Coupure d'un moteur à un seuil de courant

[JEFFJFC16]

Bonjour,

Je m'appelle JF et je suis electricien auto. L'electronique pure n'est pas mon point fort!!
J'explique mon problème:
Je voudrais monter sur un 4X4 de trial des étriers de freins motorisés type AUDI/FORD pour pouvoir bloquer les roues séparéments.
Le fonctionnement est tout simple, un moteur qu'on alimente dans un sens pour serrer et inversement pour le desserrage.
Toutefois, je n'arrive pas à trouver une solution pour couper l'alim en position serrée ou desserrée et éventuellement allumer un témoin indiquant l'état des freins.
Il faudrait que l'alim soit coupée arrivée à un courant d'environ 16A...

Si quelqu'un pouvait m'aider sur ce système!!??

Merci d'avance et bonne journée
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[nornand]

bjr
il faut dejas que tu nous donne une doc des etriers electrique .

[JEFFJFC16]

Bonjour,

Je n'ai pas trouvé de doc sur ces étriers...
La seule chose que je peux dire, c'est que en serrage maxi, j'ai une conso de 20 A sur le moteur.
Il y a aussi un capteur effet hall intégré mais uniquement pour déterminer l'usure des plaquettes.

Merci

[JEFFJFC16]

Bonjour,

L'explication n'est pas suffisante? faut-il plus de détails?

Merci d'avance

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Bonjour,
donc tu veux un interrupteur deux positions (serré/dé-serré) par roue ?
Ce genre de bricolage ne doit-il pas être homologué avant de sortir sur la voie publique ?

[sani300]

Ba tu as plusieurs méthodes, si il faut que sa soit vraiment précis il existe des capteurs de courant tu passe ton fils dedans.
Ou sinon tu fait un simple comparateurs avec une résistance de shunt. Et grâce a la loi d'ohms tu obtient le courant et en fonction de ça tu met la bonne tension de référence qui va bien sur le comparateur.

[JEFFJFC16]

Merci,
Pour répondre à Antoane:
Effectivement, le but est d'avoir un inter serré/desserré par roue.
Je précise que c'est pour un 4X4 de trial qui ne fait que de la compétition donc pas d'usage sur route bien sur!!

Pour Sani300:
Le précision n'est pas infime, je souhaiterais arrêter vers 17A pour avoir un blocage suffisant.

Merci bonne apm

[Antoane]

Tu veux une solution "clefs en main", ou tu souhaites réfléchir un peu ?
quelles sont tes compétences en électronique ?

[JEFFJFC16]

Connaissance tres limitées en électronique pure!!
Le top serait de pouvoir me fournir un schéma (meme en s'arrangeant..) après si il faut faire un Circuit je peux me débrouiller.
J'ai un peu de mal avec mes compétences à voir un système qui m’arrêterai le pilotage et le top serait de pouvoir allumer au moins un témoin en position serrée.

Si tu veux plus en discuter, mon mail jeffjfc16@free.fr.

Merci d'avance et bonne soirée

[Larkapa]

Bonjour,
Je ne m'y connais pas bien en mécanique mais s'il s'agit de la coupure d'un moteur lorsque celui ci dépasse un seuil de courant.
Un montage en électronique est facilement réalisable, à l'aide d'un ampli-op monté en comparateur, et un module qui coupe ton alimentation lorsque le courant dépasse ton seuil. Je ne sais pas si cela répond à ta question. Si c'est le cas je pourrai te donner plus de détails.
Bonne journée

[JEFFJFC16]

Merci,
Effectivement, ce sont de bêtes moteurs à courant continu 12V et en fin de serrage, l'intensité monte à peu pres à 20A max.
C'est pourquoi le but est de couper vers 17/18A et éventuellement allumer un témoin qui indiquerai que le moteur est serré.

Ton principe me parait intéressant donc si tu peux me donner plus d'info, je suis preneur!!

