H-bridge drive mosfet arduino

[dany555]

Salut à tous;
J'ai un peu de connaissances en électronique et j'aime bien savoir encore plus, alors je veut faire un étude concernant la motorisation de coffre d'une véhicule Citroën C-Elysée, j'ai trouvé déjà des documents traitant le même sujet mais d'une Peugeot 6O7. voici les liens des documents: http://eduscol.education.fr/sti/conc...de-607-peugeot.
en fait dans mon étude j'ai trouvé plusieurs difficultés puisque j'ai pas ni des données nécessaires ni les moyens qui permettent de déterminer ces données. En tous cas je me trouve dans la situation de faire une approximation avec l'étude faite pour Peugeot 607 mais je sais pas est ce que ça va marcher ou non.
mes questions sont:
Je vois pas comment choisir le motoréducteur (12V et 10 A c'est suffisant ça ????) la puissance de moteur et le couple max sachant que le hayon de coffre pèse 13 Kg et la force maximale de pincement est environ 150 N ??
concernant le pilotage du pont h je vois pas quels sont les mosfet que je dois utiliser ainsi la fréquence de PWM?
je fais un petit montage sur ISIS tout ça marche bien dans la simulation à savoir dans la réalité, je sais pas pour quoi il y a quelque chose qui cloche dans le choix de mosfet ainsi que les autres composants "quelqu'un peut m'aider SVP" .
Autre question : le capteur de fin course c-à-d un capteur angulaire dans notre cas, je sais pas quoi utilisé et comment fonctionne,je pense à utiliser un srs280 mais je sais est ce qu'il peut être utilisé avec un Arduino ou non ?
Si vous avez des idées ou des remarques utiles merci énormément
voici les documents de Peugeot 6O7; le montage sous ISIS et une image de montage pour ceux qui n n’utilisent pas ce logiciel.
Je besoin de vos aides et merci d'avance :
Cordialement;
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[dany555]

Dommage, aucune réponse, pas des idées à propos ce sujet !!!!
Besoin d'aide SVP

[DAUDET78]

- tes 1N4001, des diodes de redressement, sont trop lentes pour du PWM
- le IRF5M3205 n'est pas compatible avec une tension de commande grille de 0/5V
- Q1 et Q2 sont toujours conducteurs (je te laisse chercher !)

Bref copie à revoir !

PS : dans le monde automobile, l'électronique doit (selon les normes) résister à de sacrées surtensions (de mémoire +50V et -50V)... rien à voir avec une alimentation 12V sur table !)

[dany555]

Salut à tous;
merci pour votre intervention #DAUDET78, pour la diode de redressement,la diode 1N5711WS (diode de Schottky) aurait elle fait l'affaire?

Q1 et Q2 sont toujours conducteurs

pouvez vous me dire et expliquer qu' est ce que je dois faire Monsieur et merci ?
l'alimentation du moteur se fait à partir de la batterie voiture 12V 40AH, est ce que je doit mettre quelque chose pour la protection du moteur, fusible, rélais ou capteur de courant par exemple...
je viens avec le schéma précédent sur ISIS mais j'ai changé tous les composants, le problème est qu'il ne marche pas avec le même programme que précédemment , quelqu'un peut m'expliquez SVP
Autre question Monsieur, comment savoir si le transistor mosfet est compatible avec une tension de commande 0/5V (selon la tension Vgs non ?) parce que j'ai cherché des autres mosfet mais la tension de Vgs = ±20V?
merci encore une fois.
cordialement;d

[A voir en vidéo sur Futura]

[dany555]

Bonjour à tous;
J'ai un motoréducteur à tourner dans les 2 sens avec un signale PWM, pour ceci je viens d'utiliser un pont H basé sur des mosfet IRL3303 (Vdss=30v; Id =38 A; Rdson = 26mohm) et deux driver IR2101 pour le pilotage puisque la carte arduino uno n'est pas assez puissant pour le pilotage direct de mosfet.
le motoréducteur a les caractéristiques suivantes Vcc=12V; I= 13A ;Pn=135W; couple max à entrainer Cmax= 150 N.m ;Vitesse nominale de moteur = 3300 tr/mn et un rapport de réduction Nmoteur/Nsortie-réducteur=1165.
J'ai quelques questionsà poser et j'éspère vraimant trouver de réponses :
-je veux savoir comment choisir le signal PWM convenable sachant que le PWM de l'arduino est 490 Hz ?
-y'a t-il une relation entre la vitesse de rotation et le siganle PWM ? si oui quelle est cette relation?
-je pense aussi que j'ai aussi mal dimensionné les composants du schéma de pont H est ce que vous pouvez les vérifier avec moi? et si la connexion avec la carte arduino est correcte ou non ?
- je ne sais pas comment écrire le programme pour la variation de PWM pour ce schéma ?
je besoin vraiment de vos aides et merci d'avance
le schéma est fait sous le logiciel Proteus
toute intervention ou n'importe quel commentaire peut m'aider sera le bienvenue et merci encore une fois à vous tous
cordialement;

[Antoane]

Bonjour,

Les doublons ne sont pas autorisés sur le forum, tes deux discussions ont donc été fusionnées.

