32 réponses à ce sujet

[Black Templar]

Bonjour à tous !

Me revoilà avec une seconde version de ma carte de puissance !
Comme présenté sur mon blog robot-maker, j'ai décomposé ma carte en plusieurs sous parties :

• Le pont en H
• La partie driver
• La partie logique de commande
• Une partie de détection des sur-intensités
• Une partie logique de réarmement du circuit
• Une partie affichage du rapport cyclique PWM et du sens de rotation du moteur

Voilà mon schéma expliqué : http://ferdinandpiet...explication.png

J'ai encore deux interrogations :

• J'aimerais convertir un signal binaire 0/12V en un signal binaire 0/5V. Pour cela, j'ai utilisé un simple transistor alimenté en 5V et commandé en 12V. Je ne sais absolument pas si ce montage est valide ou non et je n'arrive pas à trouver sur internet un article parlant de ce problème. J'aurais donc voulu avoir votre opinion sur cette partie du montage ("12V=>5V" en bas au milieu du schéma (entre la "protection sur-intensité" et la "logique de réarmement"))
• J'aimerais trouver un moyen de commander (de manière logique) le passage ou non d'un signal analogique. J'aimerais pouvoir, à l'aide d'un jumper connecté soit à 5V soit à 0V, faire passer, ou non, mon signal PWM lissé et mon sens de rotation des roues. Pour cela, j'ai utilisé des FETs en série avec le signal, mais encore une fois, je ne suis pas sûr de cette partie (partie "Activation affichage" en haut à gauche du schéma).

Ces deux questions tournent donc autour des montages à transistors. Ce que j'aimerais faire, c'est convertir un signal numérique de 12V en 5V et pouvoir commander le passage d'un signal analogique.

Merci pour vos remarques,
Black Templar

[SRWieZ]

Je n'ai pas la réponse à ta question, mais je me demandais, c'est quoi la "partie logique de réarmement du circuit" ?

[Black Templar]

Salut !

Je n'ai pas la réponse à ta question, mais je me demandais, c'est quoi la "partie logique de réarmement du circuit" ?

En fait, la partie détection des sur-intensités (comme son nom l'indique) sert à détecter une sur intensité dans le pont en H.
Ici, j'ai considéré qu'au delà de 10A (limite des MOSFET), le circuit devait se couper tout seul.
J'ai une résistance de shunt de 0.05 ohm. @10A, la tension au borne de cette résistance est de 0.5V
Cette tension est passé dans un amplificateur x12.
@10A, la tension amplifié est donc de 6V !
Le second ampli op est monté en comparateur :
Si la tension dépasse 6V, il y a sur-intensité et la sortie est à 1 (logique) ! Sinon, tout va bien et la sortir est à 0.

Le problème, c'est que s'il n'y avait pas la partie logique de réarmement, si une sur-intensité était détecté, alors, on coupe le driver. De ce fait, la sur-intensité disparait et le driver se réactive. Si il y a un problème dans le montage, la surintensité réapparait aussitôt et le driver si coupe... et ainsi de suite... Ce qui n'est pas top pour l'électronique !

La partie logique de réarmement permet de désactiver le driver de façon définitive dès que la partie de détection des sur-intensité à détecté une sur-intensité.
Donc s'il y a une intensité, le driver est inibé, la sur-intensité disparait, mais la logique de réarmement garde en mémoire le fait qu'il ne faille pas réactiver le driver.
Pour pouvoir réactiver le driver (et donc reseter la mémoire du circuit de réarmement), il suffit d'appuyer sur le bouton poussoir !

