moteur, circuit de commande et Alimentation

[invite9362ef0b]

Bonjour,

Je cherche à contrôler un moteur électrique (circuit 24) via un µControlleur(Arduino). Avant de passer à la pratique, je cherche à établir un schéma théorique.

Voici la vue général du système:



RQ1 :L'alimentation Up, j'ai jugé bon de l'ajouter car la commande PWM me fourni pas assez de puissance.

RQ2:J'ai commencé à mettre des exigences dans le shémas qui sont négociables :

• la tension maximum, Ucmax, est tjrs égal à 5V, donc cette constante pourrait être d'une autre forme.
• Up aussi pourrait être une constante tjrs égal à 20V par exemple si le circuit en deviendrait trop compliqué.

On en reviendrait à la seul exigence : Us = 4.Ue

Au dernière nouvelle je regarde les amplicateurs... mais bon bientot je vais faire et me mettre à faire comme le smiley sans raison particulière.
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[invite9362ef0b]

OK Je viens de relire la faq.. et je viens de comprendre que je suis dans la mauvaise optique !...

Sur un moteur il suffit d'envoyer des impulsions à en tension maximal plus ou moins dense pour faire varier la vitesse cool Tout devient plus simple par cette voie !!

Je comprend enfin pourquoi il y a des mosfet sur les shema que j'ai pu voir !:

[gcortex]

oui alim + transistor + diode rapide

la plupart des MOS ont besoin de 10V sur la grille
mais çà existe en 5V ou faut adapter le 0/5 en 0/12

ou utiliser un darlington

[Qristoff]

Bonjour,
c'est quoi la question ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9362ef0b]

La question c'était comment faire la grosse boite au millieu : qui avait pour mission de constituer : Us = Up*Ue/Uemax

Mais Je viens de faire un grand pas dans la comprehension du contrôle numérique d'un moteur electrique garce à la faq.


Maintenant, j'ai dérivé le shéma minimaliste d'un mosfet presenté sur wikipedia


Par le shéma suivant :

Le vert est la tension au borne de R3 et la bleu au borne de R1.

Q1 : Je m'explique pas la présence des resistances R2 et R3 dont j'ai choisi la valeur au pif.Quel en sont leurs utilités?



Q2 : Le moteur est ni plus in moins celui d'une voiture de circuit 24 en contact avec les rails de la piste. De quoi et comment je peux proteger mes composants : ma sortie logique V1 (Arduino) et mon transistor M1...??

Q3 : Quel composant se subtitue le mieux au moteur pour mes simulations?

Q4 : Qu'es que viens faire un PWM (dans la FAQ sur contrôle d'un moteur) qui pour moi est la pour constituer une sortie pseudo-analogique. Dans ce que j'ai compris une sortie logique est suffisante !?!

[Qristoff]

Bonjour,
R1: la résistance R3 est une résistance de "pull-down", c'est à dire qu'elle "tire" le potentiel de la ligne à la masse lorsque la sortie V1 est indeterminée (à l'initialisation du µc par exemple, 10K est une valeur standard pour une résistance de pull-down ou de pull-up). Il manque une résistance en série à la grille du transistor MOS. Quelques dizaines d'ohms iront trés bien.
La résistance R2 ne sert à rien dans cette application. Elle servait à limiter le courant de la led.
R2: Protéger la sortie V1 et le transistor M1 contre quoi ?
R3: ll n'y a pas grand chose à simuler sur ce schéma !
R4: Une modulation PWM permet de modifier la tension moyenne aux bornes de la charge (donc du moteur) et ainsi contrôler sa vitesse.
La tension moyenne est obtenue en modifiant sur une période du signal, le rapport entre le temps ON et le temps OFF. La somme des deux étant toujours égal à la période. Par exemple, pour une période de 1ms, si on a Ton=100µs, le rapport PWM est égal à 100µs/1ms=10% de V. pour 200µs, on aura 20% de V, etc... V étant la tension d'alimentation du moteur.
Le transistor MOS peut être assimilé à un simple intérrupteur avec une commande logique venant du µC et l'intérrupteur est placé en série avec le moteur, alimenté sous 20V.

[Antoane]

Bonjour,
Pour modéliser un moteur, comme tu utilises un PWM, tu peux mettre une résistance en série avec une inductance.
Alimenté en continu, une simple résistance sufirait (la tension aux bornes d'une inductance :
Ul = Ldi/dt, en continu : di = 0 => Ul = 0).

