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Carte de puissance moteur cc (quelques questions)



  1. #1
    black templar

    Carte de puissance moteur cc (quelques questions)


    ------

    Bonsoir à tous !

    Me revoici avec quelques petites questions concernant ma carte de puissance pour moteur à courant continu 12V (carte qui avance tout doucement).

    Suite à vos conseils, j'ai redesigné la carte pour utiliser 4NMOS et un driver (à la place de 2 PMOS et 2 NMOS). J'ai aussi ajouté une protection contre les sur-intensités ainsi qu'un système de réarmement manuel de la carte. J'ai ajouté une partie affichage du sens de rotation du moteur et du rapport cyclique du signal PWM qui peut se désactiver à l'aide d'un jumper.

    Voici donc le schéma de la carte dans sa version actuelle (non terminée) : http://ferdinandpiette.com/ressource...issance_v2.png (Cf pièce jointe)
    (Voici le même schéma que j'ai découpé en parties pour mieux comprendre son fonctionnement : http://ferdinandpiette.com/ressource...xplication.png (Cf pièce jointe) )


    J'ai quelques interrogations concernant deux parties de ce montage :

    Tout d'abord, comme vous pouvez le voir, pour la détection des sur-intensités, j'utilise des ampli-op qui travaillent dans la gamme 0-12V. L'AOP branché en comparateur me donnera donc soit 0V, soit 12V (à une tension de déchet près)
    Mon problème, c'est que ce signal binaire (0/12V) doit venir commander une porte logique de ma partie "logique de réarmement". Cette porte se commande en 0/5V. Du coup, j'aimerais pouvoir transformer mon signal 0/12V en un signal 0/5V. Pour cela, j'ai intuitivement pensé à un transistor NPN (monté ici en inverseur dans la partie "12V=>5V" en bas du schéma). Ce transistor est alimenté en 5V et est commandé en 12V.
    Ma question : Est-ce que cette astuce marche ?? (je n'ai pas réussi à trouver un moyen de convertir un signal 12V en 5V à l'aide d'un transistor sur le net...) Est-ce que ça ne va pas le cramer ??? ...


    Mon second problème viens de la partie "Activation Affichage" en haut à gauche. J'aimerais, à l'aide d'un jumper connecté soit à la masse, soit au 5V, commander le passage ou non de mon signal PWM lissé (donc non binaire) et de mon sens de rotation.
    Pour cela, j'ai utilisé un transistor FET monté en série avec le signal, mais là encore, je ne sais pas si le montage est correct (je n'ai jamais utilisé de FET et ne sait pas trop comment ça marche ni quel est la différence avec un MOSFET...)


    Enfin, j'aimerais savoir s'il faut que je mette des portes OUI dans ma partie "Logique de commande", pour compenser le temps de réponse des portes NON (les portes OUI serait donc placé juste avant les pin ALI et BLI du driver)
    Est-ce indispensable pour que les signaux arrivent en même temps au driver ou est-ce que je peux m'en passer ??


    Voila. Je n'ai pas encore totalement fini de dimensionner les composants, mais ça ne serait tarder ! (il faut juste que je me plonge dans la datasheet du HIP4081A pour dimensionner les condensateurs).
    Pour les diodes, par contre, je ne sais pas trop ce qu'il faut que je prenne... Pour le pont en H, les diodes de roues libres doivent être des diodes de puissances permettant une commutation rapide ? (le signal PWM à une fréquence de 25KHz) et pour les diodes du bootstrap, que faut-il que je mette ?

    Une fois ces petits problèmes réglés, je vais pouvoir commander les composant et tester le montage partie par partie !
    Si vous détectez une coquille dans le montage, n'hésitez pas à me le dire

    Merci à vous,
    Black Templar

    -----
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  3. #2
    DAUDET78

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    Citation Envoyé par black templar Voir le message
    comme vous pouvez le voir, pour la détection des sur-intensités, j'utilise des ampli-op qui travaillent dans la gamme 0-12V. L'AOP branché en comparateur me donnera donc soit 0V, soit 12V (à une tension de déchet près)
    Depuis longtemps, on le dit, on le redit à longueur de post qu'un ampliOP est un mauvais comparateur.
    Et si Dieu (en fait National Semiconductor !) a inventé le comparateur, ce n'est pas pour la décoration mais pour être utilisé

    Donc, tu regardes le LM311 (par exemple)
    J'aime pas le Grec

  4. #3
    black templar

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    Bonsoir Daudet !