++
Black Templar

[zeqL]

• J'aimerais convertir un signal binaire 0/12V en un signal binaire 0/5V. Pour cela, j'ai utilisé un simple transistor alimenté en 5V et commandé en 12V. Je ne sais absolument pas si ce montage est valide ou non et je n'arrive pas à trouver sur internet un article parlant de ce problème. J'aurais donc voulu avoir votre opinion sur cette partie du montage ("12V=>5V" en bas au milieu du schéma (entre la "protection sur-intensité" et la "logique de réarmement"))
• J'aimerais trouver un moyen de commander (de manière logique) le passage ou non d'un signal analogique. J'aimerais pouvoir, à l'aide d'un jumper connecté soit à 5V soit à 0V, faire passer, ou non, mon signal PWM lissé et mon sens de rotation des roues. Pour cela, j'ai utilisé des FETs en série avec le signal, mais encore une fois, je ne suis pas sûr de cette partie (partie "Activation affichage" en haut à gauche du schéma).

Ces deux questions tournent donc autour des montages à transistors. Ce que j'aimerais faire, c'est convertir un signal numérique de 12V en 5V et pouvoir commander le passage d'un signal analogique.

• Tu peux utiliser un buffer (qui tient le 12V, donc les 74XX ne sont peut-être pas utiles, un AOP sera peut-être plus utile) avec un pull-up à 5V en sortie. C'est ce qui est utilisé sur les MAX232 pour passer du RS-232 au TTL et vice-versa.
• Pour l'activation ca se fait avec des transistors effectivement. Faudrait que je regarde comment ils utilisent les transistors pour faire de la logique sur des schéma de cartes au boulot. J'essaie de voir ca demain.

[Hexa Emails]

Salut,

sympa cette carte! J'ai hâte de voir ce qu'elle donnera (et si ça marche, je ne suis pas contre le fait que tu m'envoie le typon )

Pour transformer ton 12V => 5V, c'est parce que ton AOP monté en comparateur te sors du 12V et que ton 4011 ne supporte pas le 12V?
... après une recherche, les 4011 supporteraient entre 3 et 15V. sinon (s'il faut tout de même diminuer à 5V) si le courant est petit à l'entrée du 4011, pourquoi ne pas utiliser un pont de résistance pour diviser la tension? ou utiliser un comparateur (avec un pull-up de 5V) au lieu du 2e AOP monté en comparateur.

Pour ton 2e souci, je ne sais pas si ça marche ou pas. Je viens à peine de découvrir les JFET et pour le moment on ne les a vus qu'en source de courant, pas en transmission/bloquage de signaux. Pour moi ça marcherai mieux si tu lissais après l'activation, mais comme je ne suis pas sur (que ça soit correct et que ce soit clair), je ne vais pas trop m'étendre.

Bpn courage pour la suite, je te suis de près!

[Sani300]

Pour convertir ton 12V en 5V je vois deux solutions, soit tu utilise un diviseur de tension comme dit plus haut ou soit tu change la tension d'alimentation de ton comparateur a 5V, comme ça il te donnera 5V en sortie tension d'alimentation.

Ensuite je te conseil d'utiliser un pont en H intégré beaucoup plus simple a réaliser, gain de place et de beaucoup moins cher!
Tu as le L6203 que j'ai utilisé qui fonctionne tres bien et je peux t'expliquer son fonctionnement si tu veux il peut monter jusqu'à 4A si je me souvient bien. Sinon tu as le L298 qui lui prends 2A.
Et aussi ton rearmement tu pourra supprimer puisque tu as une entrée de validation se qui permet de verifier le courant et si il est trop important tu fou 0 sur l'entrée de validation et voila ^^

J'ai essayé de comprendre ton schéma mais je suis pas sur d'avoir tout compris, je suppose que ton filtre passe bas va servir a obtenir la valeur moyenne du PWM pour apres afficher avec tes leds la valeur de la vitesse non?!
Mais a quoi sont reliés tes + des tes ADI?

Ensuite pourquoi utiliser des FET?

Dernière question, j'ai voulu faire a peut pres la même chose quand je ne savais pas qu'il existait des pont en H integré et au final je n'ai jamais reussi a faire fonctionner le pont en H, bref je voulais savoir combien de de sortie PWM sur ton pic?
Parce que si tu en a 4 de libres tu peux tout simplifier encore, enlever tes portes logiques d'entrée.
D'ailleurs si tu veux utiliser des portes logique en entrée prends la catégorie rapide!

