Protection d'un Arduino UNO avec hacheur pour moteur

[inviteef8d9eb8]

Bonjour tout le monde,

Je cherche à réaliser la correction PID d'un moteur à courant continu pour enfin mettre en application ce que j'ai pu en voir durant mes études (mécanique/mécatronique).

Pour cela, j'utilise un module Arduino UNO avec un ampli moteur LMD18200T. Les broches PWM/DIR/BRAKE de l'ampli sont directement branchés sur des sorties de l'Arduino. Pour l'instant j'ai réussis à faire de l'identification indicielle et un correcteur P. Mais à un moment où je lançait une identification indicielle le processeur de l'Arduino a cramé mettant mon PC portable en coupure du même coup. J'ai remplacé le processeur (avec bootloader) mais il semblerait que la carte soit complètement morte. J'ai acheté une nouvelle carte mais je n'ose pas remettre du 24V dans le moteur (je teste mon programme d'identification indicielle à la main).

Ma question est donc : comment protéger ma nouvelle carte Arduino (et mon PC du même coup) ?

Mon premier réflexe a été de de penser aux optocoupleurs mais le LMD18200T a une régulation interne et si je met des optocoupleurs il me faudra une nouvelle alimentation pour pouvoir faire du 5V en entrée du LMD18200T (l'Arduino est alimenté par le PC).

Auriez-vous des conseils à me donner pour réaliser le découplage entre l'ampli moteur et la carte Arduino ?

Merci d'avance,

Phoenix-74
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[DAUDET78]

Bonjour Phoenix-74 et bienvenue sur FUTURA

LMD18200T

tu as un lien WEB sur la spécification de ton contrôleur ?
Il y a eu des dégâts sur celui-ci?

l'Arduino est alimenté par le PC

Ca, ce n'est jamais très prudent!

Auriez-vous des conseils à me donner pour réaliser le découplage entre l'ampli moteur et la carte Arduino ?

tu peux donner le schéma de montage?
http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html

[inviteef8d9eb8]

Merci pour ta réponse.

Je n'ai pas fait de schéma pour l'instant mais en attendant je t'ai mis une image montrant comment j'ai connecté le LMD18200T.

J'ai aussi mis en pièce-jointe sa datasheet.

Je ne sais malheureusement pas si il a résisté pour l'instant, j'aimerais être sûr que ma carte est protégée avant de recommencer. Mais j'en ai un deuxième sous le coude ; ils sont pas trop chers achetés à Hong Kong via Ebay.

Phoenix-74.

[DAUDET78]

Vraiment aucun intérêt tes pièces jointes pour faire avancer le scmilibilick ....

• J'ai besoin de ton schéma
• J'ai besoin de savoir sur quoi tu as câblé ton truc : plaque à trou? plaque d'essais ?
• Il y a un radiateur sur ton contrôleur ?
• Il y a des condensateurs de découplage ?
• Il y a des condensateurs de bootstrap ?
• L'alimentation du moteur, c'est fait comment?
• Quel modèle de moteur? courant? puissance? notice?

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteef8d9eb8]

• J'ai besoin de savoir sur quoi tu as câblé ton truc : plaque à trou? plaque d'essais ?

Une plaque à trous qui me sert de "shield" mais le contrôleur est déporté avec des fils.

• Il y a un radiateur sur ton contrôleur ?

Oui, et suffisamment gros.

• Il y a des condensateurs de découplage ?

1 µF céramique entre le Vin et le GND du contrôleur.

• Il y a des condensateurs de bootstrap ?

Non car si je ne me trompe pas, ils servent quand on a des fréquences de PWM élevées.

• L'alimentation du moteur, c'est fait comment?

Une vieille alimentation de labo 24V, mais je ne sais pas de quel type exactement. Seul le contrôleur est branché dessus, et son GND est connecté à celui de la carte.

• Quel modèle de moteur? courant? puissance? notice?

C'est un petit Maxon à courant continu. Mais même eux n'ont plus ses spécifications exactes.

[DAUDET78]

1 µF céramique entre le Vin et le GND du contrôleur.

Tu veux parler de la pin6 ?

Non car si je ne me trompe pas, ils servent quand on a des fréquences de PWM élevées.

non, ils sont indispensables

C'est un petit Maxon à courant continu. Mais même eux n'ont plus ses spécifications exactes.

Il y a quoi de marqué dessus? si tu l'alimentes en 24V DC, il consomme combien avec sa charge mécanique nominale?

Tu ne peux vraiment pas donner un schéma ?

[inviteef8d9eb8]

Oui je voulais parler de la pin 6 (Vs).

Pour les bootstrap, je me fiais aux phrases de la datasheet :

"For higher switching frequencies, the LMD18200 provides
for the use of external bootstrap capacitors."

"External 10 nF capacitors, connected from
the outputs to the bootstrap pins of each high-side switch
provide typically less than 100 ns rise times allowing switching
frequencies up to 500 kHz."

Or j'utilisais la PWM de l'Arduino à 7,8 KHz. (sinon c'est 62 kHz)

Pour le schéma, je n'arrive pas à trouver le LMD18200T ou un équivalent pour Kicad et je ne maitrise pas assez Eagle. Je n'ai pas osé sortir un schéma sous paint.

Enfin, je n'avais pas essayé de rebrancher le moteur depuis "l'accident". Je l'ai donc rebranché pour mesurer l'ampérage mais il ne tourne plus. Il a donc dû cramer en même temps que le reste. Il ne me reste plus qu'à trouver un autre moteur avec codeur à récupérer. Sur celui-là, il n'y avait que le numéro de série.

