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commande moteur via optocoupleur et pic



  1. #1
    nenecossais

    commande moteur via optocoupleur et pic


    ------

    Bonjour
    J'en appelle à vos lumières car je suis face à un mystère électronique que certain d'entre vous ont peut-être déjà rencontré.

    Dans mon application, je commande la puissance envoyée à un moteur cc 12V par un signal pwm (environ 40 KHz) issu d'un microcontroleur Pic 16F628.
    Le signal issue du pic est un signal TTL 5V. Il vient piloter un optocoupleur SFH610. L'optocoupleur fait la liaison pour piloter un transistor TIP 102 (darlington 8A max).
    Le schéma de commande est en pièce jointe.

    Le problème que j'ai est :
    -Lorsque l'opto, le microcontrolleur et le transistor TIP sont sur la même carte électronique, le montage fonctionne bien.
    -Lorsque je sépare carte électronique de commande (pic) et carte interface puissance (opto + Transistor TIP102), le pic16f628 plante souvent. Le montage fonctionne une fois sur dix.......et je ne comprend pas.

    Si vous avez des pistes, je vous en remercie car je fume des oreille là dessus.
    MerciPic_opto_puissance.jpg

    -----

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  3. #2
    PIXEL

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    hello ,

    mauvaise maitrise des norme de routage HF , CEM , et autres joyeusetés...

    ça s'apprend en "en bouffant" , c'est de l'expérience.

  4. #3
    DAUDET78

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Et pas de diode de roue libre sur le moteur
    Ground commun des deux cotés de l'optocoupleur ?
    Moteur 12V 50A ?
    Dernière modification par DAUDET78 ; 13/06/2013 à 14h15.
    J'aime pas le Grec

  5. #4
    nenecossais

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Merci a vous de reagir
    Effectivement la cem esr pas mon truc..
    Daudet merci de ta presence, il y a une diode de roue libre sur le tip en plus de celle intégré. Et la masse est commune a tout les composants.
    Cette commande de moteur pourrait etre faite sans optocouplage mais je flippe un peu car le courant moteur peut monter a presque 4A en blocage (et sans refroidissement sur le transistor de puissance)..
    Peut etre avez vous une technique fiable et peu encombrante?

  6. #5
    DAUDET78

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Citation Envoyé par nenecossais Voir le message
    Et la masse est commune a tout les composants.
    Donc l'opto est là pour la déco ... tu peux le retirer !
    mais je flippe un peu car le courant moteur peut monter a presque 4A en blocage
    Ca n'a rien à voir ....Et un NMOS aurait été bien meilleur
    J'aime pas le Grec

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

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Bonjour Daudet
    Merci pour ton aide.
    J'ai tenté tes recommandations sur une plaquette d'essai :
    -j'ai viré l'optocoupleur
    -Remplacé les darlington par des MOSFET de puissance.

    Nota : je commande un relais (pour l'inversion du sens de rotation) avec une autre sortie du pic.

    La commande du relais se fait avec un MOSFET IRFD120 et elle ne pose aucun soucis.

    Pour la commande du moteur j'ai essayé plusieurs MOSFET à des fréquences pwm différentes. Deux semblent fonctionner : IRF540 et irlz34
    J'applique le signal de commande (issu du pic) sur la grille via une résistance de 100 ou 360 ohm ; la source est connectée à la masse et le drain à la borne négative du moteur. La borne positive du moteur au +12 V.
    J'ajoute deux diodes de roue libre : une aux bornes de la bobine du relais, une autre connectée entre la source et le drain.

    Lorsque la commande pilote le mos du moteur, le moteur tourne MAIS lorsque la commande s'arrête, le mos reste passant et donc le moteur ne s'arrête pas de tourner.
    Je pense que la commande est parasitée car lorsque je place une sonde oscilloscope sur la résistance de grille, le mos se bloque et le moteur s'arrête.
    Je sais que les plaquette d'essai ne sont pas top pour le routage et la CEM mais je doute que ce soit la seule raison.
    Auriez-vous des piste ? ou dois-je imprimer un circuit pour éliminer ce doute..

