générateur PWM à 555 contrôlé par tension

[invite89e2ec4b]

En #4 je t'ai donné un schéma qui marche

Oui mais je n'y ai rien compris... Je n'ai pas réussi à trouver les informations sur les composants dans la doc du 555. je ne sais même pas si tu l'as configuré en monostable ou en astable!
J'essaie donc d'en faire un que je comprends.
-Le NPN sert à isoler le récepteur du circuit
-J'ai placé un diviseur de tension sur l'AOP pour avoir une tension de sortie de Vcc-1,5V soit 5V (j'ai dû mal lire la datasheet)

Maintenant, si quelqu'un veut bien m'aider à comprendre ton schéma (en #4) et à dimensionner ses composants, je n'ai rein contre!
Je pense avoir saisi le principe de base :un comparateur compare un signal dent de scie à un signal continu, La sortie PWM est à la même fréquence que le signal dent de scie et son rapport cyclique est égal, sur une période, au temps où la dent de scie est supérieure à la tension continue.
Je suppose que R1, R2 et C1 déterminent la fréquence de la dent de scie, mais je ne sais pas comment.
je ne sais pas du tout à quoi sert la résistance la plus à droite (celle qui n'a pas de nom). A éviter d'avoir un potentiel flottant?

Après réflexion: le NE555 est en astable, non?
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[PA5CAL]

Horreur !!!

J'ai placé un diviseur de tension sur l'AOP pour avoir une tension de sortie de Vcc-1,5V soit 5V (j'ai dû mal lire la datasheet)

D'une part, rien que dans le principe, on ne réduit pas une tension d'alimentation avec un simple diviseur de tension. Le rapport de division effectif dépendrait beaucoup trop du courant consommé, et cela gaspillerait trop d'énergie pour une application embarquée.


D'autre part, tu as compris la problématique à l'envers.

Il faut augmenter la tension d'alimentation de l'AOP pour s'en servir correctement, et mieux vaut en avoir trop que pas assez. Notamment si tu veux pouvoir traiter une tension nulle alors il faut fournir une alimentation V^– négative, et si tu veux pouvoir traiter une tension de 5V alors il faut fournir une alimentation V⁺ supérieure à +5V.

Ainsi, la marge (de 1,5V) que tu indiques ne doit pas être retranchée, mais ajoutée. Par ailleurs, ta datasheet donne peut-être seulement 1,5V, mais d'autres constructeurs donnent d'autres valeurs, telles que celles que j'ai indiquées plus haut (sources: LM741 de chez National Semiconductor).

[invite89e2ec4b]

D'accord, j'y penserai... Tu parles d'une alimentation symétrique?

[PA5CAL]

Tu parles d'une alimentation symétrique?

J'ai indiqué «symétrique», mais ce n'est absolument pas obligatoire. Ce qu'il faut en revanche, c'est que les plages de tension en entrée et en sortie résultant de cette alimentation soient suffisantes pour l'application visée.

Dans le cas présent, la solution n'est pas de modifier l'alimentation, mais d'utiliser un autre composant que le 741 qui soit réellement adapté, et de mettre en œuvre un schéma qui fonctionne vraiment.

[invite89e2ec4b]

Dans le cas présent, la solution n'est pas de modifier l'alimentation, mais d'utiliser un autre composant que le 741 qui soit réellement adapté, et de mettre en œuvre un schéma qui fonctionne vraiment.

Pour cette raison, je compte reprendre celui de DAUDET78 (#4).

[invite89e2ec4b]

Comment faire un amplificateur/translateur de tension? un amplificateur je sais, mais un translateur... sur google, je ne trouve que des circuits spécifiques.

[PA5CAL]

« Translater » un signal, c'est lui ajouter une valeur constante.

Bref, si tu sais faire une somme de tensions, alors tu sais faire un « translateur ».

[invite89e2ec4b]

Un AOP en sommateur, donc. Merci.

[Antoane]

C'est le plus pratique, mais il y a une autre méthode, cf schéma en PJ.
V1 est par exemple ton signal de sortie de l'intégrateur, V2 est par exemple constante.
Selon la valeur de la tension que tu veux translater, tu peux jouer sur 3 variables : V2, R1 et R2. Il faut souvent fixer V2 (diode zener, tension d'alim...), choisir presque au hasard R1 et ensuite calculer R2 pour avoir la translation qu'il faut.
L'inconvénient c'est que le montage rajoute une atténuation : ce n'est pas Ventrée+Vtranslation que tu trouves en sortie mais une portion de cette tension. Ce n'est ici pas gênant puisque le montage est suivit d'un ampli.


PS : Au passage : pour R1=R2, tu fais la moyenne de V1 et V0... C'est parfois utile de le voir comme ça

[invite89e2ec4b]

Si V2 est constant et V1 est variable, je mets quoi comme valeur pour V1? Le signal n'étant pas périodique, je ne peux pas connaître sa valeur moyenne.