[Black Templar]

Tu peux utiliser un buffer (qui tient le 12V, donc les 74XX ne sont peut-être pas utiles, un AOP sera peut-être plus utile) avec un pull-up à 5V en sortie. C'est ce qui est utilisé sur les MAX232 pour passer du RS-232 au TTL et vice-versa.

Pour transformer ton 12V => 5V, c'est parce que ton AOP monté en comparateur te sors du 12V et que ton 4011 ne supporte pas le 12V?
... après une recherche, les 4011 supporteraient entre 3 et 15V. sinon (s'il faut tout de même diminuer à 5V) si le courant est petit à l'entrée du 4011, pourquoi ne pas utiliser un pont de résistance pour diviser la tension? ou utiliser un comparateur (avec un pull-up de 5V) au lieu du 2e AOP monté en comparateur.

Mais oui !! Merci beaucoup.
Je vais utilise un comparateur avec pull-up à la place d'un aop ! (tout simplement)
Comme ça, pas besoin de transistor pour adapter la tension

Pour l'activation ca se fait avec des transistors effectivement. Faudrait que je regarde comment ils utilisent les transistors pour faire de la logique sur des schéma de cartes au boulot. J'essaie de voir ca demain.

merci

sympa cette carte! J'ai hâte de voir ce qu'elle donnera (et si ça marche, je ne suis pas contre le fait que tu m'envoie le typon )

Pas de problème, je posterais le typon ! (mais ça risque de prendre un certain temps... il faut que je finisse le schéma, commande les composants, teste les parties une par une, réalise le typon, grave la carte, teste la carte final...)

++
Black Templar

[Black Templar]

Pour convertir ton 12V en 5V je vois deux solutions, soit tu utilise un diviseur de tension comme dit plus haut ou soit tu change la tension d'alimentation de ton comparateur a 5V, comme ça il te donnera 5V en sortie tension d'alimentation.

Oui, mais les tension d'entrées peuvent aller jusque 12V. Donc si j'alimente en 5V mon AOP, ça fera des dégats

Ensuite je te conseil d'utiliser un pont en H intégré beaucoup plus simple a réaliser, gain de place et de beaucoup moins cher!

Certes, mais le but de la carte, c'est d'apprendre à faire. Donc je ne veux pas utiliser de composants tout fait !

J'ai essayé de comprendre ton schéma mais je suis pas sur d'avoir tout compris, je suppose que ton filtre passe bas va servir a obtenir la valeur moyenne du PWM pour apres afficher avec tes leds la valeur de la vitesse non?!
Mais a quoi sont reliés tes + des tes ADI?

Oui, c'est ça. Je me suis juste planté sur le schéma (je n'ai pas encore rectifié)
Le V+ des AOP est relié au signal tandis que R16 est relié au +5V !!

Ensuite pourquoi utiliser des FET?

Afin d'empêcher le signal s'arriver aux AOP ou aux transistors !
Vu que le jumper va permettre d'alimenter ou non les AOP, je ne veux pas que le signal arrive sur ceux-ci alors que l'AOP n'est pas alimenté.

Dernière question, j'ai voulu faire a peut pres la même chose quand je ne savais pas qu'il existait des pont en H integré et au final je n'ai jamais reussi a faire fonctionner le pont en H, bref je voulais savoir combien de de sortie PWM sur ton pic?
Parce que si tu en a 4 de libres tu peux tout simplifier encore, enlever tes portes logiques d'entrée.
D'ailleurs si tu veux utiliser des portes logique en entrée prends la catégorie rapide!

La PWM est à 25KHz
Générer 4 signaux est une solution, mais j'avais envi d'avoir en entrée uniquement le signal de contrôle PWM et le sens de rotation du moteur.