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  10. #7
    PIXEL

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    peut-on voir le schéma ?

  11. #8
    DAUDET78

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    met une 10K entre la sortie PWM du µC et le OV
    J'aime pas le Grec

  12. #9
    nenecossais

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Je vous poste un schéma dès que j'en ai un de propre..
    Mais effectivement, la résistance de 10K placée soit sur la sortie pwm du pic et la masse, soit sur la grille du mos et la masse, résout le problème.
    Merci pour votre aide.
    Pour ma culture...est-ce que cela vient de l'effet capacitif de la grille? le fait de coupler la grille du mos à la masse via une résistance permet il de vider ces capacités sans pour autant dénaturer le signal de commande ?

  13. #10
    DAUDET78

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Citation Envoyé par nenecossais Voir le message
    Pour ma culture...est-ce que cela vient de l'effet capacitif de la grille?
    Oui ... et à cause d'une erreur dans ton soft, erreur que je corrige par hard avec ma 10K .
    le moteur tourne MAIS lorsque la commande s'arrête, le mos reste passant
    la commande s'arrête comment ????? au niveau bas ? en troisétat ? la broche passe en entrée ?
    Dans les deux dernier cas, la sortie devient flottante et tu as n'importe quoi sur la grille (et la 10K la met au 0V de force)
    J'aime pas le Grec

  14. #11
    nenecossais

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Merci Daudet, tu es une star !
    La sortie de mon pic (commande pwm) est à l'état bas lorsque la commande s'arrête, la pin RB3 (module pwm sur le pic 16f628) reste configurée en sortie dans le soft.
    Ci-joint le schéma du montage.

    circuit_commande_domo.jpg

  15. #12
    nenecossais

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Bonjour,

    Comme me l'a conseiller Daudet je commande désormais un relais (12v) via un mosfet irfd120 relié au pic via une résistance de 100ohm et je commande le moteur via un mos irfz34n et une resistance de 100ohm (+10 K vers la masse pour les capacités de grille)
    Le circuit marchait puis ne marche plus, le code marche nikel sur platine....Je crois avoir un problème de diode sur mon circuit car j'ai remplacé la 1N4001 aux bornes du mos irfz34n par une fast diode et le circuit s'en portait mieux. Puis il ne marchait plus alors à y être j'ai mis une fast diode aux borne du relais..
    ca fait plus d'un an que je suis là dessus...je pète les plombs.

    Devrais-je rajouter un driver de mosfet genre TC4427 ? devrais-je mettre tous ca à la poubelle?
    ci joint le circuit imprimé commenté
    Merci pour votre aide...ca peut m'éviter un psy circuit_commande_domo_v10.jpg

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  17. #13
    DAUDET78

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Le OV de C3 (découplage du µC) fait tout le tour de la carte
    Le OV de C5 et C6 (Quartz) fait tout le tour de la carte
    Le OV fait tout le tour de la carte. Il faut prendre l'habitude de faire un plan de masse (on laisse le maximum de cuivre )
    Dans ton programme, tu prends bien la précaution de ne changer l'état du relais que si le IRFZ34 est Off ?
    J'aime pas le Grec

  18. #14
    nenecossais

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Le 0v fait le tour de la carte effectivement
    Merci pour les info, je pratique l'impression de circuit depuis 6 mois donc je suis un peu débutant.
    Au niveau soft je prends garde de piloter le relais (sens de rotation) avant d'envoyer de la puissance au moteur (ifrz34n)(et l'inverse lors de l'arrêt moteur) . Ce qui me perd un peu c'est le fonctionnement aléatoire du montage. Et sans le microcontroleur l'envoie de 5v sur les gate des mos commute nikel.....