[Antoane]

Je parlais de moyenne instantanée, et non temporelle :
par exemple pour V2=2V et V1=1*sin(314*t) (sinus d'amplitude 1V, de fréquence 50Hz, offset nul), pour R1=R2, tu as en sortie, à chaque instant, (V1(t)+V2(t))/2, c'est à dire un signal sinus d'amplitude 0,5V, de fréquence 50Hz et avec 1V d'offset.
C'est bien une moyenne instantanée.

... Mais c'était en plus, pour une autre fois. Pas forcément intéressant pour ton montage du jour.

[invite89e2ec4b]

et t'aurais une idée pour un sommateur avec un gain de 10? j'ai pensé à ça, mais je ne sais pas si c'est bon (voir PJ).

[invite89e2ec4b]

Erreur: la masse est connectée au pin 4, pas au pin 2

[Antoane]

Le montage n'est pas bon : pour que l'AOP fonctionne en linéaire, il faudrait qu'il sorte une tension négative, ce qui lui est impossible.
Il faut donc monter l'AOP en ampli non-inverseur.

[invite89e2ec4b]

Un sommateur est possible avec un montage non inverseur?

[invite89e2ec4b]

google m'a dit que oui. merci du tuyau, j'essaie ça.

[PA5CAL]

Je me rend compte que la finalité du circuit est de transformer un signal PWM en un autre signal PWM, et je me demande si la démarche adoptée est bien la meilleure.

Pourrait-on connaître les spécifications de l'entrée PWM du contrôleur de ton moteur brushless telles qu'indiquées par le constructeur : fréquence, rapports cycliques mini et maxi ?

[invite89e2ec4b]

Le circuit est un variateur pour brushed (moteur à balais). Il se branche d'une part au récepteur et d'autre part au moteur.

un signal PWM en un autre signal PWM

Quel est le premier signal?

[PA5CAL]

Le circuit est un variateur pour brushed (moteur à balais)

Autant pour moi. Mal lu (digestion difficile, probablement...). Mais généralement quand un moteur CC a des balais, on ne le précise pas.

Quel est le premier signal?

Celui à l'entrée de l'intégrateur (impulsions de 1ms à 2ms toutes les 10ms, soit une PWM à 100Hz avec un rapport cyclique variant de 10% à 20%).

Ma réflexion, c'est que la plage de tension produite par l'«intégrateur» est vraiment ridicule (1,13V à 1,48V), alors qu'on peut faire beaucoup mieux grâce à un traitement adéquat des impulsions présentées à l'entrée. Le choix de la fréquence PWM de sortie et de sa plage de rapport cyclique permettrait de préciser quel traitement conviendrait le mieux.

Je rappelle au passage que les rapports cycliques proches de 0% et 100% présentent des risques pour l'électronique, les impulsions de commande pouvant atteindre dans ces conditions des durées plus courtes que les temps de commutation des éléments de puissance.

[invite89e2ec4b]

Je rappelle au passage que les rapports cycliques proches de 0% et 100% présentent des risques pour l'électronique

Mais je ne pense pas qu'on puisse faire autrement en analogique.
Effectivement, il est envisageable de transformer ce signal. Peut-être peut-on en faire du PPM avec un multiplicateur de fréquence?

Le choix de la fréquence PWM de sortie et de sa plage de rapport cyclique permettrait de préciser quel traitement conviendrait le mieux.

Pour la fréquence, elle importe peu du moment qu'elle est supérieur à 200 ou 300Hz (pour ne pas faire "grincer" le moteur") mais j'ai pensé à 500 pour ne pas faire chauffer démesurément les transistors de puissance. J'ai trouvé des références de variateurs à 1KHz (Graupner).
Pour la plage de rapport cyclique, ce serait idéalement 0%-100%. Cependant, si il est essentiel de se rapprocher au maximum du 0% (pour que le moteur s'arrête ), un rapport maximal de 90% n'est pas dérangeant. Je pense que 5%-95% serait très bien.

[PA5CAL]

Mais je ne pense pas qu'on puisse faire autrement en analogique.

Non seulement c'est possible, mais on le fait habituellement, dès que nécessaire.

Il fut un temps, les mauvaises performances des transistors de puissance rendaient même ce problème encore plus critique qu'aujourd'hui.

(Je pense que tu as quelques idées fausses sur les possibilités offertes par l'électronique analogique. Dis-toi qu'on n'a pas attendu de disposer de µC intégrant quelques millions de transistors pour piloter des moteurs, ni pour réaliser des exploits techniques qu'on serait aujourd'hui certainement incapable de reproduire ).

Du reste, c'est un problème un peu similaire qu'on se doit de régler lorsqu'on pilote un pont en H, dans lequel on doit éviter les périodes de conduction simultanée au moment des commutations.

