Pilote de moteur, de led, des relais …

par Thierry

une idée de circuit vu sur ce site :

http://www.earthshinedesign.co.uk/ASKManual/Site/ASKManual.html

Pour rire, une tentative de traduction par google donne ceci :

“Le circuit est essentiellement divisée en deux sections. L'article 1 est notre potentiomètre, qui est relié à +3,3 V et de-chaussée avec la cheville ouvrière d'entrer dans Analog Pin 0. […]La deuxième section est ce que les contrôles la puissance du moteur. […] nous devons trouver un moyen de lui fournir un courant plus élevé. Nous prenons donc le pouvoir directement de la broche de 3,3 sur l'échiquier, qui prend sa force dans tour du régulateur DC, le conseil d'administration qui prend d'alimentation de notre alimentation 9V…”

Finalement…rien ne vaut un petit schéma :

le bout de code :

int PotarPin = 0;
int TransistorPin = 11;
int PotarValue = 0;
 
void setup() {
   pinmode(transistorPin, OUTPUT);
}
 
void loop() {
   PotarValue = analogRead(PotarPin) / 4;
   analogWrite(TransistorPin, PotarValue);
}

et des petites explications :

le potentiomètre donne la consigne à appliquer (entre 0 et 255)

cette consigne est envoyé via la sortie PWM au transistor qui fonctionne donc en découpage avec un rapport cyclique variable lié à la valeur de consigne.

le transistor doit être assez “costaud” pour supporter le courant du moteur, le choix d'un transistor de type Darlington, TIP120, est judicieux, permettant d'avoir un gain élevé et donc un courant de base relativement faible tout en supportant un courant Ic important (3A en continu et jusqu'à 8A en crête) en mode saturé.

par Thierry

Aspect puissance, la problématique est la suivante :

Comment commander un moteur à courant continu et faire varier sa vitesse sachant que :

Pb1 - pour démarrer, un moteur à besoin d’une tension minimale et la fréquence de rotation
n’est pas réellement proportionnelle à la tension d'alimentation. 

Pb2 - le moteur doit pouvoir tourner dans les deux sens et fonctionner dans les 4 quadrants, 
c'est-à-dire, soit en génératrice (G), soit en moteur (M). 

Pb3 - le courant absorbé est beaucoup plus important que ce que peut fournir un microcontrôleur.

Les solutions suivantes peuvent être envisagées (ce ne sont surement pas les seules)

1°) Résolution du problème 1 : Il suffit de fournir au moteur une tension qui reste constante : la tension maximale. Par contre, cette tension ne sera appliquée que par très courtes périodes de temps . En ajustant la durée de ces périodes, on arrive à faire varier la vitesse du moteur qui devient proportionnelle à la longueur des périodes de temps passées à la tension maximale par rapport au temps passé sans application de tension (tension nulle).

2°) Résolution du problème 2 : Pour inverser le sens de rotation du moteur il suffit d’inverser la polarité de la tension à ses bornes. Le montage a utiliser est très simple : c’est un montage à 4 interrupteurs piloter 2 par 2 en alternance, d’où le nom pont en H.

Fonctionnement :

  K1 et K 4 fermés, K2 et K3 ouverts : Um = U 
  K1 et K 4 ouverts, K2 et K3 fermés : Um = - U 

Remarque : le courant pouvant être négatif on utilise une alimentation réversible en courant.

3°) Résolution du problème 3 : Les interrupteurs doivent pouvoir être commandés à l’ouverture et à la fermeture, et amplifier le courant fournit par le micro-contrôleur : on utilise des transistors en commutation , généralement des MOSFET.

HACHEUR EN PONT OU PONT EN H

Montage

H1 , H2 , H3 et H4 sont des interrupteurs pilotés à l’ouverture et à la fermeture (ce peut être des transistors ou des thyristors). L’inductance permet de lisser le courant.

Fonctionnement dans les 4 quadrants :

1) H1 et H4 sont fermés, H2 et H3 sont ouverts =⇒ S = U : le moteur tourne dans un sens

Si Is > 0 alors le courant passe par H1 et H4 : fonctionnement dans le quadrant Q1 . 

Si IS < 0 alors le courant passe par D1 et D 4 : fonctionnement dans Q2

2) H1 et H4 sont ouverts, H2 et H 3 sont fermés =⇒ VS = -U : le moteur tourne dans l’autre sens

Si IS < 0 alors le courant passe par H2 et H3 : fonctionnement dans Q3 

Si IS > 0 alors le courant passe par D2 et D3 : fonctionnement dans Q4 

Les diodes sont appelées diodes de récupération, elles permettent la circulation du courant lorsque l’interrupteur est commandé et que le courant est dans le sens opposé à celui de l’interrupteur. Cette phase est appelée phase de récupération, elle correspond au freinage du moteur (qui fonctionne à ce moment précis en génératrice) appelé « freinage par récupération ».

Remarque :

Pour arrêter le moteur il faut mettre VS à 0, soit 2 possibilités : H1 et H3 fermés ou H2 et H4 fermés. Dans ce cas l’inductance se décharge (car il n’y a pas de discontinuité de courant dans une inductance) donc la vitesse du moteur diminue jusqu’à l’arrêt complet quand IS = 0.

Exemple :

Le moteur fonctionne dans Q1, on décide de l’arrêter en fermant H3 et en ouvrant H4.

Moteur en fonctionnement :

Arrêt du moteur :

Aspect Commande des transistors

(à suivre)