros.

[Kristey]

Eu antes tinha mosfets precisamente porque sabia trabalhar melhor com eles (são mais faceis).
Contudo a discussão dobre os transistores começou aqui:
http://lusorobotica.com/index.php?topic=6921.msg77511#msg77511
E entao eu mudei o meu esquema para BJT's.
Não vou na integra usar o circuito que está no link em cima do jm_araujo.
Mas aproveitei algumas ideias.

Vais comutar corrente alternada com o rele ?

Não StarRider, é tudo DC
O que tenho idealizado e a funcionar neste momento é, um condensador que liga a uma pata do rele e carrega, quando o rele é acionado, o condensador liga ao foguete e descarrega no foguete.
Penso que assim percebem:
[youtube][/youtube]
PS: o ignitor foi ligado em paralelo com a resistencia+led

O que tenho mais ou menos projectado é isto, e so me falta entao
-decidir entre voltar aos mosfets ou continuar nos BJT's,
-fixar/ajustar os valores das resistencias
-mudar o regulador dos 5V de alimentação, para 9V (devido ao rele)
-Perceber se aquele PLANO DE MASSA COMUM que o senso falou, me vai afectar a estabilidade do microcontrolador.

Aconselhava-te a procurares um relé feito para 5v e não abusar de uma parte que pode ou não funcionar a 5v.
Se é para ignição dos foguetes, porque não usar directamente MOSFETS para ligar/disparar os mesmos?
Era a tal cantiga de várias voltagens, não estou a ver onde está o problema nisso.

Sobre o rele não posso "mudar agora", tenho aqui 50 à minha frente iguais a esses que comprei na farnel.
Vou apenas substituir o meu regulador de 5V para 9V e fica resolvido esse problema da tenção.

Sobre os mosfets ligados directamente, penso que percebes o esquema que apresentei do que tenho projectado (carregar condensador, descarregar condensador)

Se quiseres fazer a coisa bem feita, tanto no caso com BJT, metes uma resistência alta entre a base e emissor para garantir que o transistor está desligado quando não está a ser controlado activamente.

Peço desculpa pelos meus erros nas unidades. Ja era tarde 
Podes-me ajudar quanto a esta resistencia entre a base e emissor?
Meto-a entre a base e o emissor de 10k, tipo isto?



PS: E agora que estou a pensar?
Voces comessaram a falar em usar o transistor em saturação porque?
Se tenho de controlar o I_b, para que o I_c não seja grande ao ponto de queimar a bobine, é para usar o BJT na zona de amplificação e não de saturação.
Onde é que me enganei?

[jm_araujo]

Se partilhas as massas e a alimentação, lá se vão as vantagens de usar um relé.

Pensa no enrolamento do relé como uma resistência: a corrente máxima é limitada pela tensão aos seus terminais. Se um relé é feito para 9V, podes ligá-lo a essa tensão e vai funcionar normalmente. Se o comutares com um transístor (ou MOSFET), nunca vais conseguir passar mais corrente, é fisicamente impossível. O transístor vai funcionar como um interruptor. Isso é trabalhar em saturação.

Aparte disso, controlar Ic pela corrente(/resistência) de base nunca funcionaria: o Hfe na zona linear varia imenso de transístor para transístor : se vires a datasheet no único caso que especifica valor máximo para além do mínimo o intervalo é entre 100 e 300, uma gama 3:1. Estuda transístores e vais encontrar várias topologias conforme a utilização pretendida.

[Njay]

É isso, entre a base e o emissor. (esse esquema não está bem, faltam as junções em 3 ligações; parece que é só um detalhe visual mas não é, o programa de desenho CAD pode não considerar que estão ligados e isso pode ter consequências como durante o routing deixares ligações por fazer)

O estado de saturação do BJT é aquele em que ele apresenta a menor resistência colector - emissor, portanto é isso que tu queres.

Se é DC ainda vamos ver... qual é a resistência do ignitor?

[Kristey]

Se partilhas as massas e a alimentação, lá se vão as vantagens de usar um relé.

A fonte supostamente muda, deixa de ser a bateria e "passa a ser o condensador."
O rele está la para comutar entre a carga e a descarga da energia para o "fio do ignitor do foguete".
Na pratica comum so têm a massa(GND)
Ate agora nos testes que fiz, o micro não se "passou da cabeça."

Aparte disso, controlar Ic pela corrente(/resistência) de base nunca funcionaria: o Hfe na zona linear varia imenso de transístor para transístor

Entao qual a razao para calcular a resistencia da base controlando assim o I_b?
Pensei que era para calcular a "amplificação em corrente"(I_c)
Eu vi um exemplo aqui:
Depois fui ver a um livro e o que o homem dizia estava correcto e entao pensei que era assim que se fazia.

Se é DC ainda vamos ver... qual é a resistência do ignitor?

Medi agora e é:
2.1ohm  (o maior 5 metros)
1.6 ohm (o mais pequeno 30 cm)

[vicardosof]

Os transistores bjts podem ser olhados de duas formas. A forma DC, que basicamente é uma chave liga / desliga, ou na função AC, em que amplificamos sinais. Geralmente, quando queremos uma relação fixa entre Ic e Ib, fazemos a polarização do transistor por divisor de tenção. Assim o deixamos bem resistente a variações de temperatura e com o Hfe estável (dentro dos limites do datasheet.

[jm_araujo]

Entao qual a razao para calcular a resistencia da base controlando assim o I_b?

Limitar a corrente de base, porque o micro tem limites do que pode fornecer, e o transistor do que pode aguentar. O Vbe é relativamente constante com variações de Ib.