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Depuis longtemps, on le dit, on le redit à longueur de post qu'un ampliOP est un mauvais comparateur.
    En effet, après avoir parcourut quelques articles trainant sur la toile, je me rend compte que les AOP ne font pas de bon comparateur... Je remplacerais donc l'AOP en mode comparateur par un vrai comparateur avec une résistance de pull-up à la sortie de celui-ci.

    Merci pour l'info, je ne savais pas !
    Black Templar

  5. #4
    DAUDET78

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    Quelques questions :
    • A quoi sont reliées les broches In+ des LM324 qui sont censés faire un Barr-graph ?
    • Tu connais le LM3914 ?
    • Ca m'étonnerai qu'il passe le moindre courant dans D1 et D2 !
    • Pour valider ou invalider l'affichage.... il y a plus simple que Q9 et Q10 ! Il suffit de ne plus alimenter les LEDs par le strap JP1
    Sauf erreur de ma part, tu es élève ingénieur en troisième année d'une école d'électronique dans le Nord ? Vous avez combien d'heure par an dans le programme pour l'étude de l'électronique ( pas des µC, ni circuit programmable) en 1A 2A 3A 4A ?
    J'aime pas le Grec

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    black templar

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    A quoi sont reliées les broches In+ des LM324 qui sont censés faire un Barr-graph ?
    Oups, j'ai fait une grosse boulette dans le montage !!
    La sortie de Q10 doit être relié aux IN+ des LM324 et non à R16 qui aurai du être relié au +5V...
    Erreur inattention ... je corrige ça !

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Tu connais le LM3914 ?
    Oui, mais il est trop cher. (4€)

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Ca m'étonnerai qu'il passe le moindre courant dans D1 et D2 !
    Ok, donc de simple diodes comme 1N4148 suffisent ?

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Pour valider ou invalider l'affichage.... il y a plus simple que Q9 et Q10 ! Il suffit de ne plus alimenter les LEDs par le strap JP1
    Ok, donc je peux virer Q9 et Q10 ? (les LM324 et les transistors Q7 Q8 pour l'affichage du sens de rotation sont alimenté ou non en fonction du jumper JP)
    Mais dans ce cas là, si Q9 et Q10 ne sont plus là, le signal arrive à l'entré V+ des LM ainsi qu'à la base des transistors Q7 et Q8 alors que ceux-ci ne sont pas alimentés... ça ne pose pas problème ??

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Sauf erreur de ma part, tu es élève ingénieur en troisième année d'une école d'électronique dans le Nord ? Vous avez combien d'heure par an dans le programme pour l'étude de l'électronique ( pas des µC, ni circuit programmable) en 1A 2A 3A 4A ?
    A vrai dire, je viens d'être diplômé en septembre. Je ne suis pas spécialisé en électronique, mais en traitement du signal et en robotique (software) et j'entame une thèse en IA. (Donc ma spécialisation, c'est plutôt les mathématiques et l'algorithmique.)

    En électronique analogique, j'ai vu les AOP et les transistors bipolaire en mode linéaire en 3A et 4A. Pour les 1A et 2A, j'ai fait une prépa math, donc l'élec se résumais à l'étude des oscillateurs, des filtres 1° ordre et 2° ordre.
    En 3A, 4A, 5A, j'ai surtout fait de l'élec numérique ! (pour la partie élec)
    (J'ai surtout étudié l'élec en théorie vue que mes projets scolaires étaient principalement du traitement du signal ou alors la partie software embarquée ! Je n'ai pas pris la spécialisation électronique)

    Là, je suis entrain de réaliser un projet perso de robot par moi même pour plusieurs choses : D'abord, faire un peu de concret pour une fois (et ne pas resté que sur PC), ensuite, pour acquérir plus de connaissance en élec analogique où j'ai quelques bases, mais sans plus et enfin pour avoir une base robotisé afin de voir mes algorithmes prendre vie !

    ++
    Black Templar

  8. #6
    black templar

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    Bonsoir à tous,

    J'ai un peu retravailler le schéma en prenant en compte vos remarques :
    • J'ai remplacé le LM324 en mode comparateur de la partie "Protection sur-intensités" par un comparateur alimenté en 5V. Comme ça, je n'ai plus de problème de conversion 12V=>5V ! (la conversion, je le fait juste avant l'entrée V+ du comparateur à l'aide d'un pont diviseur)
    • J'ai modifié la partie affichage PWM pour corriger les boulettes (V+ des LM relié au signal et les V- relié à 5V au travers de ponts diviseurs)
    • J'ai (quasiment) fini de dimensionner les composants (J'ai choisis des 1N4148 pour les diodes de bootstrap et des MUR1005 pour les diodes de roues libres)
    • J'avais oublié de connecter D1 et D2 au 12V...

