Séparation par optocoupleur

[TagAtchoum]

Bonjour,

Je reviens vers vous dans le cadre de mon projet universitaire sur le smart wheel balance (skate board auto-balancé).
Pour résumer le projet : C'est un skate électrique sur lequel l'utilisateur peu avancer ou reculer en fonction de l'inclinaison de la plate-forme. La vitesse varie en fonction de l'inclinaison des plate-formes articulé.
Dans ceux-ci se trouve un accéléromètre et un gyroscope. Mon soucis est pour qu'il ait rotation, il faut qu'un détecteur photoélectrique à fourche soit coupé (utilisateur sur le système).
Je souhaiterai savoir si la transmission d'informations d'un gyroscope et accéléromètre vers un contrôleur peut être coupé par un optocoupleur ? Car je sais qu'un optocoupleur sert principalement à séparer la partie commande de la partie puissance par isolation galvanique.
Je joins le schéma fonctionnel du système.


L'accéléromètre gyroscopique à sur la puce, un processeur de mouvement numérique embarqué Digital Motion Processor (DMP) qui calcul l'angle. Les informations d'angles sont envoyées au contrôleur, ce dernier commandera par un signal MLI les transistors du pont en H du moteur brushless pour faire varier la vitesse et retrouver un angle nul (principe du pendule inversé).

Je suis novice dans l'électronique et j'ai du mal à visualiser le cheminement de l'ensemble ...
Récupération des paramètres physiques du système (gyro+accéléro) --> Microprocesseur --> Optocoupleur --> Contrôleur (asservissement PID) --> Signal MLI vers pont en H --> Moteur ?

Merci pour vos futurs réponses
-----

[PIXEL]

hello ,

la séparation par opto sert essentiellement à l'isolation galvanique de sécurité :

commande basse tension par un µ alimenté en 5V > un circuit de puissance alimenté par le réseau 230 , par exemple.

dans ton cas où le même accu alimentera le tout , je ne saisis pas la pertinence du choix de l'opto,
qui est donc une complication inutile.

[invite03481543]

+1 ***********

[TagAtchoum]

hello ,

la séparation par opto sert essentiellement à l'isolation galvanique de sécurité :

commande basse tension par un µ alimenté en 5V > un circuit de puissance alimenté par le réseau 230 , par exemple.

dans ton cas où le même accu alimentera le tout , je ne saisis pas la pertinence du choix de l'opto,
qui est donc une complication inutile.

Bonjour, merci pour ta réponse.
Ma question est plutôt :
Le capteur photoélectrique à fourche détecte l'utilisateur sur le gyroboard par le biais d'une languette par pression. Il a été remarqué que s'il n'y a pas coupure du faisceau alors il n'y a pas rotation du moteur. Je souhaite savoir si les informations du capteur (gyro+accéléro) peuvent être transmis sous condition du détecteur photoélectrique ? (si coupure alimentation moteur avec réception info capteur, sinon rien)
Un capteur photoélectrique à fourche est bien un optocoupleur si j'ai bien compris ? (LED + phototransistor)

Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[DAUDET78]

Un capteur photoélectrique à fourche est bien un optocoupleur si j'ai bien compris

Non ...
C'est un photodétecteur ! D'où la confondaison .....

[TagAtchoum]

Merci pour l'éclaircissement ! En remplacent le mot optocoupleur par photodétecteur, mon histoire est-elle possible ?

[PIXEL]

tu peux tout aussi bien le remplacer par transatlantique.....

ces composants sont des capteurs , pas faits pour le traitement du signal !

[TagAtchoum]

J'étudie un système tout fait et non pour le modifier. C'est juste pour en comprendre le fonctionnement. D'où mon questionnement

[TagAtchoum]

Je rajoute une autre petite question m'enquiquine, ça concerne le calcul du CTR du phototransistor. C'est juste pour vérifier mes calculs.
J'ai les données suivantes, malheureusement dans une langue qui complique la compréhension, impossible à traduire car c'est une photo.
On sait que CTR = Ic/IF = 4mmA / 5mmA = 80 % ?