Merci et bonne journée

[Larkapa]

Donc le but est de détecter lorsque le courant dépasse une valeur limite. Ton ampli va te sortir une tension et l'analyse de cette tension te permet de savoir si le seuil a été dépassé ou non. Par exemple tu alimente ton ampli en 0 et 5V. A sa borne positive tu y met ta tension Vcourant donc celle qui provient de ton moteur et a sa borne négative tu met une tension que tu dimensionne toi même, on l'appelle Vseuil. Comme tu applique tes tensions directement sur l'ampli, il va saturé et c'est sa que l'on recherche. Si ton courant ne dépasse pas le seuil alors Vseuil> Vcourant ton ampli sature et te sort 0V, si ton courant dépasse le seuil Vcourant>Vseuil et ton ampli te sort 5V. Donc a la sortie tu a soit 0V soit 5V et tu relie ta sortie a un module qui coupe ton alimentation lorsque celle ci passe à l'état haut (5V). Et la tu utilise un circuit logique, genre un bistable RS.
Voila à vérifier mais je pense que c'est correct.

[Antoane]

Bonjour,
va pour une solution clefs en main.

En PJ un schéma qui devrait fonctionner, la simu à l'air d'accord avec moi. Si quelqu’un peut quand même vérifier

1. La commande :
Deux boutons poussoirs, un pour serrer, un pour relâcher.

2. Le principe :
Lorsqu'on appui sur l'un des boutons, on met une bascule à 1 qui va faire tourner le moteur dans le bon sens. Dès qu'un certain courant est atteind, la bascule est mise à 0 (même si on appui encore sur le bouton).

3. La partie puissance :
Deux relais : l'un (RL1 et ses deux contacts RL1:A et B) commande le sens de rotation (montage en pont en H), l'autre commande la rotation (RL2 et son contact RL2:SW).

4. Alimentation :
Le circuit s'alimente sur la batterie de la voiture (+Vbat). Cette tension d'alim n'est vraiment pas propre, on va donc utiliser un régulateur de tension pour alimenter toute l'électronique de contrôle. Ne pas oublier un découplage généreux.

5. Détection du seuil de courant :
Lorsque la tension aux bornes de R5 dépasse environ 0,7V, le transistor Q1 devient passant, mettant les deux bascules à 0. Le seuil correspond à un courant d'environ 0,7/R5, soit ici environ 20A.
La détection n'est pas précise. Ajouter une résistance variable de 470k entre la base et l'émetteur de Q1 permettrait d'ajuster le seuil (qui demeurerait fonction de la température).
Une autre technique consiste à utiliser un comparateur. On n'économise par R5, mais on gagne en stabilité.

6. Choix des composants :
Primo : transistors :
référence quelconque pourvu qu'ils tiennent le courant et la tension demandée (2N2222...)
Secondo : Diodes :
A. D1 D2 : référence qqcq tenant le courant circulant dans la bobine du relais (1N4001...)
B. D3 à D6 : diodes rapides de puissance par exemple Schottky pouvant tenir le courant moteur (2* MBR40100CT...)
C. D7 D8 : diodes de signal qqcq (1N4148, 1N4001...)
Tertio : Résistances : toutes sont 1/4W, métal-film ou même carbone. Sauf R5, qu'il faudra dimensionner pour qu'elle puisse laisser passer tout le courant moteur.
Quarto : Autres semi conducteurs :
A. Régulateur de tension : Régulateur 5V (ou plus, jusqu'à 9V), de classe Automobile (Automotive)
B. Circuit intégré U1 : CD4011, quadruple portes NON-ET, c'est lui qui réalise les fonctions bascules.
Quinto : divers :
A. Relais : relais Automobile acceptant le courant max moteur + une grosse marge (>50%). RL2 est un relais 1T, RL1 est un 2RT. Un relais 2RT peut être réalisé avec deux relais 1RT si besoin.
B. Fusible : d'un calibre égal au courant max accepté par le moteur.
C. Boutons poussoirs : qqcq.


