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demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation



  1. #1
    inso la folle

    Question demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation

    bonjours et encore bravo pour ce site. ca fait 2 ans que je le consulte regulierement, mais c'est mon premier post !

    bon, alors, petit topo rapide de la situation : je concois en ce moment un "mod" home build de PC (en gros un boitier fait main) non pas dans un but de "tunning" mais utile, a savoir creer dans un volume assez reduit un serveur de 42 disque dur (11 To sécurisé)

    je fait l'impasse sur tout ce coté la, qui a un interet mineur. je ferais un post dessus sur les forums de "jacky PC" dans quelques jours / semaine pour les plus curieux d'entre vous, il nous suffira d'y aller.
    ce qui m'importe aujourd'hui c'est la conception du systeme electronique.

    j'utilise l'excelant orcad 10.5 pour faire mes essai. le typon sera realisé chez moi avec "wintypon".

    le systeme est constitué d'une carte electronique. elle sera sans doute edité dans plusieurs version (4 canaux, en CMS ou standart, 8 canaux, CMS/standart et 16 canaux avec carte fille / canal (modulable, donc) en MCS et standart)
    elle dispose de :
    1 processeur centrale facile a programmer in situ, meme pour les debutant, langage "basic" => pic basic bas de gamme.
    1 sortie / entrée TTL au format serie. on pourra y mettre une mini carte RS232 ou meme developper des solution particuliere : USB, ethernet, bluetooth ... ce port permet d'echanger des ordre et des compte rendu de capteur entre le PC et le module
    2 entree / sortie dispo. on pourra les utiliser pour developper des carte fille et des bus : sortie sur ecran alphanumérique, entrée clavier complexe, ou encore raccorder des mini module d'asservissement des disque dur pouvant donner l'alimentation (consommation) la couper, et relever la temperature ... a chacun d'inventer ce qu'il veu et de modifier le programme du pic basic !
    1 entrée + 1 sortie avec un protocole complexe logiciel pour mes propres cartes. elle pourront servir a autre chose en changeaant les lignes de code ...
    16 entrée numérique
    16 sortie numérique
    8 entrée analogique
    8 entrée de température
    8 - 16 canaux PWM + interface de puissance pour controle ventillateur
    8 - 16 canaux compte tour.

    ce sont ces cannaux qui m'interesse le plus ...

    j'ai pas mal reflechis a creer un systeme PWM a base de composant logique courant, peu chere et dispo aussi bien en CMS qu'en DIL.
    la base de l'horloge est fournie par un NE555.

    => premiere question : j'ai beau chercher, je ne trouve pas de solution pour faire un asservissement de fréquence numérique du NE555. quand j'entend asservissement, je ne parle pas de systeme bouclé, mais d'un asservissement par le processeur, autrement dit, la possibilitée d'utiliser un port 8 bit pour donner une fréquence consigne au NE555.

    => seconde question (et elle c'est plus "pressant" : j'ai beau chercher, je ne trouve aucun datasheet de ventillateur de PC digne de ce nom. j'aimerais savoir quel est le schémas interne du compte tour. si quelqu'un a l'equipement chez lui, peut il me dire la "forme" du signal tachi de sortie ? je crois savoir que le compte tour est formalisé par une mise a la masse 2 fois par tour. et que le signal est de type carré. mais quel est sa tension ? si on alimente le ventillo en 12v, le niveau haut du tachi est il a 12v aussi ? comment adapter ce signal pour simplement l'appliquer aux port d'entrée d'un compteur, en technologie 74HC ? (et non Cmos !)

    => troisieme question : quel est le type de l'interface de puissance ? les diodes de roue libre sont elles necessaire, de quel type ?