Maintenant si je veux calculer le gain pour déterminer si j'ai une réponse rapide ou lente :

IE = (Ip + IB) (β + 1) donc β = (IE / (Ip+IB))-1
Comment est ce que je peux le calculer sans avoir ces informations ...

Merci à vous

[DAUDET78]

On sait que CTR = Ic/IF = 4mmA / 5mmA = 80 % ?

Non,
Pour If=20mA, tu as saturation du phototransistor à 0,4V si le courant collecteur est inférieur à 0,5mA

Maintenant si je veux calculer le gain pour déterminer si j'ai une réponse rapide ou lente :

Tu ne peux pas calculer .....
Car ces enfoirés (tous les fabricants !) te donnent des temps de commutation avec un Vce de 5V. Or toi, tu travailles en bloqué/saturé (0,4V) ! Les temps sont beaucoup plus longs ...... mais, c'est moins vendeur de donner des valeurs utiles mais pénalisantes !

[TagAtchoum]

Merci pour ta réponse ! Mais il doit y avoir un soucis car je ne peux pas avoir un CTR de 2,5 % :O ? CTR = IC/IF = 0.5mA/20mA = 2.5%

[PIXEL]

concrètement , on en a rien à cirer.....

un opto est là pour transmettre une info, point barre....

on envoie donc un courant suffisant sur la diode , et basta ( sinon on n'en sortirait pas ! )

[DAUDET78]

Mais il doit y avoir un soucis car je ne peux pas avoir un CTR de 2,5 % ?

Et pourquoi ? C'est interdit par qui ?

Regarde un produit similaire
http://www.produktinfo.conrad.com/da...EE1041_5MM.pdf
CTR de 0,5 %

Donne le schéma où est monté ton capteur ?

[TagAtchoum]

Et pourquoi ? C'est interdit par qui ?

Regarde un produit similaire
http://www.produktinfo.conrad.com/da...EE1041_5MM.pdf
CTR de 0,5 %

Donne le schéma où est monté ton capteur ?

Interdit par personne mais j'avais vu que le CTR était compris entre 10% à 150% voire plus
Aucun doc n'est disponible sur le système. Les entreprises veulent donner aucune informations ... D’où la complexité à bien comprendre le fonctionnement et la relation entre chaque composant.

Mais si la valeur du CTR importe peu, alors c'est pas grave :P

Merci en tout cas

[DAUDET78]

mais j'avais vu que le CTR était compris entre 10% à 150% voire plus

Ou ça ? dans le Chasseur Français ?

Mais si la valeur du CTR importe peu, alors c'est pas grave

Ah si que c'est important dans le calcul du fonctionnement du capteur !
Si tu alimentes en 5V (par exemple)
- Il faut faire passer 20mA dans la LED. Donc une résistance série de (5-Vf)/0,02=(5-1,6)/0,02=170 Ohm (on met 180 normalisée)
- Donc le courant LED est de (5-1,6)/180=17,36mA
- Comme le CTR est de 2,5%, il faut un courant max dans le phototransistor de 17,36mA*0,025=0,434mA
- Donc la résistance de pullUP doit être plus grande que (5-Vcesat)/0,000434= (5-0,4)/0,000434= 10,599K (on met entre 12K et 22K normalisée)

[TagAtchoum]

Je vais avoir honte de la réponse mais je vais dire wikipédia : https://fr.wikipedia.org/wiki/Photocoupleur

Merci pour ta réponse ! ça me donne des informations supplémentaires !