PS : comme l'a dit Gcortex, il faut une diode en inverse sur le moteur (sans quoi le N-MOS rejoindrait bien vite le paradis des semi-conducteurs).

[invite9362ef0b]

R4: Une modulation PWM permet de modifier la tension moyenne aux bornes de la charge (donc du moteur) et ainsi contrôler sa vitesse.
La tension moyenne est obtenue en modifiant sur une période du signal, le rapport entre le temps ON et le temps OFF. La somme des deux étant toujours égal à la période. Par exemple, pour une période de 1ms, si on a Ton=100µs, le rapport PWM est égal à 100µs/1ms=10% de V. pour 200µs, on aura 20% de V, etc... V étant la tension d'alimentation du moteur.
Le transistor MOS peut être assimilé à un simple intérrupteur avec une commande logique venant du µC et l'intérrupteur est placé en série avec le moteur, alimenté sous 20V.

Ok pour le pwm.. Il intègre la gestion des frequences.. Mais je me disais une sortie logique + programmation et hop j'ai ce que je veux.

Sinon en ajoutant une Inductence en serie.. j'obtiens des résultats étrange : j'ai des pic de 80V bref je verrai bien.

sinon j'ai ajouter la diode et la resistance :

[Antoane]

Les pic de tensions : c'est normal (c'est ce qui va tuer le MOS), car la diode n'est pas bien cablée : elle doit être en parallèle du moteur, cathode au +Vcc et anode sur le drain.

[invite9362ef0b]

Je m'équipe pour faire le circuit, j'ai choisi un mosfet niveau logique : IRLZ34N
une diode Schottky BAT43 que j'ai déjà cramé.... en mentant simplement en parallèle sur les bornes du moteur et d'une pile 4.5V :S le moteur tourné et après quelques secondes ma diode a cramé :s !

Es que c'est parce quel est sous dimensionné ? ou Sinon es le fait de ne pas avoir testé avec du courant pulsé ça gène une Schottky ? Ou encore parce que j'avais le doigt qui touchait le circuit...(j'emboitais un fil sur la plaque d'essais)?

[Qristoff]

Bonjour,

Es que c'est parce quel est sous dimensionné ?

Oui ! et pas qu'un peu !
Quelle est est la puissance du moteur ? la diode doit être prévue pour encaisser le courant moteur.

[gcortex]

pour 3A, tu as la 1N5820

PS : pourquoi toutes mes réponses de ce matin ont été supprimées ??

[invite9362ef0b]

Bonjour,
Oui ! et pas qu'un peu !
Quelle est est la puissance du moteur ? la diode doit être prévue pour encaisser le courant moteur.

Pour mon application final, le moteur consomme max 0.5A quand il force avec du 15v..

mon alim c est du 15v 2A.

je suis inquié,le moteur peut facilement etre court circuité via les rails(slot racing)
comment s'en prémunir ?

[Antoane]

0.5A @15V, ça doit pas faire grand chose @4.5V, condition du test post#10.
La schottky est donc sous dimensionnée, mais à mon avis pas assez pour claquer en quelques secondes ! Peux-tu poster le schéma du montage ?

[Qristoff]

je suis inquié,le moteur peut facilement etre court circuité via les rails(slot racing)
comment s'en prémunir ?

Si je comprends bien, tes rails sont alimentées par une alimentation permanente 15V DC /2A. La vitesse des voitures étant controlées chacunes par un Arduino embarqué, c'est bien cela ?
En cas de court-circuit sur un rail, c'est l'alim des rails qui doit être protégée. Les voitures non rien à craindre sauf une inversion (tête à queue ) sur la piste, dans ce cas une diode série suffira.

[invite9362ef0b]

En fait non, :s mon arduino est sur le bord de la piste. Je contrôle une seul voiture. et de toutes façons c'est beaucoup trop gros pour être mise dans une voiture 1/32ieme.

donc c'est ma diode et mon moteur en court circuit.

[invite9362ef0b]

Voici mon montage de test :

J'ai fait des mesures sans la diode : le moteur consomme 0.04A @4.3V soit 0.2Watts en continu. Il tournait un peut moins vite avec la diode (avant quelle crame).

[Antoane]

J'ai fait des mesures sans la diode : le moteur consomme 0.04A @4.3V soit 0.2Watts en continu. Il tournait un peut moins vite avec la diode (avant quelle crame).