[Antoane]

Bonjour,

Concernant ton schéma du post du post 5 :
La datasheet du IR2101 : http://www.irf.com/product-info/data...ata/ir2101.pdf
celle des MOSFET : http://www.irf.com/product-info/data...ta/irl3303.pdf (merci de les donner à l'avenir, ça nous évite des les rechercher )

-y'a t-il une relation entre la vitesse de rotation et le siganle PWM ? si oui quelle est cette relation?

La vitesse de rotation est à peu près proportionnelle au rapport cyclique du signal PWM.

-je pense aussi que j'ai aussi mal dimensionné les composants du schéma de pont H est ce que vous pouvez les vérifier avec moi? et si la connexion avec la carte arduino est correcte ou non ?

- Tu peux passer la valeur des résistances à environ 100Ohm.
- Tu peux passer la valeur de C2 et C4 à environ 220nF.
- Tu peux passer la valeur de C5 à environ 220 à 1000µF.
- le cäblage des IR2101 n'est pas bon : avec LN bloqué à la masse, Q3 et Q4 sont toujours bloqués.

- je ne sais pas comment écrire le programme pour la variation de PWM pour ce schéma ?

La gestion des PWM sous Arduino est assez triviale, demande à Google de t'en parler, et notamment de la fonction analogwrite(.).

-je veux savoir comment choisir le signal PWM convenable sachant que le PWM de l'arduino est 490 Hz ?

Pourquoi avoir choisi d'utiliser une commande PWM si tu ne sais pas ce que cela donne comme résultat ou quel est son intérêt ?


Sur ton post précédent :

pour la diode de redressement,la diode 1N5711WS (diode de Schottky) aurait elle fait l'affaire?

Il faut que la diode utilisée puisse tenir la tension d'alimentation (avec de la marge) et tout le courant tiré par le moteur (avec beaucoup de marge).

je viens avec le schéma précédent sur ISIS mais j'ai changé tous les composants, le problème est qu'il ne marche pas avec le même programme que précédemment , quelqu'un peut m'expliquez

Tu as changé le circuit de commande... Celui employé dans le post 1 était raisonnablement bon.

comment savoir si le transistor mosfet est compatible avec une tension de commande 0/5V (selon la tension Vgs non ?) parce que j'ai cherché des autres mosfet mais la tension de Vgs = ±20V?

Ce Vgs = ±20V est la tension limite max avant risque de détérioration rapide du composant, elle n'a pas grand chose à voir avec la tension nécessaire pour avoir une commande correcte. Pour connaitre celle-ci, il faut regarder pour quelle tension la Rds_on du composant est spécifiée. Ex :

le IRF540 doit être piloté en 10V, le IRL3803 peut être piloté en 4.5V

De manière plus générale :
Tu as donc trois possibilités pour réaliser ton pont en H :
1- Avec des relais ;
2- Avec des MOSFET et un schéma proche de celui du post 1 ;
3- Avec des MOSFET et un schéma proche de celui du post 5.
La première option a l'immense avantage de la simplicité, en particulier étant donné le besoin de robustesse face à la non-propreté de l'alimentation 12V fournie par une auto. Inconvénients majeurs : faible souplesse et risque d'a-coup au démarrage du moteur.
De ces points de vue là, les deux autres options en sont des exacts opposés.
Le schéma du post 5 est plus propre que le celui du post 1, il apporte comme avantage :
- la possibilité de n'utiliser que des transistors NMOS ;
- de diminuer les temps de commutation ;
- de simplifier la commande du transistor "high-side" (celui dont la source est au Vcc).
il est cependant plus complexe à utiliser, notamment parce qu'il faut faire commuter les deux NMOS à (presque) chaque cycle PWM pour permettre aux condensateurs de bootstrap (C2-C3) de constamment rester chargé, et ce même si seul un NMOS a vraiment besoin de commuter pour faire varier la vitesse du moteur.
Le tout pour un gain pas nécessairement immense : des 3 avantages listés ci-dessus, aucun n'est, ici, vraiment crucial.