++
Black Templar

[Black Templar]

Bien ! J'ai retravaillé un peu la schéma pour y intégrer les modifications énoncés ci-dessus.

J'ai donc modifié la partie "détection des sur intensités" et "affichage PWM". J'ai aussi (quasiment) fini de dimensionner les composants.
Il faut que je pense à commander les composants (d'ici une semaine) pour faire les premiers test...
J'en profiterais pour commander des JFET pour voir si mon montage marche ou non

Schéma global : http://ferdinandpiette.com/ressources/images/lexplorateur/carte_puissance_v2/carte_puissance_v2.png
Schéma expliqué : http://ferdinandpiette.com/ressources/images/lexplorateur/carte_puissance_v2/carte_puissance_v2.png

Suite, au prochain épisode
++
Black Templar

[Hexa Emails]

Attention, si tu alimentes tes aop en 0-5V, tu risques d avoir des soucis, surtout s ils ne sont pas "rail to rail".
Et pour ta partie PWM, pourquoi ne pas "transmettre" le signal pwm avec une porte AND puis le lisser ( en passant par un transistor au besoin), au lieu de lisser PUIS de transmettre le signal analogique, car je suis pas sur que ça marche. Désolé pour le pavé je suis sur mon tel.
P.S.: ta carte marcherai avec de plus gros courants en changeant juste les FET de puissance et la shunt?

[Black Templar]

Attention, si tu alimentes tes aop en 0-5V, tu risques d avoir des soucis, surtout s ils ne sont pas "rail to rail".

En effet, avec 1.5V de tension de déchet du LM324, je devrais peut être revoir les valeurs des résistances R25 à R32 de la partie affichage PWM.
Pour le reste, je n'ai pas de soucis.

Et pour ta partie PWM, pourquoi ne pas "transmettre" le signal pwm avec une porte AND puis le lisser ( en passant par un transistor au besoin), au lieu de lisser PUIS de transmettre le signal analogique, car je suis pas sur que ça marche.

Pas bête du tout cette solution ! Je vais y réfléchir sérieusement

P.S.: ta carte marcherai avec de plus gros courants en changeant juste les FET de puissance et la shunt?

Pour faire une carte de puissance plus puissante (toujours pour une tension d'alim des moteurs de 12V), il faut changer les MOSFET, les diodes de roues libre ainsi que les résistances R11 et R12 qui fixent le gain à appliquer à la tension de shunt. (En gros, il faut que le gain vaille : K = 1+R12/R11 = 6V / Imax * Rshunt : 6V correspond au point seuil du comparateur (12V/2))
Pas besoin du coup de changer Rshunt il suffit d'adapter le gain.

++
Black Templar

[Sani300]

D'accord d'accord, tu fais ce montage pour bien tout comprendre ça marche!

Par contre je vois pas pourquoi tu rajoute des diodes dans ton pont en H alors que tu en as déjà des intégré dans tes transistors, ensuite n'oublie pas de calculer un radiateur pour tes transistor du pont en H!

[Black Templar]

Par contre je vois pas pourquoi tu rajoute des diodes dans ton pont en H alors que tu en as déjà des intégré dans tes transistors

Parce que les diodes intégrées aux transistors n'ont pas de très bonnes caractéristiques.

ensuite n'oublie pas de calculer un radiateur pour tes transistor du pont en H!

En effet, je n'ai pas encore calculer la dissipation de chaleur des transistors.

[Hexa Emails]

En effet, avec 1.5V de tension de déchet du LM324, je devrais peut être revoir les valeurs des résistances R25 à R32 de la partie affichage PWM.
Pour le reste, je n'ai pas de soucis.

Au niveau de ta shunt, tu auras une tension bien inférieure à 1.5V en entrée non? Moi ça posait des soucis dans un montage que j'avais réalisé.

Et sinon, comment tu as fait pour choisir tes diodes?

[Black Templar]

Au niveau de ta shunt, tu auras une tension bien inférieure à 1.5V en entrée non? Moi ça posait des soucis dans un montage que j'avais réalisé.