    Voilà le nouveau schéma : http://ferdinandpiette.com/ressource...issance_v2.png
    Et le schéma expliqué : http://ferdinandpiette.com/ressource...xplication.png

    Sinon, pour les JFET (partie affichage), si je les retires et que le jumper JP1 est relié à la masse, ça veut dire que mes AOP ne sont pas alimentés, mais que mon signal arrive tout de même sur les V+... C'est grave ??
    Ma question pour les portes OUI tiens toujours Je ne pense pas que ce soit nécessaire, mais je préfère demander, on ne sait jamais !

    Merci à vous !
    Black Templar
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  10. #7
    DAUDET78

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    J'aime pas le Grec

  11. #8
    black templar

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    2*LM324 = 0,80€ (aller : 0,90€ avec les résistances)
    Le LM3914, je l'aime bien, mais j'ai envie de tester le vumètre avec des AOP.

    Je ferais des tests AOP vs LM3914 pour comparer de toute manière !

  12. #9
    DAUDET78

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    - U5 U4 Encore un ampliOP utilisé en comparateur ....... Et, de toute les façons, l'utilisation d'un LM324, en mauvais comparateur, est hors spécification en position U5A U5B U5C . Pourquoi? je te laisse chercher
    - U1 L'utilisation est hors spécification
    J'aime pas le Grec

  13. #10
    joey57

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    3€ pour un CI je trouve ca pas chère, surtout que ce CI est spécialisé dans cette fonction et dispose de 2 modes de fonctionnement.

    Dans la partie " protection des surintensités " tu devrais rajouter un potar pour régler la sensibilité...

  14. #11
    black templar

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    - U1 L'utilisation est hors spécification
    Pour celui-là, je ne vois pas pourquoi ... J'alimente en 12V, la tension d'entrée sera de 0.5V, je sort du 6V...

    Citation Envoyé par joey57 Voir le message
    Dans la partie " protection des surintensités " tu devrais rajouter un potar pour régler la sensibilité...
    Bonne idée.

    Voilà la dernière version du schéma : http://ferdinandpiette.com/ressource...issance_v2.png
    Et son explication : http://ferdinandpiette.com/ressource...xplication.png

    Les modifications apportés :
    • J'ai changé complétement la partie "Activation affichage". Comme les signaux à analyser sont des signaux logiques (0/5V pour le sens et PWM 5V pour la commande moteur), j'ai utilisé des portes logiques pour activer ou non le passage du signal.
    • J'ai remplacé ma série de comparateurs par un LM3914 pour la partie "Affichage PWM". L'affichage se fait entre 0 et 3.2V. Du coup, j'ai passé le signal PWM 5V dans trois diodes séries pour arriver à 3.2V, puis j'ai appliqué un filtre passe bas pour avoir une tension (plus ou moins) continue avant de l'envoyé à l'entrée signal du LM3914.
    • J'ai rajouté un potentiomètre à U1 (partie "Protection sur-intensités") afin de régler le seuil de déclenchement (de 4 à 15 ampères)


    Donc ici, je ne vois pas pourquoi U1 (TL071) ne va pas ... :/


    ++
    Black Templar
    Dernière modification par black templar ; 28/10/2011 à 01h32.

  15. #12
    DAUDET78

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    Je suis chiant .....
    • D28 ... D30 , chat ne marche pas. tu charges C7, mais tu ne le décharges pas . Alors qu'il y a si simple à faire !
    • Tu ne crois pas que pour piloter D12 et D13, un truc comme D3 Q6 branché en entrée et en sortie de U3:C .... c'est pas plus simple ?
    • Quelle est la tension min/max sur l'entrée In+ (pin 3) de U1 . C'est dans la gamme de tension en mode commun acceptable par le TL071? Moi, je ne le pense pas !
    • TL071 pas de connexion 1 et 5 (le TL071 n'est pas forcément utile)
    • LM311 pas de connexion 1 et 5
    PS : on n'a pas encore discuté du dessin du circuit imprimé .....
    J'aime pas le Grec

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  17. #13
    black templar

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    D28 ... D30 , chat ne marche pas. tu charges C7, mais tu ne le décharges pas . Alors qu'il y a si simple à faire !
    A oui, en effet -_-. Je vais remplacé ça par un pont diviseur tout simplement ...

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Tu ne crois pas que pour piloter D12 et D13, un truc comme D3 Q6 branché en entrée et en sortie de U3:C .... c'est pas plus simple ?
    Certes, mais j'aimerais pouvoir désactiver l'affichage à l'aide du jumper.