[DAUDET78]

Je vais avoir honte de la réponse mais je vais dire wikipédia

Tu mélanges encore deux produits qui n'ont rien à voir (sinon la LED et le phototransistor)
- Le Photodétecteur qui détecte la présence ou l’absence mécanique d'un obstacle
- Le Photocoupleur qui transmet une information digitale ( "0" ou "1") par voie optique ( isolation galvanique)

Dans le premier cas, le couplage optique est mauvais ( distance de plusieurs millimètres, pas de focalisation)
Dans le deuxième cas, le couplage optique est optimum ( distance très faible, voir fig . 2A )

[TagAtchoum]

Merci encore pour cette indication. Il est vrai que j'ai du mal à bien cerner leur différence --'.
Je t'ai également envoyé un message personnel pour des questions supplémentaires

[DAUDET78]

Je répond uniquement aux questions posées sur le forum. Un forum est public et tous les intervenants ont droit aux mêmes informations.
Je n'ai pas la connaissance universelle et l'avis de tous est un plus .

[TagAtchoum]

Ce message reprend le premier écrit.
Je postule donc le message envoyé :

Appropriation du système : https://ifixit.org/blog/7821/swagway...n-hoverboards/

Je possède dans le système 2 MPU-6050 (sortie analogique je suppose, doté d'une interface I²C pour la communication avec d'autre capteurs) qui sont des accéléromètres gyroscopiques (1 dans chaque pédale). Ce dernier donne l'inclinaison des plateformes du gyroboard ou se situe le pilote. J'ai également un photo-détecteur comme vous avez pu le voir qui transmet l'information de présence du pilote (pressions des pieds de l'utilisation avec un système à languette). Aucune rotation du moteur si le photo-détecteur n'est pas coupé. Je possède également une carte mère contrôleur pour contrôler les 2 moteurs brushless avec certainement 2 ponts en H au vu des transistors avec dissipateur situé au abord de la carte mère.


Mes questions sont :
Comment puis je relier tout ces éléments. Comment les informations se lient elles ?
(Gyro + accéléro avec sortie analogique) + (photo-détecteur avec courant) --> Microcontrôleur --> contrôleur --> moteur brushless ?
L'asservissement est certainement du PID réalisé sous cette même méthode : http://public.iutenligne.net/etudes-...vissement.html
Pensez vous que cela soit concordant ?

Le contrôleur envoi certainement du MLI au pont en H du moteur qui donnera une valeur moyenne avec le rapport cyclique pour la variation de vitesse non ?
Mais la variation de vitesse doit dépendre de l'angle d'inclinaison
Merci pour le temps consacré !

[DAUDET78]

Je possède également une carte mère contrôleur pour contrôler les 2 moteurs brushless avec certainement 2 ponts en H au vu des transistors avec dissipateur situé au abord de la carte mère.

Tu lis le texte

Appropriation du système :

On ne parle pas de Ponts en "H" ... mais de

the main focus of the control board is the six half-H drivers

Autrement dit, 3 demi-ponts pour chaque moteur. Et c'est normal pour piloter des brushless ...
Donc, si tu interprètes mal la doc que tu as, ça va être dur dur d'analyser la conception du système !

Comment puis je relier tout ces éléments. Comment les informations se lient elles ?

Un capteur ne dialogue pas avec un actionneur ou un autre capteur.
Un capteur, c'est con comme un balais ! Ca capte et c'est tout.
Un actionneur, c'est con comme un balais ! Ca actionne et c'est tout.
Ces périphériques dialoguent avec le(s) µC(s) par un bus quelconque. Dans ton cas , un bus I²C

L'asservissement est certainement du PID réalisé sous cette même méthode : http://public.iutenligne.net/etudes-...vissement.html

Ton lien est cassé ... faut pas faire un copié/collé . Le bon lien http://public.iutenligne.net/etudes-...vissement.html
Oui, mais probablement en numérique.

Le contrôleur envoi certainement du MLI au pont en H du moteur qui donnera une valeur moyenne avec le rapport cyclique pour la variation de vitesse non ?

Là, tu causes d'un moteur CC. Pour un brushless, c'est un moteur triphasé, c'est plus complexe . Renseigne toi .