Ah bon ?
Pourtant, la tension de déchet, c'est valable pour les tensions de sorties max (pas les tensions d'entrées ?)

Et sinon, comment tu as fait pour choisir tes diodes?

Pour le moment, un peu au pif. (j'ai pris des diodes permettant de faire passer de grosses intensités pour le pont en H et des diodes à commutations pour les diodes de bootstraps)
Je suis encore en train de me documenter pour savoir plus précisément comment les choisir.

[Hexa Emails]

En projet à l'IUT, j'avais fait un projet qui ressemble à ta partie "display":
on utilisait un télémètre infrarouge Sharp (qui renvoie une tension qui dépend de la distance, mais pas de manière linéaire), et on avait crée un circuit qui allume des diodes de façon linéaire à la distance.
Mon montage était alimenté en 0-12V et j'avais eu des soucis avec mes AOP ( TLO81 )

Dans mon montage, quand la tension de sortie théorique était en dessous de la limite basse (mesurée à 1,4V si je me souvient bien) il ne fournissait ni la sortie théorique, ni la limite basse, mais la limite haute! (soit 11,4V , ça foutait un peu le bordel, car ça allumait toutes les diodes au lieu de toutes les éteindre).

Pour ta partie "détection de sur-intensité", le souci est que si par exemple, tu as un courant limite de 10A, pour 1A, si j'ai bien compris, tu as 600mV en sortie théoriquement.
L'AOP ne peut pas fournir en dessous de 1,5V en sortie, donc il y aura bien un problème...

Si tes AOP ont les même soucis que les miens, ça risque d'être problématique (détection de sur intensité "intempestives"!)...
On avait trouvé des solutions (mais pas testé, faute de temps): pompe de charge (ou pompe à diode, pour fabriquer une tension négative), ou rail to rail (peu de tension de seuil, surtout pour de faibles courants de sortie)

Après à toi de tester, peut être que cela marchera sans... mais pour mon projet ça n'avait pas marché ^^

EDIT: tu as modifié ton schéma! à quoi servent les diodes D28-D29-D30? ET bien trouvé ce composant, le LM3914, ça simplifiera bien tes soudures!

[Black Templar]

En projet à l'IUT, j'avais fait un projet qui ressemble à ta partie "display":
on utilisait un télémètre infrarouge Sharp (qui renvoie une tension qui dépend de la distance, mais pas de manière linéaire), et on avait crée un circuit qui allume des diodes de façon linéaire à la distance.
Mon montage était alimenté en 0-12V et j'avais eu des soucis avec mes AOP ( TLO81 )

Dans mon montage, quand la tension de sortie théorique était en dessous de la limite basse (mesurée à 1,4V si je me souvient bien) il ne fournissait ni la sortie théorique, ni la limite basse, mais la limite haute! (soit 11,4V , ça foutait un peu le bordel, car ça allumait toutes les diodes au lieu de toutes les éteindre).

Pour ta partie "détection de sur-intensité", le souci est que si par exemple, tu as un courant limite de 10A, pour 1A, si j'ai bien compris, tu as 600mV en sortie théoriquement.
L'AOP ne peut pas fournir en dessous de 1,5V en sortie, donc il y aura bien un problème...

Si tes AOP ont les même soucis que les miens, ça risque d'être problématique (détection de sur intensité "intempestives"!)...
On avait trouvé des solutions (mais pas testé, faute de temps): pompe de charge (ou pompe à diode, pour fabriquer une tension négative), ou rail to rail (peu de tension de seuil, surtout pour de faibles courants de sortie)

Après à toi de tester, peut être que cela marchera sans... mais pour mon projet ça n'avait pas marché ^^

C'est intéressent ce que tu dis là !
Je vais faire quelques testes ! Au moins, maintenant, si jamais ça ne marche pas, je saurais dans quelle direction chercher !

