Conectar sensor hall de 5dc con fuente de 24dc ?

[GerardoLop]

Muy buenas.

Soy nuevo por aquí y sobre todo en electrónica. Siempre me ha gustado pero nunca he tenido tiempo para dedicarle al aprendizaje.
En automatización industrial lo que sea pero en esta rama no tengo ni idea y me surge una aplicación entre otras que no consigo saber
que hago mal. Os cuento:

Necesito leer los pulsos de un sensor hall de 5dc y pasarlos a un PLC industrial (los cuales suelen trabajar a 24dc).
Mi idea ha sido desde 24dc hacer un divisor de tensión con resistencias y bajarlo a 5dc, alimentar el hall, pasar la salida por la base de un
BC337 y ponerlo en saturación. Por el Emisor colector paso los 24dc de la fuente y se los doy a la entrada digital del PLC. Por lo que he leído
e indagado por ahí se puede hacer así.

Me he hecho un esquemilla antes en Prote para comprobar y luego lo he montado en una protoboard antes para confirmar pero no funciona.
El problema es que al conectar el hall a 5dc me cae la tensión a 2dc y lógicamente no funciona. La fuente es de 24dc 60w así que por potencia
no es pero no logro entender el fallo.
El hall no aparece en el circuito porque no he encontrado como ponerlo en el Prote. También me gustaría saber si puede simularse de alguna
manera.

Gracias de antemano.

 

[Gudino Roberto duberlin]

Hola, para alimentar el sensor deberás usar un regulador tipo 7805 o simil.
Para accionar la salida al PLC será recomendable usar un transistor NPN asociado a un PNP.

 

[GerardoLop]

Hola, para alimentar el sensor deberás usar un regulador tipo 7805 o simil.
Para accionar la salida al PLC será recomendable usar un transistor NPN asociado a un PNP.

Gracias pero estoy muy verde en esto.
Si me lo explicaras para principiante te lo agradecería enormemente.

 

[Gudino Roberto duberlin]

Conoces los reguladores 7805? Busca info en la red, hay miles de ejemplos. Comienza con eso, luego vemos cómo conectar un transistor PNP manejado por un NPN.

 

[Scooter]

Si busca en el foro verás que es un tema muchas veces tratado.
Un divisor de tensión no vale porque el consumo del sensor varía y la tensión de alimentación también.
Cuando alimentes el sensor a 5V hay que verificar si el autómata es capaz de leer esa señal o la tienes que amplificar, como te han comentado es mejor usar un par de transistores o verificar como funcionan las entradas de tu PLC


Yo compraba un sensor apto para 24V que hay muchos y baratísimos.

 

[GerardoLop]

Ok. Gracias por las respuestas.

Pido los reguladores entonces y lo de manejar un trans PNP con un NPN no creo tenga problema. No obstante os contaré.
Algunos en especial o valdrían los de la foto ?

Y por otro lado:

En respuesta a Scooter, al PLC hay que darle +24dc y suelen consumir según DataSheet alrededor de 10mA. Así que hay que
amplificar con un Transistor

Y me gustaría entonces saber, por aprender, para que se usa entonces un divisor de tensión si no puede usarse con este fin (por ejemplo).

 

[Scooter]

Su uso básico es "para clase".
Solo se puede usar para señales débiles y conocidas. Pongamos el caso contrario, un sensor que da 0 y 24V para meter la señal a un Arduino.
Para alimentar algo, una de dos, o el circuito que alimentas tiene un consumo constante y conocido o tiene muy bajo consumo y haces un divisor que consuma 10x su corriente y así las variaciones de consumo no te afectan.

 

[GerardoLop]

Buenas de nuevo.
Habiendo montado los reguladores según vuestras instrucciones deciros que funciona como debe.
Gracias por la ayuda.

Otra duda:

Masa, tierra, negativo de fuente de alimentación.....

Cuando se unen, cuando no, qué diferencias hay ?
Si se unen los negativos de dos fuentes diferentes es bueno, malo, no se debe ....?
Si se ponen a masa ambas ....?

Cómo va esto ?

... luego vemos cómo conectar un transistor PNP manejado por un NPN.

Creía que iba a ser tan fácil como darle a la base del PNP desde el colector del NPN pero no me había percatado que si le atizo +24 lo reviento !.
Tendría que darle con los +5 y una 10K cuando actúe el hall pero no veo como, ya que el hall trabaja en NPN para el activar el que ya tengo.

Cómo se come esto ?

 

[Gudino Roberto duberlin]

Hola prueba ésta configuración.
Para conectar diferentes dispositivos entre si, hay que conectar las masas para cerrar el circuito.

 

[sergiot]

El sensor de efecto hall mas allá de la tensión de trabajo tenes que saber si es salida npn o pnp, las de npn son las llamadas colector abierto, no entregan tensión, sino que el sensor pone a masa una tensión de baja corriente que proviene en este caso del plc, pero si es un sensor con salida pnp este entrega tensión que sería igual o casi a su tensión de alimentación.

 

[GerardoLop]

Ante todo daros las gracias.

Funciona perfecto según el esquema de Gudino. Lo único que he cambiado las resistencias de 10k en lugar de 22k porque en
reposo quedaba un residual de 7.5 v y con éstas sí que cae a cero. (Supongo no habrá problema).

Sigo sin aclararme (viniendo de electricidad se ve que pensamos de diferente modo), por qué mientras el BC337 no está en conducción
no excita el BC327 si entre +24 y la R7 debería haber +24. Sospecho que, hablando brutamente, hasta que el 327 no se pone en saturación
no permite el paso de masa hasta su colector y entonces es cuando si que cierro circuito con +24. ¿Me equivoco?.

O tiene que ver con si pasa o no corriente ?