PS : il se peut que la pointe de courant au démarrage du moteur pose problème, je vais y songer.
P²S : Ca, c'est des commentaires bien organisé
P3S : ya sans doute moyen de se passer des l'électronique et de ne travailler qu'en relais... Je vais voir si ça vaut le coup.

[JEFFJFC16]

Bonsoir,

Grand merci pour vos réponse!!
Je vais un peu plancher pour regarder tout ça et vous tiens au courant!

Encore merci et bonne soirée

[JEFFJFC16]

Bonsoir,

Alors je suis en train de commander ma plaque de test avec les composants pour essayer tout ca!
par contre, j'ai un peu de soucis avec R5 pour la détection de courant....
Comment arriver précisément à 39mohm tout en passant plus de 200w??
Je pensais à bobiner une résistance avec un fil cuivre de bonne section mais quelle va être la précision??
Vaut-il mieux partir sur un ampli OP en comparateur?? même dans ce cas, je ne vois pas comment gérer précisément la resistance et de manière fiable!!?

Merci et bonne soirée

[Antoane]

Bonjour,
il faut un shunt qui tienne 20A en continu, dissipant au total de l'ordre d'une dizaine de watts.
Ca doit se trouver à acheter tout fait, mais une autre solution consiste à utiliser un morceau de fil résistif de la bonne longueur.
Le cuivre, c'est une solution, mais pour 20A, il faudrait compter au moins 1mm² (et plutôt 2,5), ce qui fait 2.4m (ou même 6m) de fil...
La précision n'est pas très grande : la valeur de la "référence" de tension (le Vbe du transistor) varie de 0.3 ou 0.4%/°C, elle n'est pas connue à l'origine... la valeur de la résistance shunt va varier avec sa température (surtout si tu la fais toi-même). Néanmoins, dans le montage proposé, le seuil est réglable (revoir le point 5) *
Mais ce n'est de toutes façons pas gênant :le pic de courant du à un blocage de l'arbre est très supérieur à la valeur en continu.

Une autre solution consiste à utiliser un capteur à effet de champ. C'est plus complexe à mettre en œuvre, mais tu évite la résistance shunt.
Si ton porte-monnaie à le bon gout d'être sans fond, il y a aussi moyen d 'utiliser un capteur de courant tout fait, simple de mise en œuvre et fiable. Voir par exemple chez allegro µsystèmes : http://www.allegromicro.com/

L'AOP en comparateur est une solution, elle a pour avantage de pouvoir être rendue indépendante de la température, mais pour une complexité bien plus grande.

* : il serait d'ailleurs raisonnable de diviser les valeurs de R4 et du potentiomètre par 10 ou 20.

[JEFFJFC16]

Bonsoir,

merci de ta réponse,
Je crois que le mieux c'est que je commande les différents composants avec une plaque d'essai et que je fasse le test en réel avec mon moteur.
je vous tiens au courant (c'est le cas de le dire!!!)

Bonne soirée

[JEFFJFC16]

Bonsoir,

Je vais encore vous embêter un peu je crois!!!
J'ai enfin réussi à trouver du fil resistif à 0,433 ohm/m en diametre 1,2 mm, ce qui me va pas mal.. Toutefois j'ai vraiment galéré pour en trouver donc si vous connaissez des vendeurs pour ça...
J'etais pret a finaliser mon circuit pour essai et je suis tjrs confronté à un léger soucis.. celui d'avoir un témoin allumé en position serré... J'avais pensé à mettre un inter 3 positions pour serrage et desserage et un bete témoin quand le bouton etait en postion sérré.
Toutefois, si je laisse l'inter en position serré, que va-t-il se passer avec le montage?? les relais vont claquer en permanence?
Arrivé a 20 A, ca va couper l'alim mais vu que l'inter va resté en position serrer, l'alim va se remetre en route pour recouper aussitot?? Avez vous une idée pour allumer un témoin en postion serrée tout en coupant vraiment l'alim à 100%???

Merci d'avance et bonne soirée.