    => quatrieme question : est ce que quelqu'un a un schémas equivalant d'un ventillateur COMPLET a me proposer pour le mettre dans orcad ? mon soucis est le suivant : dans l'etat, meme avec l'interface de puissance, aucune prise en compte de l'inertie est visible. on a toujours des MLI tout le long... j'aimerais un systeme complet, qui meme si il est pas "reel" est rigoureux :
    trois entrée - sortie : tachi (le compte tour) +12V (alim) PWM (la masse qui est modulé par un BUZ11) il faut que en sortie de ceci : le tachi reagisse fonction de l'alimentation, qu'eventuellement j'ai une tension pseudo image de la vitesse (avec un coef d'amortissement possible et reglable en ne touchant que certains composant) et de meme pour la puissance (ca c'est logique avec une simple resistance série !) enfin, il me faut le fameux retour de courant du generateur interne pour justifier et tester les différentes configuration de diode de roue libre du systeme.
    au moins, sans aller jusque la, me montrer le schémas d'un compte tour ventillateur, et celui d'un modele theorique de moteur, tenant compte des transitoire et de l'inertie mécanique du systeme ... pas moyen d'en trouver ou que ce soit. or, je sais qu'en premiere année de BTS j'en avais deja fait un. mais plus moyen de trouver ca dans mes fichiers... ni dans mes court. (meme pas de datasheet de moteur dans le guide du technitien, dans le precis d'electronique, hormis dans ce cas les regle de maths sans schémas equivalant, chose que je ne sais programmer sous orcad, ni enfin meme dans le memotech ...)

    => question (ouverte) 5 : que pensez vous de ma solution actuelle ? des defaut ? des propositions ? (on doit rester dans une marge de cout tres faible) le NE555 est commun a tout les modules, bien sure, ce qui explique son absence ici ... (autre point, aucune adaptation pour le moment sur tachi ...)
    actuellement le coeur du systeme PWM est mal otpimisé. il me faudrait par exemple des modele de comparateur (ca n'apparait pas sur le schémas, mais c'est pourtant le cas) et de compteur avec des sortie non inverseuse, ce qui economiserais les deux porte nand (moins chere, moins de cablage, moins de taille de PCB) peut etre meme que l'on peu trouver des modele de JK sans entrée de selection JK mais seulement l'horloge, avec 4 bascule / boitier au lieu de deux, ce qui ferais encore gagner des sous. ou alors (tres peu probable) avec des "or" integré (j'en ai vu avec des "and" mais pas de "or").
    les trois Buz, on ne pourra en souder que 1, et peut etre j'en choisirais de plus puissant. pour le moment, je n'ai fait aucun choix technique a ce niveau
    est ce que une resistance de 1k semble correcte ?
    quel valeur pour les condensateur de decouplage des 74HC ? (et faire en sorte qu'on puisse s'en passer eventuellement pour grapiller de precieux sousous)

    voila, j'attend vos commentaires !

    -----

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  3. #2
    inso la folle

    Re : demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation

    personne ne peu eclairer ma lanterne ?

  4. #3
    inso la folle

    Re : demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation

    help ... je ne sais pas comment regler le soucis, j'ai beau prendre ca dans tout les sens pas moyen ni de faire un schémas equivalant de moteur digne de ce nom, ni de trouver le fonctionnement interne du compte tour, ni encore de trouver d'autre reference de composant ...

  5. #4
    gcortex

    Re : demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation

    tu peux résumer ?
    pourquoi un 555 ? le pic peut faire ce travail là

  6. #5
    inso la folle

    Re : demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation

    mon processeur est un pic basic qui ne gere que 2 lignes PWM. quand aux pic standart, malheureusement, min matos de programation est defecteux. je voulais faire la fonction PWM que a base de composant logique simple

    la question d'un asservissement de requence du PWM est tout a fait accessoire. je ne sais plus les perf du PB mais en plus il y a peut etre un oscillateur integré reglable.

    ma question est de l'ordre du module PWM

    explication de fonctionnement :

    l'horloge du NE555 va 256 fois plus vite que celle que l'on veu pour le cycle PWM
    ensuite, ce signal carré passe par un compteur (bloc graphique 4, ligne 3 sur les dessins des graph de sortie)
    celui ci compte le nombre de "1" de 0 a 255.
    c'est la quatrieme ligne du bloc de graph 4
    cette sortie de compteur est comparé (par un comparateur) a une valeur consigne (ligne 2)
    il y a deux sortie generale qui sont ensuite comparé par un "ou" logique (ligne 5,6,7)
    la ligne 5 passe a "1" si le compteur depasse ses valeurs max
    la ligne 6 passe a "1" si le comparateur reconnais la valeur consigne (ligne 2 et 4 identique)
    la ligne 7 est un "ou" entre la 5 et la 6.
    la ligne 7 est branché a une bascule JK. (rappel JK : a chaque front montant ou descendant (descendant pour mon choix de JK) la sortie change d'etat. c'est comme un interrupteur de cage d'escalier : on clic, ca s'alume, on reclic ca s'eteint, etc ...)
    le bloc de graph 1 presente le cas d'une selction 255 en commande
    le second la commande 0
    le troisieme la comùmande D2 soit 210 decimal
    le dernier graph a chaque fois presente l'etat du PWM.