Los electricistas es que siempre hablamos de o hay o no hay tensión (como si fuera PNP), sin atender a corriente (excepto para cálculos de consumos) y en electrónica por lo que voy viendo es casi más importante que haya o no haya masa, sobre todo cuando se trabaja en NPN
que encima suele ser lo más normal dado que es más fácil fabricar así los componentes.

Estoy en lo cierto, o sigo sin enterarme de nada ?

Y si de paso me recomendáis sitios donde aprender electronica para dummies electricistas os estaría agradecido.
Será cuestión de cambiar el chip de pensar, pero cuando uno tiene algo aferrado puff...... como cuesta....

Dejo esquema limpio de como queda.

 

[sergiot]

Porque Q6 es un pnp, para que este conduzca o se sature tiene que tener la tensión de base menor a la de emisor, Q5 al no conducir hace que la rama de r6 y r7 entre la misma tensión en base que la de emisor en Q6, cuando Q5 se satura pone a mas la union de R6 y R7, en ese caso la base de Q6 se hace mas negativa que el emisor y conduce.

 

[GerardoLop]

Siento ser cansino pero no lo capto.

Tenía entendido que para ponerlos en saturación basta con subir la tensión de la base por encima del límite de barrera (0.7 aprox).
No obstante, dándole vueltas e intentando comprenderlo se me ha ocurrido que no es necesaria la resistencia R6 y la he quitado dejándolo como el esquema de abajo.

Según Proteus así debería funcionar y tener +24 donde está el led que simula la entrada del PLC pero NO!.
Al montarlo en real, se me quedan +24 contínuamente en el led, PERO.....
si pongo el Q6 al revés (colector por emisor) y lo simulo en Proteus no me saca +24 pero si lo monto en real SI que funciona perfectamente.

Lo que me mosquea es que mido (en real) entre la base del Q6 y + y me da 18V siempre pero funciona perfecto.
Se supone que si le doy +18 por la base debería freir el transistor no ?

El caso es que de momento funciona bien pero cada vez lo entiendo menos.

 

[Scooter]

No.
Saturación es cuando hfe•Ib >If

Para que haya Un tienes que superar los 0,7V de Ube, si no no conduce el diodo.
A partir de ahí empiezas a poner corriente de base y empieza a subir la corriente de colector. Eso es la zona activa.
Cuando la resistencia de colector limita la corriente y ya no conduce más por más que pongas Ib eso es saturación y entonces Uce = 0,2V

 

[Jorjor]

el sistema con el regulador 7805, es una posible solución
el problema de tu divisor resistivo tiene que ver conque debes saber cuánta corriente consume tu sensor de efecto hall ( consultar tu data sheet)
una forma fácil y barata es regular los+ 24 VCD mediante un simple diodo zener de 5.1VCD, posteriormente puedes utilizar un transistor para que tengas salida de 0 a 24 VCD; ya sabemos que si usas un transistor NPN la salida estará invertida, pero eso no es ningún problema para un PLC donde la puedes invertir nuevamente por software, pondré un ejemplo suponiendo que el sensor de efecto hall consume 10 mA y máximo 11 mA cuando obtenemos de su salida 1 mA. el cálculo es bastante simple

Rz=(24V-5.1V)/0.012A = 1575 ohms; valor comercial Rz=1,500 ohms

Rb=(5V-0.7V) / 0.001 A = 4,300 ohms; valor comercial Rb=3,900 ohms

Rc=24VCD/.010A = 2,400 ohms; valor comercial Rc=2,200 ohms


el bloque que indica el sensor de efecto hall, es solo indicativo, no es un elemento que se use en la simulación.

 

[Gudino Roberto duberlin]

Siento ser cansino pero no lo capto.

Tenía entendido que para ponerlos en saturación basta con subir la tensión de la base por encima del límite de barrera (0.7 aprox).
No obstante, dándole vueltas e intentando comprenderlo se me ha ocurrido que no es necesaria la resistencia R6 y la he quitado dejándolo como el esquema de abajo.

Según Proteus así debería funcionar y tener +24 donde está el led que simula la entrada del PLC pero NO!.
Al montarlo en real, se me quedan +24 contínuamente en el led, PERO.....
si pongo el Q6 al revés (colector por emisor) y lo simulo en Proteus no me saca +24 pero si lo monto en real SI que funciona perfectamente.

Lo que me mosquea es que mido (en real) entre la base del Q6 y + y me da 18V siempre pero funciona perfecto.
Se supone que si le doy +18 por la base debería freir el transistor no ?

El caso es que de momento funciona bien pero cada vez lo entiendo menos.


Ver el archivo adjunto 182926

Si le quitas esa resistencia, el transistor PNP quedará con la base en alta impedancia cuándo NO conduzca Q5, pudiendo provocar falsos cambios de nivel en la salida de Q6.
No inviertas emisor por colector.
Por algo el fabricante los identifica uno del otro.
Sino, tengo que tirar cientos de libros sobre teoría de semiconductores, ya que según tu manera de pensar, he aprendido muy mal los conceptos.

Porque mejor, no implementas el esquema que te pasé, y dejas de modificar sin conocer?
O mejor aún, estudia cómo funciona un transistor.
Cómo conclusión, si entre base y emisor en un transistor común, hay una tensión cómo de 18V entonces algo está mal no crees?
Cómo la corriente que demanda la entrada del PLC, es pequeña, me atreví a pasarte el esquema con valores de resistencias a modo prueba, pero para optimizar el circuito, habría que calcular la resistencia de base de Q6, sólo eso y nada más.

 

[sergiot]

El transistor no solo una llave, aunque en tu caso se esté utilizando como tal, es mucho mas complejo y entender tu funcionamiento tambien lo es, hay extensos libros donde se estudia su uso y aplicación, en el ámbito de la CC como de la CA.