  19. #15
    DAUDET78

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Sans le moteur, la carte fonctionne ?
    PS : mettre deux LED têtebêche et une résistance de 470 pour simuler le moteur
    J'aime pas le Grec

  20. #16
    Qristoff

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Salut,
    Dommage que je ne suis pas passé voir le forum plus tôt, j'aurais pu t'éviter une reprise de circuit...
    Il y a quelques points à corriger à ton schéma, découplage, driver de mosfet, diode de roue libre, diode anti-inversion, protection entrées PIC...
    Par quoi veux tu commencer ?
    Dernière modification par Qristoff ; 20/06/2013 à 20h43.
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

  21. #17
    Qristoff

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Pourquoi fonctionner à fréquence PWM aussi haute pour un moteur ? (40kHz !)
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

  22. #18
    nenecossais

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    C'est vaste comme question..le decouplage est inexistant, la protection des entree du pic semble un bonne piste..car pour repondre a daudet mon montage ne marche plus a vide (sachant qu'il a bien marché auparavant en charge avec un moteur depassant pas 3A).. pour la frequence pwm je suis bien redecendu a 500Hz.
    Investir dans un driver de mos et une diode peut etre interessant bien qu'essayant de miniaturiser un max.

    Enfin toutes les pistes de resolution sont envisageable...je me donne deux mois avant d'abandonner l'electronique

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  24. #19
    DAUDET78

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Citation Envoyé par nenecossais Voir le message
    mon montage ne marche plus a vide
    Il y a quoi qui ne marche plus ? le relais ? le NMOS ?
    J'aime pas le Grec

  25. #20
    nenecossais

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Bonjour à tous
    Le circuit remarche parfaitement....phénomène dur à comprendre, même soft, même circuit......peut-être que mon circuit lui aussi avait besoin de partir en week-end se reposer !
    Cependant je pense que Qristoff a raison et que ce type de circuit "servo moteur" pourrait être améliorer sur les points qu'il a cités:
    -découplage : est-il possible, à partir d'une seule batterie 12V, d'alimenter la partie puissance (12V) et la partie contrôle (microcontroleur et capteur en 5V) en ayant un découplage efficace ??
    -driver de mosfet : ce type de composant me semble intéressant pour améliorer la commande et la protection du PIC mais je ne les connais pas...peut-être auriez-vous des références adaptées à une commande TTL 5V et un montage déjà éprouvé? (Ca fait beaucoup demander je sais
    -diode de roue libre : Je pensais que mon montage était déjà équipé de diode de roue libre...une pour le mos commandant le relais et une autre sur le mos commandant le moteur ????
    -diode anti-inversion : Si quelqu'un peut me traduire cela.. car ce terme est un peu obscure pour moi
    -protection entrées PIC : Peut-être avez-vous une méthode intéressante pour ça? car à part déparasiter les signaux d'entrée à l'aide de condensateur..je sais pas faire

    Merci beaucoup pour vos idées

  26. #21
    DAUDET78

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Tu parles de diode intégré au NMOS ? ....ça n'a jamais été une diode de roue libre
    J'aime pas le Grec

  27. #22
    nenecossais

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Bonsoir Daudet,
    Non je parle des deux diodes (fast diode 1n4148) que j'ai ajouté en plus sur le circuit...ou alors elles sont mal placées pour appeler ça des diodes de roue libres ?
    Celle du relais est placée aux bornes de la commande du relais (en inverse), celle du moteur est placée sur le MOS entre le drain et la source.

  28. #23
    nenecossais

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Bonjour
    Le circuit fonctionne pas mal. Il me reste quelques problèmes de soft qui ne sont pas insurmontables mais j'ai la vague impression que mon circuit fait antenne car le comportement est différent lorsque j'approche mon doigt du PIC.
    Je pensais faire quelques améliorations et je souhaiterais avoir votre avis si possible avant que j'imprime un nouveau circuit..

    -Un plan de masse et les pattes du PIC non utilisées connectées dessus ?
    -Un gros condo polarisé en entrée du régulateur de tension 7805, un condo moyen en sortie et deux petit condo céramique de 100nF sue l'e/s? cela pour contrer le phénomène d'appel de courant qui perturbe l'alimentation du PIC ?
    -Un driver de mos IR2109 (http://www.datasheetcatalog.com/data...1/IR2109.shtml) sur le mosfet qui commande la puissance moteur (irlz34n) pour protéger le PIC et contrer le phénomène de capacité de grille du mos ?