    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Quelle est la tension min/max sur l'entrée In+ (pin 3) de U1 . C'est dans la gamme de tension en mode commun acceptable par le TL071? Moi, je ne le pense pas !
    Vin+ min vaut 0V (moteur coupés) et Vin+ max vaut 0.5V (10A max à travers le pont). D'après la datasheet, Vin ne dois pas dépasser la tension d'alimentation (ou 15V max).
    Donc apparemment, je suis dans la gamme de tension ?

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    TL071 pas de connexion 1 et 5 (le TL071 n'est pas forcément utile)
    Ok, dans ces cas là, comme je n'utilise pas les pin d'offset, je les met à la masse ? je les laisses en flottant ??

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    LM311 pas de connexion 1 et 5
    ça tombe bien, ils ne sont pas reliés (c'est 5 et 6 qui le sont)

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    PS : on n'a pas encore discuté du dessin du circuit imprimé .....
    Une chose à la fois ! Je fini le schéma, je teste chaque parties sur labdec et seulement après je penserais au PCB


    ++
    Black Templar

  18. #14
    DAUDET78

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    Citation Envoyé par black templar Voir le message
    Certes, mais j'aimerais pouvoir désactiver l'affichage à l'aide du jumper.
    Et si la LED était alimentée par le jumper ?
    Vin+ min vaut 0V (moteur coupés) et Vin+ max vaut 0.5V (10A max à travers le pont). D'après la datasheet, Vin ne dois pas dépasser la tension d'alimentation (ou 15V max).
    Donc apparemment, je suis dans la gamme de tension ?
    Faux, je ne te parle pas des maximum ratings (qui explose le composant) mais de la tension en mode commun.
    Ok, dans ces cas là, comme je n'utilise pas les pin d'offset, je les met à la masse ? je les laisses en flottant ??
    en l'air
    ça tombe bien, ils ne sont pas reliés (c'est 5 et 6 qui le sont)
    Sorry, je parlais de 5 et 6 du LM311 qui doivent être en l'air
    J'aime pas le Grec

  19. #15
    black templar

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Et si la LED était alimentée par le jumper ?
    Hum... Certes.
    Mais dans ce cas petite question : Si je coupe l'alim des diodes, l’émetteur de le collecteur du transistor sont tout deux à la masse. Par ailleurs, le signal 0 ou 5V continue d'arriver sur la base... ça ne pose pas problème ??


    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Faux, je ne te parle pas des maximum ratings (qui explose le composant) mais de la tension en mode commun. en l'air
    ...
    Taux de réjection en mode commun de 86dB, ce qui veut dire que le gain différentiel est environ 20000 fois plus important que le gain en mode commun : ouf, l'ampli op peut être considéré comme idéal.
    Les tensions d'entrées en mode commun sont de -12 et 15V pour une tension d'alimentation de -15/+15V... Et là, j'avoue ne pas savoir quoi en déduire... : si j'alimente l'AOP en 0-5V, je ne pourrais envoyer à mes entrées que des signaux compris entre 3 et 5V ??? étrange non ?


    Merci pour ton aide Daudet !
    Bonne soirée,
    Black Templar

  20. #16
    DAUDET78

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    Citation Envoyé par black templar Voir le message
    Mais dans ce cas petite question : Si je coupe l'alim des diodes, l’émetteur de le collecteur du transistor sont tout deux à la masse. Par ailleurs, le signal 0 ou 5V continue d'arriver sur la base... ça ne pose pas problème ??
    Et à ton avis?
    Les tensions d'entrées en mode commun sont de -12 et 15V pour une tension d'alimentation de -15/+15V...
    entre -12 et +12 pour une alimentation -15/+15
    Et là, j'avoue ne pas savoir quoi en déduire... : si j'alimente l'AOP en 0-5V, je ne pourrais envoyer à mes entrées que des signaux compris entre 3 et 5V ???
    en 0/5, le TL071 ne marche pas . En 0/10V, la gamme de tension est de l'ordre de 2/8V
    étrange non ?
    Non, c'est la vraie vie. La vie où on regarde les spécifications avant de se lancer dans une réalisation. La vie où on regarde ce que font les autres .
    J'aime pas le Grec

  21. #17
    black templar

    Re : Carte de puissance moteur cc (quelques questions)

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Et à ton avis?
    oui, ça marche


    Pour l'AOP, je suis parti sur un LM358
    Pour une alimentation 0-12V, j'ai 0<Vin<10V et 0.02<Vout<10V
    ça à l'air de marcher avec mon application !

    Sinon, est-ce qu'il existe des ampli-op 0-12V spécifique pour mesurer de faibles tensions ?

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