    le dernier schémas montre la structure externe

    le signal d'horloge est commun a tout les modules (les 8 ou 16 donc)
    la consigne est donné en I²C sur des registre. le bus I²C est commun a tout les module, mais la selection de l'info est elle parrallele avec un multiplexeur. le processeur renvois sur le bus la consigne puis sur le mux lequel des module est concerné.
    pour le retour tachi, le meme compteur est utilisé. avantage : c'est un trois etat. il suffit donc de demander et on a le retour sur un bus 8 fils commun. pratique.
    l'interface de puissance est un mofset.

    les questions : avez vous de meilleur reference de compteur / comparateur, entre autre ayant une sortie non inverseuse, ce qui economise les deux porte NAND monté en NO
    que pensez vous de l'interface de puissance ? serat elle suffisante ? est ce bon pour des ventillo ?
    comment modeliser sous orcad le fonctionnement complet du ventillo, avec effet transitoire, moment inertiel et tout le bordel ? (passer les equadif sous forme de schémas elec)
    quel est le type de signal du retour tachi et comment le mettre en forme entre ma prise "tachi" et mon entrée de compteur ?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    gcortex

    Re : demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation

    pourquoi 3 pwm ?

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  10. #7
    inso la folle

    Re : demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation

    comment ca "3" ? je n'ai jamais cité 3 comme chiffre !

    le pic basic gere 2 voie. et encore pour les meilleurs. ca ne suffi pas a couvrir les 8 voie dont j'ai besoin. surtout que j'en achete un bas de gamme ... qui risque fort de ne meme pas en avoir !

    donc je fait appel a un bus I²C pour configurer des consigne sur des sous module a base de composants logique qui ont pour ordre d'elaborer un PWM fiable a partir d'une horloge commune (idealement asservie par le processeur en frequence)

    sur le principe, les schémas présenté ici fonctionnent. (les graph de simulation sont correct. il reste un petit "pic" positif a "0" et un pic negatif a 255 mais rien de bien mechant. tout au plus cela voudra dire qu'a 0 le ventillo ferais un peu de bruit. mais qui s'en soucis puisque il est peu probable de demander d'eteindre carrement le ventillo ?

    ce que je veu c'est modeliser le ventillo pour faire une etude en cas de demande de changement de vitesse
    de savoir quel est le fonctionnement interne de la tachi pour adpater le signal avant de le compter (de ce que je sais, deux mise a la masse par tour. mais le niveau haut ? et l'adaptation ?)

    enfin, de savoir si on peu ameliorer ce schémas (sans en changer le principe !)
    par exemple, ici, le comparateur et le compteur ont des sortie inverseuse (dommage !) ce qui m'oblige a ajouter deux porte NAND sur le schémas (cablé en NO). sur le principe, rien de grave, ca m'a permis d'atester que le principe pour generer un PWM est fiable. mais en pratique, un composant, de la place et des piste de trop !

    de meme, il parait qu'il existe des bascule JK ou les pates JK ne sont pas disponible, et seulement l'horloge, avec JK en interne bloqué a 1, donc placé en mode bascule. cette economie de pate permettrais de mettre 4 bascue JK par boitier DIL ce qui economise beaucoup de place et deux composant (pour 8 canaux PWM). est ce que ca existe ? quel reference ?

    enfin, est ce que mon interface de puissance est bonne ?
    quel choix de mosfet ? celui ci convient il ? la diode ? est elle suffisante ? la reference est elle bonne ou dois je en choisir une autre ? existe t'il des schémas tout fait de puissance pour des signaux PWM ? la resistance de 1k est elle bien ? ou faut il la changer ? par quoi ? quel puissance pour cette resistance ?