Si tu as fait ce montage avec une diode en bon état, il n'y a pas de raison (ou tout du moins, je n'en vois pas )

PS : R1 + L1 = ton moteur ?

[invite9362ef0b]

Voici mon schéma actualisé :



Evidement je vais choisir une autre diode. Mais j'ai le problème dans le cas d'un court-circuit elle ne sert de toute façon plus à rien?? mon Mosfet va griller !?!?

Si je comprend bien le MOSFET va se prendre tous les Ampères de mon alim Labo dans les dents :

c'est resonable 2A@15V ?! il est noté I_D 30A - V_DS:55V ??? je lis bien les bonnes infos dans le datasheet...http://www.irf.com/product-info/data...ta/irlz34n.pdf?

[Antoane]

Mais j'ai le problème dans le cas d'un court-circuit la diode ne sert de toute façon plus à rien??

ça n'a jamais été son but ! L'intérêt de cette diode de roue-libre c'est de ne pas cramer le MOS lors du blocage du mos.

mon Mosfet va griller !?!?Si je comprend bien le MOSFET va se prendre tous les Ampères de mon alim Labo dans les dents :

D'où l'intérêt d'un fusible.
Cependant, si l'alim est limitée en courant à 2A, le mos ne pourra "se prendre" plus de 2A, et ne va donc pas griller.

c'est raisonnable 2A@15V ?! il est noté I_D 30A - V_DS:55V ??? je lis bien les bonnes infos dans le datasheet...

Ce qui est plus gênant, c'est la commande de la grille du mos qui semble se faire en 0/5V : 5V pour saturer un MOS classique -comprendre non "logique"- c'est peu, il faut en général 10 à 15V.
Pour vérifier si c'est ici un problème, on se rapporte au graph I_D vs V_ds (figure 1) : on y lit que pour Vgs = 5V, et pour I_D= 2A, Vds=0.2V, pas de problème, le mos ne vas pas griller.

PS : http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html

[invite9362ef0b]

Merci pour toutes les réponses pour commencer.

Ce qui est plus gênant, c'est la commande de la grille du mos qui semble se faire en 0/5V : 5V pour saturer un MOS classique -comprendre non "logique"- c'est peu, il faut en général 10 à 15V.
Pour vérifier si c'est ici un problème, on se rapporte au graph I_D vs V_ds (figure 1) : on y lit que pour Vgs = 5V, et pour I_D= 2A, Vds=0.2V, pas de problème, le mos ne vas pas griller

Pour être sur de comprendre le graphe je le reformule:
Pour faire passer un courrant I_d@V_DS il faut au moins un signal de commande V_GS

Donc si j'ai une commande V_GS=2.5V et que I_d=2A alors le mosfet crame.



Quand il parle de sur la figure 1 c'est sous entendu le V_GS(th) - valeur ou le mosfet passe d'un état à l'autre ?

PS : http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html

OK je pense à faire des PJ

[invite9362ef0b]

Quand il parle de sur la figure 1 c'est sous entendu le V_GS(th) - valeur ou le mosfet passe d'un état à l'autre ?

Errata cette phrase devait être supprimé de mon post.

[Qristoff]

Bonjour,
comme je l'ai déja dit au post #15, le plus simple est de protéger l'alim en cas de CC (cela éviterais de faire des flash sur la piste !) ou encore d'utiliser un mos protégé, comme un BSP75N par exemple.

[invite9362ef0b]

Merci pour toute ces réponses..

Dans le post #15 il était suposé que l'Arduino était dans la voiture.
Comme ce n'est pas le cas j'ai pas besoin de diode en serie.
Et Sinon qui est sous-entend par "protéger mon alim" un fusible ? Mon alim de labo a deja se qui faut pour encaisser les court-circuits.

j'ai vu que les fusibles pouvait couter cher alors quel genre vous me conseillez - Si vous pensez qu'il faut un tres rapide?

Je vais faire évoluer mon shéma pour inverser les polarités de mon moteur avec une commande logique.

[Qristoff]

Quel type d'alim exactement utilises tu ? une alim de labo avec réglage du courant de limitation ? ou une alim du compact avec limiteur intégré non réglable ?
Le systéme à fusible n'est pas une bonne solution. Tu vas passer ta vie à changer les fusibles ! On va déja regarder le type de limitation de courant que tu as et en fonction de ça, on verra la suite..

[invite9362ef0b]

coté alim c'est une PS1502A. Pour la place que ca prend, ca intérer a rendre des services