Effectivement, il est envisageable de transformer ce signal. Peut-être peut-on en faire du PPM avec un multiplicateur de fréquence?

Le problème n'est pas posé en terme de multiplication de fréquence, mais de transformation de rapport cyclique. Le fait que la fréquence de sortie soit plus importante que la fréquence d'entrée n'est que très secondaire.

Pour la plage de rapport cyclique, ce serait idéalement 0%-100%. Cependant, si il est essentiel de se rapprocher au maximum du 0% (pour que le moteur s'arrête ), un rapport maximal de 90% n'est pas dérangeant. Je pense que 5%-95% serait très bien.

On peut parfaitement atteindre 0% et 100%. Le problème se situe seulement dans les plages qui s'en approchent trop, et qui se concrétiseraient par un commutation pas suffisamment franche des transistors de puissance.

Ainsi, on peut faire en sorte qu'une commande à moins 1% en entrée donne 0% en sortie, et qu'une commande à plus de 99% en entrée donne 100% en sortie, avec aucune commutation des transistors dans les deux cas.

[invite89e2ec4b]

Penses-tu qu'il soit possible de modifier le rapport cyclique du signal venant du récepteur après qu'il ait été produit?

[PA5CAL]

Parfaitement.

Par exemple, le simple fait d'amputer de 1 ms les impulsions présentées à l'entrée permet d'atteindre un rapport cyclique minimum de 0%.

Une intégration correcte de l'impulsion (pente rapide, puis détection de crête ou échantillonneur-bloqueur) permettrait de profiter d'une échelle beaucoup plus importante, afin de régénérer directement un signal PWM à fréquence plus élevée dont le rapport cyclique atteindrait 100% sans qu'il soit nécessaire de recourir à une amplification de tension supplémentaire.

[invite89e2ec4b]

Une intégration correcte de l'impulsion (pente rapide, puis détection de crête ou échantillonneur-bloqueur)

intégration à AOP plutôt que RC, genre ça ?

[invite89e2ec4b]

C'est bon!!! j'ai opté pour la solution inverse: placer deux "trims" en sortie du 555, un pour l'amplitude et un pour l'offset. Résultat: J'arrive sans problèmes à avoir un rapport cyclique qui varie, selon la position du manche de la radiocommande, entre 20% et 100%. Le 100% arrivant légèrement avant la fin de la course du manche des gaz, je pense qu'il y a possibilité (en poussant les réglages) de baisser jusqu'à 5 ou 10%. Je n'ai rien branché à mon moteur ce soir, mais je n'ai eu aucun problème avec la partie puissance lors des tests au GBF la semaine dernière, alors y a pas de raisons que ça marche pas. Demain, je posterai le schéma pour ceux que ça intéresse.

Un grand merci à tous ceux qui m'ont aidé (PA5CAL, Antoane, Qristoff, gcortex, Tropique, et bien sûr DAUDET78, bien que j'ai fini par l'impatienter -je m'excuse - ) et m'ont soutenu dans mon projet.

[invite89e2ec4b]

Voici donc le schéma final du générateur PWM ,sauf erreurs.
Pour alimenter de gros transistors, il faudra insérer un étage d'amplification entre la sortie du géné et le transo car la sortie de LM393 est 0/+1V.

[DAUDET78]

Ton schéma est faux .....

car la sortie de LM393 est 0/+1V.

Forcément ! il n'y a pas de résistance de PullUP !
D'autre part, la liaison entre C1 et l'entrée in- du LM393 avec deux potentiomètres ..... je ne vois pas trop comment ça peut un jour fonctionner !

[invite89e2ec4b]

Merci de m'aider à nouveau, daudet78.

Effectivement, si on rajoute une résistance de pullup, on obtient un signal haut continu, et pas moyen de l'empêcher, mais sinon le sinal est régulier.

D'autre part, la liaison entre C1 et l'entrée in- du LM393 avec deux potentiomètres ..... je ne vois pas trop comment ça peut un jour fonctionner !

Pourquoi ça ne fonctionnerait pas? j'ai vérifié, c'est bien ce que j'ai sur ma plaque d'essai.

Si j'ai utilisé cette méthode, c'est parce que mon amplificateur fonctionnait nickel pour les signaux carrés mais pas du tout avec celui en sortie de l'intégrateur...

[invite89e2ec4b]

Avec un LM358 en sortie du comparateur, on obtient un beau PWM bien carré, qui polarise parfaitement le transistor de puissance: le moteur tourne.

[invite89e2ec4b]

Avec un LM358 en sortie du comparateur, on obtient un beau PWM sur la base du transistor de puissance, et le moteur suit.
Voici le schéma de mon montage qui, s'il n'est certainement pas le meilleur ni le plus pertinent, fonctionne bien (un rapport cyclique entre 0% et 100% après le transistor).