    de meme : les condo de decouplage sont ils vraiment necessaire ? puis je leur reserver une place sur le PCB sans physiquement les installer ? quel valeurs ? quel technologie ?

    et pour finir, mais ca ca serais "idealement" : comment asservir la frequence d'un NE555 par 8 canaux numérique parrallele ?
    enfin : d'apres vous est ce qu'on peu placer en sortie du PWM un systeme de sortie analogique pure (au lieu d'une interface de puissance) et dans ce cas offrir des possibilitée de reglage vitesse mini et maxi pour que les 256 pas du rehobus agissent entre ces deux vitesse et non 0-12 V etant entendue que entre 0 et 3 V, soit 1/4 de l'echelle est inutile (ventillo a l'arret) et meme de 0-5V dans les phase de demarage ...

  11. #8
    etienne boilley

    Re : demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation

    un PIC peu gerer tout ca sans composant externe (sauf un quartz, max pour la liaison serie et 1 mosFET par ventilateur) mais bon c pas grand chose

    ya que le compteur qui sera un peu plus dur a gerer (un pic n'en possede pas autant en hard) mais il possede plein d'interuptions sur le port B, si c <100kHz tu n'aura donc aucun problem a le gerer en soft

    a+
    (je cherche des librairies orcad PIC et dsPIC qqn en a ?)

  12. #9
    inso la folle

    Re : demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation

    sauf que mon cahier des charge inclue l'utilisation non pas d'un PIC mais d'un PIC BASIC (comme un basic stamp) lequel ne gere en hardware que 2 PWM et en software, ne tournant qu'a 1000 instruction seconde, ca limite tout de meme grandement la marge. il faut apparement une vitesse PWM de l'ordre de 20 - 40 Khz pour eviter d'entendre l'influance PWM sur les ventillo (audio, donc) on est toujours dans le domaine des basse frequence, pas trop de soucis. ce qui signifie tout de meme que sans aucun doute mon 555 devra carburer derriere (256 fois 40 Khz soit 10 240 Khz (10 Mhz !) on est largement au dessus des 1000 instruction seconde de mon PICBASIC. meme le meilleur (56 000 instruction seconde) n'a guere de marge. ca doit etre tout de meme faisable, effectivement, avec un peu de prise de tete. mais je reste sur mon idée de base d'un systeme a 100% composant logique. (si possible) sinon, a part pour l'adaptation de la tachi, le moteur et l'interface de puissance, pas grand chose a prévoir ... mais ces trois question, dans un cas comme dans l'autre sont donc non resolue, et en attente ?

  13. #10
    inso la folle

    Re : demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation

    toujours pas de proposition ? personne ne connais le schémas equivalant du moteur en transitoire ? ni de meilleur référence de composant ? ni ne peu me dire si mon interface de puissance est bonne ? ou encore m'aider a determiner l'alure de la tachi ? (j'ai pas d'oscillo pour faire des essais chez moi)

    en esperant avoir rapidement des réponses, et en vous en remerciant ...

    cordialement

  14. #11
    inso la folle

    Re : demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation

    bon, procedont par etape :

    nous avons une sortie de ventillo, qui, a priori, se comporte en passant 2 fois a la masse par tour de ce dernier. j'ignore l'etat haut de ce dernier. est t'il inconu ? ou passe t'il de la tension d'alimentation du ventillo (soit une tension entre disons 5 et 12V), je ne sais pas...

    la question est, comment adapté ce signal pour avoir du 0-5V en sortie. une simple resistance de rapel sur 5v peu faire l'affaire ? mais si le potentiel est a 12v a l'etat "normal" ne risquon nous pas d'avoir des soucis ? comment adapter alors ce signal ? un simple pont de resistance ne peu marcher. je peu théoriquement faire tomber la tension de voltage a 3v, en divisant par 2 on est largement au dessous des seuil de detection de 74HC. a l'inverse, en 12v, divisé par deux, on le grille !

    je seche

    help svp

    merci !

    cordialement

  15. #12
    Zig38

    Re : demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation

    En gros, tu veux le SYSTEME compatible tous ventillo, le moins cher possible, avec le moins de pattes possible et le moins de place possible et qui répondent impérativement à ton cahier des charges, mais tu ne connais pas les données d'entrées ?

    Facile quoi comme probléme.