    Je pense qu'avec ça j'aurai un bon petit circuit de commande moteur polyvalent, mais si vous avez des suggestions je suis preneur
    Merci

  29. #24
    nenecossais

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Bonjour Daudet
    Je suis embarrassé de t'embêter encore avec mon circuit de commande moteur avec un pic..mais je souhaiterais avoir ton avis avant d'acheter les composants et d'imprimer ce circuit.
    Jusqu'à présent tes conseils m'ont été précieux et j'espère bientôt aboutir a un circuit correct et robuste.
    Je t'envoie en pj un schéma du circuit et de la board où j'ai marqué les potentiels 0v 5v et 12 v.

    Pour la description fonctionnelle, ce circuit commande un moteur CC 12v en vitesse variable (PWM 500Hz) et dans les deux sens (grâce au relais)
    Le relais est commandé par un mos irfd120, le moteur par le mos irlz34n.
    Les deux mos sont drivés par le driver de mos ir4427 que je souhaite rajouter pour réduire le bruit sur la commande et les capa de grille.
    Pour contrer d'éventuel appel de courant de la charge (moteur) sur l'alim du PIC (7805) je pensais rajouter deux condo electrochimique :470uFsur l'entrée et 47 uF en sortie.

    Pourrais-tu m'aider sur ce coup, j'ai pas encore le nez d'un électronicien expérimenté
    merci

    dessin_circuit.jpg

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  31. #25
    DAUDET78

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    • La diode sur le NMOS de droite sert à rien . il faut la mettre entre le drain du NMOS et le 12V
    • Les résistances grille-source des NMOS servent à rien. il faut les mettre entre l'entrée du driver et le 0V ( au moment du reset, les broches du µC sont en entrée et le potentiel n'est pas fixé ).
    • Il faut absolument une liaison directe entre masse des condos du quartz, 0v du 22nf de découplage et le Vss du µC . Si tu ne peux pas passer entre les pattes du µC, rajoute un strap
    J'aime pas le Grec

  32. #26
    nenecossais

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Bonjour Daudet et merci encore pour ces conseils.
    Je pense avoir compris et je mets donc en pj le schéma corrigé.

    -Concernant le driver de mos ir4427, j'ai rajouté deux résistances entre l'entrée et la masse (100ohm ?) mais j'ai conservé les résistances en sortie afin de tester ..au pire je les shunterais si elles apportent vraiment rien.

    -Concernant la masse du quartz, reste à voir si l'impression du circuit sera assez fine pour passer entre les pattes Vdd et clk2 du micro.
    D'ailleurs quite à passer entre deux pattes serait-il pas mieux d'éviter la patte d'alim Vdd ? ET devrais-je couper la deuxième piste de masse qui fait le tour jusqu'au régulateur 5V ?

    -Pour la diode, je pensais ma petite 1N4148 par une MBR745 (45V 7.5A Schottky Discrete Diode)

    Je reçois les composants la semaine prochaine, j'ai hâte de tester
    Merci encore

    dessin_circuit_corrigé.jpg

  33. #27
    DAUDET78

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Citation Envoyé par nenecossais Voir le message
    j'ai rajouté deux résistances entre l'entrée et la masse (100ohm ?)
    pas une 100 mais une 10K ! C'est une résistance qui sert à fixer le potentiel du driver pendant le RESET
    mais j'ai conservé les résistances en sortie
    Indispensable entre le driver et le NMOS
    -Pour la diode, je pensais ma petite 1N4148 par une MBR745 (45V 7.5A Schottky Discrete Diode)
    Ou une 1N4004 si ton moteur fait moins de 1A et que tu ne fais pas de PWM
    J'aime pas le Grec

  34. #28
    nenecossais

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Merci Daudet
    Le circuit un fois imprimé marche plutot nikel
    Merci encore et encore !!

    Petite question hors sujet...mais tu utilises quoi comme type de connecteur sur board pour une prise d'alimentation? je galère a avoir une référence femelle et mâle (genre jack 5mm ?)...sur conrad

  35. #29
    DAUDET78

    Re : commande moteur via optocoupleur et pic

    Prend un connecteur jack à monter sur circuit imprimé (comme ceusses des alimentations des PC portables)
    J'aime pas le Grec

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