[DAUDET78]

Pour ta culturation :
https://www.google.fr/url?sa=t&rct=j...NcBp9Q&cad=rja
http://jacob.patrick.free.fr/moteurs.../commande.html

[TagAtchoum]

Merci pour les informations.

Je viens de faire un schéma. J'ai du mal à insérer le MLI dans le schéma.
Vous en pensez quoi ?

J'ai donc mes capteurs + détecteur+ position effet hall qui vont au microprocesseur via une interface BUS I²c dans lequel il y a un asservissement PID. Le micro envoi au transistor le signal MLI pour la variation de vitesse ?
Les 2 ponts sont alimentés par la batterie en parallèle.

Schéma 1.jpg

Schéma 2.jpg

Un petit schéma de votre part pour une bonne compréhension ne serait pas de refus car la c'est critique même après recherche. Il n'explique par concrètement le branchement de la variation de vitesse sur l'onduleur triphasé ...

Merci pour les docs

[antek]

Il faudra passer par des pilotes pour les MOS.

[DAUDET78]

J'ai donc mes capteurs + détecteur+ position effet hall qui vont au microprocesseur via une interface BUS I²c

NON
- mes capteurs -bus I²C
- détecteur opto -> un fil
- effet hall-> 3 fils par moteur

dans lequel il y a un asservissement PID.

Oui

Le micro envoi au transistor le signal MLI pour la variation de vitesse ?

Non
Pour commander un brushless, il faut générer 3 tensions AC décalées de 120° (triphasé). La fréquence détermine la vitesse de rotation, l'amplitude le couple.
Le µC génère ces 3 tensions (par moteur) en fréquence, amplitude et signe en modulant chaque demi-pont en MLI ( il chôme pas !)

Les 2 ponts sont alimentés par la batterie en parallèle.

Oui

Un petit schéma de votre part pour une bonne compréhension ne serait pas de refus

Et que tu n'auras qu'à joindre à ton rapport ....

[TagAtchoum]

Je suis un grand novice donc qu'entends tu par pilotes ?

[antek]

Je suis un grand novice donc qu'entends tu par pilotes ?

Le µC en général est incapable de commander directement des MOS, il faut passer par une interface de commande (pilote, driver, . . .).

[DAUDET78]

Je suis un grand novice donc qu'entends tu par pilotes ?

Circuit d'interface hard entre la sortie du µC et les commandes des grilles des MOS des demi-ponts

[TagAtchoum]

Et que tu n'auras qu'à joindre à ton rapport ....

Merci pour les informations. C'est simplement pour mieux comprendre le fonctionnement et non pour recopier bêtement un schéma que toi seul ou encore des personnes confirmées pourront comprendre. Si je fais la démarche de venir ici c'est que j'ai besoin d'aide pour comprendre.

Circuit d'interface hard entre la sortie du µC et les commandes des grilles des MOS des demi-ponts

Le µC en général est incapable de commander directement des MOS, il faut passer par une interface de commande (pilote, driver, . . .).

Merci pour les informations.

Si j'ai enfin compris, j'espère ...



J'ai ce genre de montage avec : A la place du PIC mon microcontrôleur ou arrive dessus les 3 capteurs à effet hall, gyro + accéléro 2 fils + photo-détecteur 1 fils Ensuite il envoi un signal PWM au driver qui l'envoi aux transistors.

Par contre j'ai certes 3 capteurs à effets hall mais j'ai 5 fils ...
Il existe plusieurs type de MLI. Dans mon cas vu que ça vient d'un microcontrôleur : On commande les transistors avec un motif rectangulaire ou triangulaire ? auquel on superpose une modulation à haute fréquence réalisant la variation de tension non ?

[DAUDET78]

Par contre j'ai certes 3 capteurs à effets hall mais j'ai 5 fils ...

0V , Ph1 , Ph2 , Ph3 , Vcc

On commande les transistors avec un motif rectangulaire ou triangulaire ?

Rectangulaire. La seule chose que sait faire un µC