EDIT: tu as modifié ton schéma! à quoi servent les diodes D28-D29-D30? ET bien trouvé ce composant, le LM3914, ça simplifiera bien tes soudures!

Oui, j'ai mis une nouvelle version du schéma en ligne !!

J'ai modifié la partie "Activation affichage" en y intégrant l'astuce dont tu m'as fait part.
J'ai aussi changé complétement la partie "Affichage PWM" afin d'utiliser un LM3914 qui simplifie énormément le truc.
Les trois diodes D28 à D30 en série servent à abaisser le signal de 1.8V. En effet, l'entrée maximum du LM3914 doit être (V+ - 1.5V).
Du coup, avec ces diodes, le signal d'entrée est compris entre 0 et 3.2V. Grâce aux résistances R40 et R41, je dis au LM3914 que la plage de comparaison est entre 0 et 3.2V.

++
Black Templar

[Hexa Emails]

Je vais faire mon relou :
selon moi la partie avec les diodes ne marche pas...
Imaginons que tu as un rapport cyclique de 10%, au hasard.
Pendant le Ton, le transistor va se charger, mais pendant le Toff, il ne se déchargera pas! (l'entré SIG est de haute impédance, dans tes diodes et ton condensateurs tu auras seulement des nano-courants de fuite). Et quelques périodes plus tard, le condensateur va se charger de plus en plus, jusqu'a VDD (la tension de sortie de ta porte NO), car la chute de tension d'une diode dépend du courant qui la traverse, et plus le condensateur sera chargé plus le courant demandé sera faible...

Donc 2 soucis pour moi:
-ton condensateur se charge à 5V quoi qu'il arrive, donc tu perds l'info.
-5V c'est trop pour ton composant derrière (je te crois sur parole hein)

Voilà ce que je te propose:



JP1 est la sortie de ton NAND, c'est donc le signal complément de PWM.
Tu choisis R1 pour saturer mais pas griller le To, R2 pour la charge de ton condo, R8+R9 pour la décharge de ton condo, et R8 par rapport à R9 pour avoir la bonne amplitude de sortie. JP2 va à l'entrée SIG.

[Black Templar]

Tu as tout à fait raison ! Je n'ai pas fait attention lorsque j'ai choisi un système de diode ! (et pourtant, j'ai déjà réalisé des systèmes avec écrêteur ou autre circuits correspondant... J'aurais du m'en rendre compte ...)
Du coup, je vais utiliser ta méthode du pont diviseur de tension... tout simplement !


EDIT : ralala ! Je déteste les trucs en cascades comme ça... il y a tous qui influe sur tout ...

J'ai la fonction de transfert de ma sortie filtrée et rabaissée en fonction de mon entrée PWM 5V :
Us / Ue = R9 / ((R8+R9).(1+j.omega.R2.c) + R2 )

Alors que j'aimerais avoir une fonction de transfert proche de l'idéal (où le passe-bas et le pont diviseur ne s’influencent pas mutuellement...)
Us / Ue = R9 / ((R8+R9).(1+j.omega.R2.c) )

[Hexa Emails]

Oui en effet mon schéma ne fonctionne pas non plus! car quand le To est saturé, le condo se décharge d'un coup dedans!

EDIT: ce que tu demandes ressemble typiquement à un montage actif, et il vaudrait mieux s'en passer (j'ai été traumatisé par les tensions de seuil )

voilà ce que je propose, le schéma est peut etre pas exact mais je pense que dans le principe ça peut marcher:



on a un comparateur, qui a une forte impédance si PWM est à l'état haut, et donc C se charge à travers les 2 résistances. Si pwm est à l'état bas, C se décharge à travers la résistance de droite.
Si tu mets un très grosse valeur pour R2 et pour R1 (pull-up) une valeur plus faible (juste pour éviter un court-circuit), tu auras à peu près les mêmes constantes de temps en charge et en décharge non? Désolé mais je n'arrive pas à trouver mieux. Avec un AOP évidemment ce serait plus simple!