Conclusion : pour peu que ses inconvénients soient acceptables, je choisirais la première option.

[dany555]

Salut;
merci Antoane pour votre réponse , je devient plus perdu maintenant hahah, pour le montage de la post #1 il y des problèmes que je sais pas comment résoudre : les mosfet Q1 et Q2 sont toujours conducteurs ? et quand je fais x-miroir des mosfets Q2 et Q4 (du schéma 1 post 1) le circuit ne marche pas?je pense que je dois changer les types des mosfets utilisés non?
pour le montage avec le driver je sais pas est ce que je relie les 2 pins Hin et le 2 pins Lin de deux drivers ensemble ou non et je vois pas quelle pin à utiliser pour le PWM ?
j'ai un vitesse de rotation égale à 3300 tr/mn quelle est alors la relation de vitesse de rotation avec le rapport cyclique de PWM ?
personnellement je préfère utiliser un pont h de la post 1 parce que il ya pas beaucoup de choix pour les drivers dans la librairie Proteus. Si vous avez une suggestion ou un schéma je serais vraimant reconnaissant et merci encore une fois...

[Antoane]

Bonjour,

Dans le schéma du post 1, certains mosfets sont à l'envers, tous sont à l'endroit dans le schéma du post 3.
Dans le schéma du post 1, le circuit de commande est raisonnablement bon, il est faux dans le schéma du post 3.

j'ai un vitesse de rotation égale à 3300 tr/mn quelle est alors la relation de vitesse de rotation avec le rapport cyclique de PWM ?

On ne peut pas savoir sans la datasheet du moteur.

pour le montage de la post #1 il y des problèmes que je sais pas comment résoudre : les mosfet Q1 et Q2 sont toujours conducteurs ? et quand je fais x-miroir des mosfets Q2 et Q4 (du schéma 1 post 1) le circuit ne marche pas?je pense que je dois changer les types des mosfets utilisés non?

pour le montage avec le driver je sais pas est ce que je relie les 2 pins Hin et le 2 pins Lin de deux drivers ensemble ou non et je vois pas quelle pin à utiliser pour le PWM ?

Ces questions, associées à ce que j'ai écrit dans mon post précédent, me laisse penser que tu devrais abandonner les mosfets et l'arduino et utiliser un pont constitué de relais.

[dany555]

Bonsoir;
merci énormément Antoine pour votre intervention précieuse, j'étais un peu malade j'ai pas connecté depuis 3 jours, en tous cas revenons à notre sujet, en fait je dois conserver le pont H avec des mosfet donc la solution avec de relais est à oublier.
je fait un autre montage mais encore les mêmes problèmes je sais pas vraiment comment les résoudre, j'ai choisi d'autre mosfet afin d'être commandable par arduino.
j'ai choisi les composants suivants:

le mosfet P-Channel: IRL5602S

le mosfet N-channel: IRL3303

le mosfet N-channel: BS170 petit mosfet utilisé comme gate driver mosfet

Des Resistance de 10 Kohm

une Capacité polarisé de 100 nF pour le découplage

lorsque je simule le montage sous ISIS, j'obtient les résultats suivants ( voir fig). je pense qu'il y a des erreurs et je sais pas comment les résoudre. je veux que la tension aux bornes de moteur soit prés de 12 V.

j'ai un peu de soucis concernant le choix des composants s'ils sont bien choisis ou non ?

Aussi quand je veux calculer la résistance Rg en se basant sur la formule

Vgs(t) = (1 - exp(-t/Taux)).Vcc avec Vcc = 5V tension de commande de la grille; Taux=Rg.Ciss (Ciss déterminé d'après le datasheet)

après un calcul on obtient Rg= -t/ ( Ciss x Ln(1-Vgs(t)/Vcc)) . le problème est que je sais pas déterminer le temps t et le Vgs(t) je les trouves dans le datasheet? et je savoir est ce que la fréquence de découpage fd est celle la fréquence de PWM ou non.
voilà la simulation sur ISIS qu'est ce qu'elle me donne Pièce jointe 284556
Q1 et Q4 sont toujours à l'envers ( je suis bloqué comment le résoudre SVP)
merci énormément pour votre aide
Cordialement;

[DAUDET78]

Il ne marche pas ton schéma .... pour plusieurs raisons.
Faudrait que tu comprennes le fonctionnement d'un PMOS avant de simuler.

[dany555]

Bonsoir;
merci DAUDET pour votre intervention,

Il ne marche pas ton schéma .... pour plusieurs raisons.