La prochaine fois, je pense que je vais utiliser un optocoupleur avec un photo-transistor du type PNP et une diode zener pour mettre en entrée du contrôleur du 5V à partir du 24 V de l'alimentation.

[DAUDET78]

Je n'ai pas osé sortir un schéma sous paint.

Pour info, je fais tous mes schémas avec Paint ..... je ne suis tributaire que de moi-même

[inviteef8d9eb8]

Bonjour DAUDET78,

Je t'ai mis en pièce-jointe un PDF avec un schéma que j'ai réalisé concernant mon montage à l'aide d'un logiciel que je viens de découvrir. Moi je trouve ça pas trop mal. Le logiciel s'appelle Fritzing.

J'y ai rajouté les optocoupleurs que je vais utiliser la prochaine fois (j'ai testé sur platine d'essais et ça a l'air de marcher)

Phoenix-74

[Tropique]

Bonjour,

Merci de respecter les http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html et de représenter l'image en un format autre que le pdf, réservé aux documents complexes et multipages.

[inviteef8d9eb8]

Mais avec le PDF, la représentation est vectorielle et cela permet de zoomer sur les composants pour voir leur référence ou leur valeur (par ex. pour les résistances).

Je veux bien rajouter son équivalent en PNG mais c'est tout de suite moins beau.

[DAUDET78]

Ce n'est pas un schéma, mais un câblage .....
Je ne regarde qu'un schéma !

[inviteef8d9eb8]

J'ai réalisé mon montage avec un autre moteur et j'ai fait un vrai schéma pour l'occasion .

Cela marche presque mais l'optocoupleur que j'ai acheté chez mon revendeur du coin (4n27) n'est visiblement pas assez rapide. Avec le schéma j'ai mis deux photos de ce que me donne mon oscilloscope en entrée et en sortie de l'opto. L'entrée est prise aux bornes de la diode de l'opto et la sortie aux bornes de la zener 4,7 V. la fréquence de la PWM est de 976 Hz. C'est sans doute pas assez rapide pour faire un hacheur mais je voulais savoir si l'opto était au moins assez rapide pour cette fréquence. On voit sur la photo de la sortie que le signal n'as pas le temps de redescendre à 0.

Ma première question est : peut on améliorer le temps de descente de l'opto avec un jeu de valeurs de résistances différent ?

Deuxième question : est ce qu'il existe des optocoupleurs avec un photo-transistor en sortie qui puisse faire passer une PWM de 100 kHz ?

Phoenix-74

[inviteef8d9eb8]

Personne ne peut me dire si mon montage est pas bon ou comment améliorer la vitesse de l'optocoupleur ?

Tout les optocoupleurs que j'ai trouvé et qui sont plus rapides nécessitent une alimentation inférieure à 24V, ce qui ne m'arrange pas.

[DAUDET78]

Ma première question est : peut on améliorer le temps de descente de l'opto avec un jeu de valeurs de résistances différent ?

réfléchi un instant à ton schéma et tu verras l'erreur !

est ce qu'il existe des optocoupleurs avec un photo-transistor en sortie qui puisse faire passer une PWM de 100 kHz ?

Oui

[inviteef8d9eb8]

réfléchi un instant à ton schéma et tu verras l'erreur !

La forme de la décroissance me fait penser à un effet capacitif qui n’atteindrait pas 0V même au bout d'un certain temps. Je pense qu'il faudrait que je mette une résistance (genre 10 k Ohms) aux bornes de la zener pour être sûr qu'à la fin on retombe bien sur 0V.

Dit moi si je me trompe.

[DAUDET78]

une résistance (genre 10 k Ohms) aux bornes de la zener pour être sûr qu'à la fin on retombe bien sur 0V.

et tu peux retirer les Zener qui servent à rien (à 99% de chance)

[DAUDET78]

Je suis tombé sur le 1% .....
Il faut clamper le signal d'entrée à une tension inférieure à 12V. Par contre, ton montage n'est pas bon (capacité parasite des diodes Zener)
Il faut faire une alimentation locale entre 5 et 10V, mettre le photo transistor entre cette alim et l'entrée du LMD18200 avec une pulldown de 10K

Pour la pin 9, tu as le droit de rentrer 2mA .... pas assez pour piloter un opto en direct!

[inviteef8d9eb8]

Pour la pin 9, tu as le droit de rentrer 2mA .... pas assez pour piloter un opto en direct!

Je n'avais pas réussis à trouver cette valeur et effectivement c'est peu.

Si j'avais utilisé des Zener, c'était justement pour me passer d'une alimentation. Mais dans la prochaine version j'en mettrait une à base de 7805 pour pouvoir utiliser un optocoupleur du type HCPL-2630 qui contient une photodiode. Cela rendra le montage plus rapide et plus simple.

En attendant et malgré la capacité parasite des Zener, cela marche. Pas parfaitement mais j'ai pu ré-essayer mes programmes de gradation de la vitesse du moteur et d'identification indicielle.

Je t'ai mis en pièce-jointe le résultat de l'identification où on peu voir à la fin quelques valeurs absurdes qui semblent être dû à la programmation et non pas au montage, mais ça c'est un autre débat.

La prochaine fois, pour récupérer un peu de capacité processeur, j'utiliserais un circuit dédié HCTL2000 en suivant le guide que tu as fait dans la section "projets électroniques".

Merci infiniment pour ces réponses.

Phoenix-74.

[DAUDET78]

Mais dans la prochaine version j'en mettrait une à base de 7805

Attention , 25V max en entrée ...