[Njay]

Entao qual a razao para calcular a resistencia da base controlando assim o I_b?
Pensei que era para calcular a "amplificação em corrente"(I_c)
/watch?v=8DMZSxS-xVc[/url]

É muito fácil perceber isto, mas é dificil explicar só com palavras. Imagina que tens o teu esquema de atracar o relé com um BJT e alimentação de 9V. Digamos que, se calculares a resistência de base para 20mA no colector, o relé só vai ver 20mA. Se a re-calculares para 40mA, o relé só vai ver 40mA. Se a recalculares para 50mA, o relé só vai ver 45mA, porque a resistência da bobina só permite 45mA - quando chegas a este caso, o transístor está saturado e a relação I_C = I_B x h_FE já não se verifica. Se a re-calculares para 60mA, a corrente no relé continua nos 45mA, o transistor continua saturado - ele simplesmente não consegue fazer passar mais do que 45mA, a limitação é externa ao transístor (o relé). A corrente de base vai sempre aumentando à medida que a recalculas para maior corrente de colector, mas a partir de certo ponto a corrente de colector já não acompanha - saturou num valor máximo (definido externamente ao transístor pelo relé em 45mA). Quando o transístor está saturado a tensão colector - emissor anda tipicamente pelos 0.1V a 0.3V conforme o transístor e a corrente de colector, mas normalmente considera-se 0.2V para as contas - com a experiência começas a ter "olho" para as situações em que deves dar uma olhadela na datasheet para saber um valor mais exacto e avaliar o impacto desse valor na tua aplicação (que não é o teu caso).

Se é DC ainda vamos ver... qual é a resistência do ignitor?

Medi agora e é:
2.1ohm  (o maior 5 metros)
1.6 ohm (o mais pequeno 30 cm)

Eu se soubesse à priori que era para ser usado dessa maneira ("largar" a descarga de um condensador numa resistência baixa) pensava 2 vezes em usar um relé (e um eletrolitico tb), mas como imagino que os ignitores vão ser usados muito poucas vezes, não deve haver grande problema, só que não será a forma mais fiável. Tendo já comprado o material podes fazer um teste de "endurance" até perfazeres 1000 ignições ou o dobro das que imaginas que o aparelho possa fazer durante o seu tempo de vida, ou o número maior que conseguires dentro de um período de tempo razoável (dando algum tempo entre ignições para deixar as coisas "arrefecerem", tal como acontecerá, imagino, na vida real).

[Kristey]

Voltei, época de exames não dá tempo para nada.

Eu se soubesse à priori que era para ser usado dessa maneira ("largar" a descarga de um condensador numa resistência baixa) pensava 2 vezes em usar um relé (e um eletrolitico tb), mas como imagino que os ignitores vão ser usados muito poucas vezes, não deve haver grande problema, só que não será a forma mais fiável. Tendo já comprado o material podes fazer um teste de "endurance" até perfazeres 1000 ignições ou o dobro das que imaginas que o aparelho possa fazer durante o seu tempo de vida, ou o número maior que conseguires dentro de um período de tempo razoável (dando algum tempo entre ignições para deixar as coisas "arrefecerem", tal como acontecerá, imagino, na vida real).

Fiquei interessado no que disseste.
Sobre o uso do relé. Tu farias como? Este foi o único componente que encontrei que me permitia alguma segurança com a descarga. Uma vez que que quando for para detonar o que fica ligado nos terminais é um puro curto circuito mesmo depois de detonado...
Os electrolitocos são maus neste caso porque?

O relê não vai comutar poucas vezes vezes. Por espectáculo só comuta duas vezes (teste inicial e no "momento da verdade" )
Mas sim posso fazer um teste para ver quantas comutações ele aguenta. Ponho um uC a mandar comutar, e a ler o valor do outro lado do relé, e incrementa um contador.
De um em um minuto penso que seja suficiente para arrefecer.
Segundo a datasheet da para 30 mil comutações. Logo mais que suficiente para a vida que eu pretendo para isto

Pela tua ultima resposta já percebi a questão da saturação obrigado

É muito fácil perceber isto, mas é dificil explicar só com palavras. Imagina que tens o teu esquema de atracar o relé com um BJT e alimentação de 9V. Digamos que, se calculares a resistência de base para 20mA no colector, o relé só vai ver 20mA. Se a re-calculares para 40mA, o relé só vai ver 40mA. Se a recalculares para 50mA, o relé só vai ver 45mA, porque a resistência da bobina só permite 45mA - quando chegas a este caso, o transístor está saturado e a relação I_C = I_B x h_FE já não se verifica. Se a re-calculares para 60mA, a corrente no relé continua nos 45mA, o transistor continua saturado - ele simplesmente não consegue fazer passar mais do que 45mA, a limitação é externa ao transístor (o relé). A corrente de base vai sempre aumentando à medida que a recalculas para maior corrente de colector, mas a partir de certo ponto a corrente de colector já não acompanha - saturou num valor máximo (definido externamente ao transístor pelo relé em 45mA). Quando o transístor está saturado a tensão colector - emissor anda tipicamente pelos 0.1V a 0.3V conforme o transístor e a corrente de colector, mas normalmente considera-se 0.2V para as contas - com a experiência começas a ter "olho" para as situações em que deves dar uma olhadela na datasheet para saber um valor mais exacto e avaliar o impacto desse valor na tua aplicação (que não é o teu caso).

[Kristey]

Não se esqueçam de mim
ahahahah
Alguém me pode esclarecer as duvidas do ultimo post?

Depois apago este.