[Antoane]

J'ai enfin réussi à trouver du fil resistif à 0,433 ohm/m en diametre 1,2 mm, ce qui me va pas mal.. Toutefois j'ai vraiment galéré pour en trouver donc si vous connaissez des vendeurs pour ça...

Ca peut se récupérer sur presque tout ce qui chauffe : radiateur, grille-pain, chauffe-eau... mais c'est rarement prévu pour 20A, il faut donc en mettre plusieurs en parallèle.
Sinon, voir par exemple ici : http://www.conrad.fr/fil_resistif_co...464_206022_FAS, mais il est trop fin, il en faudra plusieurs en parallèle.

Toutefois, si je laisse l'inter en position serré, que va-t-il se passer avec le montage?? les relais vont claquer en permanence ? Arrivé a 20 A, ca va couper l'alim mais vu que l'inter va resté en position serrer, l'alim va se remetre en route pour recouper aussitot??

J'en ai bien peur

Avez vous une idée pour allumer un témoin en position serrée tout en coupant vraiment l'alim à 100%???

J'avais complétement oublié le témoin, désolé. Je ne vois pas comment le rajouter simplement : il faut ajouter une bascule, mise à 1 par le bouton serrer et à 0 par le bouton ouvrir. Il faut donc 2 transistors et une poignée de composants passifs ou 1/2 circuit intégré.

Concernant la prise en compte du pic de courant du démarrage du moteur : je pense qu'il suffira de rajouter un condensateur entre la base et l'émetteur de Q1.
N'oublie pas non plus le potentiomètre en parallèle et d'augmenter un peu la résistance schunt.
Pense aussi qu'en général, le fil résistif ne se soude pas, il faut le sertir.

[Tropique]

Bonsoir,

Alors je suis en train de commander ma plaque de test avec les composants pour essayer tout ca!
par contre, j'ai un peu de soucis avec R5 pour la détection de courant....
Comment arriver précisément à 39mohm tout en passant plus de 200w??
Je pensais à bobiner une résistance avec un fil cuivre de bonne section mais quelle va être la précision??

Il vaut mieux acheter du tout fait:
http://fr.farnell.com/ohmite/tk20pr0...tor/dp/1275713
http://fr.farnell.com/vishay-dale/lv...m-1/dp/1108087
http://fr.farnell.com/welwyn/oar3-r0...040/dp/1200371
http://fr.farnell.com/ohmite/15fr040...ohm/dp/1562586
etc

[JEFFJFC16]

Bonjour,

Merci Antoane, je vais voir comment gérer ça, de toute façon, je verrai bien en réel quand j'alimenterai la premiere fois!!!!
J'attends encore des relais aujourd'hui pour tester!

Merci et A+

PS: si tu trouve une idée lumineuse pour se témoin n'hesite pas!!!!

TROPIQUE, merci pour ta réponse mais le problème est les 240W à passer!!!

[Tropique]

TROPIQUE, merci pour ta réponse mais le problème est les 240W à passer!!!

Tu ne les dissipes pas j'imagine?

[Antoane]

Heureusement, la résistance shunt ne voit pas ces 240W. Plusieurs façon de comprendre le truc :
- 12V batterie * 20A = 240W, donc la batterie fournie bien 240W. On suppose que le schunt doit dissiper 240W, donc il reste 240-240=0W pour le moteur ! Pas très efficace ton système ;
- 240W sous 12V, c'est 20A, on est d'accord. 20A dans 39mohm, c'est P=R*I²=16W ;

Ici, comme calculé juste au-dessus, le shunt dissipera au maximum 16W, c'est beaucoup, mais pas pendant longtemps : le principe c'est justement que lorsque le courant attend 20A, on coupe le courant. On sera plus probablement aux alentours de 5 à 10W en continu, et encore : que pendant les courtes phases de serrage/desserrage.

Au passage, s'il fallait dissiper 240W dans 39mOhm, ça ferait 78A !

[JEFFJFC16]

Desolé, j'avais du fumer quelque chose de pas net!!
Effectivement, je ne devrait pas dépasser 16w sur le shunt

Question con (je rappelle que je suis loin de connaitre l'electronique pure!!), existe-il des relais type télé rupteur qui fonctionne en impulsionnel?? Cela me faciliterai peut etre le boulot!