    T'es juste un peu exigeant non?

    J'ose même pas te proposer un simple montage à transistor bloqué saturé, par exemple un collecteur commun avec la base attaquée à travers une résistance par ton signal ventillo, et une résitance entre collecteur et +5V pour fixer l'état haut à 5V.

    C'est (trop) bête comme montage, avec une bonne résistance sur la base, quelle que soit la tension état haut du signal ventillo, tu devrais arriver à saturé ton transistor, et avoir 0V (presque) sur le collecteur.

    En tout cas, a l'état bas (ou à la masse), il est bloqué et fournit 5V sur le collecteur.

    Le problème, c'est que cela prends la place de 2 résistances et d'un transistor !!!.

    A+

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  17. #13
    inso la folle

    Re : demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation

    merci de me donner le "bete" systeme, c'est precisement ce que j'attendais depuis ... et merci aussi d'etre agreable. je ne pense pas avoir a un seul moment manqué de courtoisie, mais ce n'est pas grave, j'aime etre traité de la sorte (MUHAHAHAHAHA °-_-)

    vouloir faire bien est le premier pas de l'exigence. loger 16 cannaux sur un PCB, il est tout a fait logique de faire tres attention au nombre et au type de composant placé. mais il est aussi evidant que une résistance et un transistor mange pas de place ... par contre un composant 16 pate, surtout pour en utiliser 3, et avec toute la connectique que ca sous entend, le contournement des piste, etc, ca, ca mange de la place !

    je ne vous demande pas le systeme, je le créé. les schémas au dessus sont de moi. merci egalement de me faire passer pour quelqu'un qui a de requit de barbare et veu qu'on lui fasse le systeme en glandant rien !

    enfin les ventillateur de PC sont tous les meme, monté sur un standart. vouloir donc faire un rehobus compatible avec tout les ventillo est un corrolaire evidant de faire un rehobus pour un ventillo. seul l'augmentation de la puissance de l'interface (de puissance) peu varier ... et encore si elle est prévue avec des marges !
    je n'ai pas le materiel ici pour tester sur un oscillo un ventillo (pas d'oscillo, excuse moi maîîîître). ceci etant un forum d'entraide courtoix, la demande de "est ce que quelqu'un connais le schémas interne (auquel cas je peu me prendre la tete a deviner le type de signal) ou tester un ventillo me parait quand meme pas si terrible. mais peut etre aurais je du demander dans les service gratuit. meme si c'est un renseignement. il faudrait alors deplacer sans dute 95% des topic dessus, mais qu'importe.

    quand a l'autre question : qu'en pensez vous et connaissez vous mieu, 60% des topic ici present traite de ce genre de question. elle est la aussi evidante, et c'est pas avoir les yeux plus gros que le ventre de demander aux autre ce qu'ils en pense, leurs avie et en debattre. c'est la base meme de toute demarche scientifique.

    enfin, la question "est ce que vous connaissez le schémas equivalant du moteur en transitoire" est enseigné dans des court. je ne l'ai plus avec moi, et ceci n'est pas une participation a la conception de la machine a ma place, sauf si je réinvente le ventillo ! ce que je compte pas faire ...

    bref, je te remercie de ta réponse, mais je m'offusque de son ton !

    cordialement, et en esperant avoir des suite de réponse plus positivement sympatique...

  18. #14
    Zig38

    Re : demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation

    Bonsoir:

    J'espére pour toi que tu en aura d'autres de réponses.

    Bonne chance à toi.

  19. #15
    inso la folle

    Re : demande d'aide pour conception d'un systeme de regulation

    merci ^^
    et remerci pour ta soluc, je vien de tester sur orcad, effectivement, quelque soit le niveau d'entrée, ca passe en sortie. dommage que je ne sache pas comment se comporte en vrai un ventillo, mais au moins, je suis sure que ca passe comme ca.

    je crois que mon erreure a été de trop fournir de detail et de vouloir tout preciser. c'est pour aider a comprendre, mais peut etre fais je peur, alors que le fond du probleme est assez simple.
    j'ai mal choisi mon titre, je pensais etre limité dans le nombre de lettre j'aurais du ajouter rehobus et ventillo dedans, ca aurait attiré plus de monde ...

    cordialement.

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