Commander un ventilateur 5V DC à partir du Pi

Question

Bonjour,

j'ai installé un ventilateur brushless (5V DC / 200 mA) sur le boîtier de mon Pi. Il était initialement alimenté à partir de l'une des sorties +5V du connecteur GPIO. Seulement, ce ventilateur à bas prix est très bruyant.

J'ai donc penché pour une solution plus complexe en ajoutant un transistor NPN S8050 pour commander l'allumage du ventilateur via le GPIO 18 et un script Python en cas de dépassement d'un seuil de température fixe. Cette solution fonctionne mais résout partiellement mon problème de bruit.

j'ai adapté mon script Python pour commander le transistor via un PWM dont le rapport cyclique varie en fonction de la plage de température me permettant de contrôler la ventilation en fonction de la puissance dissipée par le processeur et donc de limiter le bruit généré par mon ventilateur car la vitesse de rotation exigée par mon installation est bien inférieure à la vitesse de rotation nominale du ventilateur a plein régime.

Seulement, la commutation du moteur brushless doit générer des spikes. Ma question est donc : Est-ce que les spikes générés sont susceptibles d'endommager le raspberry Pi (car je commute le +5V avec le transistor) ou le transistor ? Si oui, comment m'en protéger (diode en série ou parallèle avec le ventilateur, capa pour absorber l'énergie, autre ?). S'il faut protéger, comment choisir les caractéristiques des composants.

J'espère avoir été aussi clair que possible. Merci pour vos réponses.

johnbeetem · Answer

Je crois que la RasPi est proteg é par la jonction PN base- é metteur du transistor NPN. Voici un circuit typique avec relais K1 en place du moteur: Si la tension à la base du transistor TR5 est 0.7V, la jonction base-émetteur conduit et la tension est limitée à 1.0V si le courant n'est pas excessif. Par contre, la jonction base-collecteur ne peut pas conduire si la tension de la collecteur est plus haut que celle de la base, pourvu que la tension ne soit pas plus de la tension "breakdown" du transistor, 40V pour le S8050. N'oubliez pas la diode "flyback" D1: si le courant collecteur-émetteur est rompu, il faut que le courant du moteur aille quelque part, sinon il y aura très haut tension à la collecteur.

johnbeetem · Answer

Il faut que la diode "flyback" supporte le 200 mA du moteur, mais ce courant n'est pas continuel. C'est une impulsion courte -- 1 msec ou moins est typique -- répété à la fréquence du circuit. Une petite diode comme la 1N914 or 1N4148 doit suffire: elle supporte courant continuel de 200 mA et des impulsions de 500 mA. Pour un grand moteur il faut une diode plus grande comme la 1N4001.

La énergie magnétique du moteur est dissipée par la diode en forme de la chaleur. La maximum est 200 mA x 1.0V = 200 mW, mais c'est aussi une impulsion courte. Si les impulsions sont beaucoup plus courts que la fréquence, la chaleur est négligeable.

Voici un article Wikipedia sur les diodes "flyback", en anglais.