Merci d'avance

[Antoane]

Tu peux utiliser un relais bistable (http://www.sonelec-musique.com/elect...ie_relais.html) : l'une des bobines sera alimentée par le BP "ouvrir" l'autre par "serrer".
En fait, ça revient à faire de manière électromécanique ce que je proposais de faire en tout électronique.

C'est plus lourd, plus cher, plus encombrant, bien moins élégant, sans la moindre esthétique, mais : c'est plus simple, et peut-être même plus fiable.

Si tu te diriges dans cette voie, autant remplacer l'ensemble (enfin, presque) de l'électronique du post 13 par 2 relais bistables.

[JEFFJFC16]

Bonsoir,

Alors ca y est, j'ai tout branché et cela ne fonctionne pas....
Je vais recontroler tout le cablage pour etre sur, mon pb c'est que je n'ai que 2v sur toutes les broches alimentée par R3.
Juste pour ma culture perso, quel est le role des portes B et D?

Merci, bonne soirée

[Antoane]

Bonsoir,
en PJ un synoptique du système : les portes réalisent, deux par deux, les bascules RS. La porte OU est réalisée par les deux diodes D7 et D8.
Et en prime un schéma mis à jour.

Le but des résistances R8 et R9 et des liaisons qui ont disparues dans le nouveau schéma était de laisser les sorties à 0 dans le cas ou l'utilisateur appuyait sur les boutons alors que le moteur avait déjà dit : on est en butée.
C'était simple, mais pas fonctionnel
Je ne vois pas de moyen simple d'ajouter cette sécurité, qui n'est finalement pas vraiment obligatoire : dans ce cas, les relais vont se faire entendre et ça permettra de serrer un peu plus, "au cas où".
Je ne sais pas quelles valeurs tu as donné à P1, R4 et C1, mais peu importe : je les ai mise un peu au hasard, il faudra déterminer expérimentalement

PS : si c'est plus simple, tu peux laisser R8 et R9 en place, il faut juste supprimer les deux liaisons.

[trebor]

Bonsoir,
En attendant le retour de Antoane et de Tropique ou autres pros, voici un lien qui explique les fonctions logiques du 4011 un quadruple portes NAND ( NON-ET ), tu peux changer le signale des entrées A et B et constater la réaction de la sortie.
En haut à gauche tu peux choisir d'autres opérateurs logiques AND ( ET ) OR ( OU ),......> http://subaru.univ-lemans.fr/AccesLi...o/portes2.html

Tu dois avoir Java pour la simulation des fonctions logiques

A la mise sous tension, les 2 entrées sont à 1 et la sortie à 0.
Il suffit qu'une seule ou les 2 entrées passe à 0 pour que la sortie passe 1.

http://forums.futura-sciences.com/at...leur-frein.jpg

Le faite que la sortie de l'un est reliée à l'entrée de l'autre, cela garanti et maintien la sortie de la 1er porte à 0 = transistor Q2 est bloqué.

Bonsoir Antoane,

A+

[JEFFJFC16]

Bonsoir,

Merci Trebor, tres bon lien pour comprendre le fonctionnement de ces petites bestiolles!!

[JEFFJFC16]

Bonjour Antoane,

J'ai corrigé avec ton nouveau schéma et fait le branchement, ca c'est mis a serrer à fond aussitot!!
J'ai regardé avec le lien de Trebor et je ne comprend pas une chose:

Au repos, j'ai 5v en 1 et 0 en 2 donc 5v en 3. J'envoie donc 5v en 5 et j'ai 5v en 6 donc 0V en 4, donc a priori, je pilote en permanence les 2 relais???

Qu'en pensez vous?? tu as un simulateur pour tester? ca réagis comment?? Sur ce type de circuit NAND, la sortie est à 0 uniquement quand les 2 entrées sont à 5V??

Merci d'avance