Pouvez-vous Monsieur me donner ces raison et comment corriger le montage j'apprécie vraiment ton aide et merci d'avance. je suis bloqué et je sais pas quoi faire
cordialement.

[DAUDET78]

Des pistes :
- Tes PMOS sont à l'envers (drain et source a merputer) .
- Quand Q5 est bloqué, quelle est la tension sur la grille de Q1 ? ..... perso, je ne sais pas répondre !

[Antoane]

Bonsoir,

un schéma correct en PJ :
- pour tourner dans un sens : SENS1 est à 1 et ton signal PWM est appliqué à PWM1 ; les deux autres signaux sont à 0.
- pour tourner dans l'autre sens : SENS2 est à 1 et ton signal PWM est appliqué à PWM2 ; les deux autres signaux sont à 0.

Mais je suis d'accord avec Daudet (post 11) sur le principe.

j'ai un peu de soucis concernant le choix des composants s'ils sont bien choisis ou non ?

Tu as choisi des composants vieux et bien peu performants... Il y a moyen de trouver bien mieux pour pas plus cher.

Aussi quand je veux calculer la résistance Rg en se basant sur la formule

Vgs(t) = (1 - exp(-t/Taux)).Vcc avec Vcc = 5V tension de commande de la grille; Taux=Rg.Ciss (Ciss déterminé d'après le datasheet)

après un calcul on obtient Rg= -t/ ( Ciss x Ln(1-Vgs(t)/Vcc)) . le problème est que je sais pas déterminer le temps t et le Vgs(t) je les trouves dans le datasheet?

Cette formule n'est pas tout à fait applicable ici car la capacité d'entrée d'un mosfet n'est pas linéaire, c'est à dire que sa valeur varie en fonction de la tension à ses bornes. La formule (que je n'ai pas vérifiée) donne cependant une approximation du temps de commutation qui peut être suffisante ; pour cela, il faut considérer :
- le temps nécessaire au changement d'état du composant (tu choisis ce temps, par exemple de l'ordre de 1% de la durée de la période du signal PWM) ;
- la tension Vgs à partir de laquelle le transistor est complètement passant, par exemple Vgs=4.5V (à voir au cas par cas, en fonction de la tension Vgs pour laquelle la Rds_on du composant est spécifiée).

Enfin, ta formule fait une approximation qui peut être très forte dans le cas où Rg est faible (e.g. < 220Ohm) : elle néglige l'impédance de sortie de la commande du mosfet (ici : la sortie de l'arduino).

[dany555]

Des pistes :
- Tes PMOS sont à l'envers (drain et source a merputer)

je sais ça mais pourquoi quel est l'erreur que j'ai mis, comment je les disposes alors? et qu'est ce que je dois faire pour corriger ça? merci pour votre aide.
pour répondre à ta question:
Q5 et Q6 sont utilisés pour les pilotages des MOSFET donc lorsque Q1 est bloqué en principe la broche G du MOSFET canal P reçoit du 0 V (-12 V dans sa logique) et le transistor conduit, la broche G du MOSFET canal N reçoit elle aussi du 0 V et le transistor est bloqué, nous trouvons donc du +12 V.
cordialement;

[dany555]

Bonsoir,

un schéma correct en PJ :
- pour tourner dans un sens : SENS1 est à 1 et ton signal PWM est appliqué à PWM1 ; les deux autres signaux sont à 0.
- pour tourner dans l'autre sens : SENS2 est à 1 et ton signal PWM est appliqué à PWM2 ; les deux autres signaux sont à 0.
Pièce jointe 284571
Mais je suis d'accord avec Daudet (post 11) sur le principe.
Tu as choisi des composants vieux et bien peu performants... Il y a moyen de trouver bien mieux pour pas plus cher.

merci Antoine; ton intervention est extraordinaire , en fait je fais le choix de mosfet selon la tension de commande Vgs (pour qu'ils soient commandable avec la carte arduino en fait). j'aime votre montage je vais l'essayer, juste une petite demande concernant le choix de mosfet savez vous des mosfet P-channel et N-Channel commandable avec arduino et pas trop vieux et merci énormément pour votre aide.

[DAUDET78]

la broche G du MOSFET canal N reçoit elle aussi du 0 V et le transistor est bloqué, nous trouvons donc du +12 V.

Hélas non ..... elle est flottante ! Regarde le schéma d'Antoane qui te mâche le travail (un peu trop à mon gout)

PS : Dans le le schéma d'Antoane, Vcc doit être plus grand que 10V et plus petit que 20V