Carte Moteur 2009

Cette carte permet de commander 2 moteurs, elle est basée sur 2 ponts en H L6203.

1

Caractéristique :

            Nombre de moteur :2

            Tension min: 12V

Tension max : 35V

            Courant Max : 4A en continu par moteur

            Fréquence de la PWM : 20 kHz à 40 kHz

            Connecteur commande : HE-10 à 6 voies

            Protection :      surchauffe intégré au L6203 et se déclenche à 150°C

                                   Fusible réarmable polyswitch 6A

 

Commande :

            Les connecteurs de commande sont les suivant :

2

1 – NC

2 – ENA

3 – PWM

4 – NC

5 – SENS

6 – GND

 

ENA : La pin enable à 1 permet d’activer le pont en H, quand le pont en H est activé le frein moteur est présent, le moteur oppose une forte résistance à la rotation, si enable est à 0 le pont est désactivé et le moteur est en roue libre.

PWM : lorsque PWM est à 1 le moteur tourne, lorsqu’elle est à 0 le moteur est arrêté, ceci fait à haute fréquence permet de régler la vitesse du moteur (c’est le même principe qu’un hacheur).

SENS : quand SENS est à 1 le moteur tourne dans un sens, quand il est à 0, il tourne dans l’autre.

Connexion avec un microcontrôleur : ENA et SENS sont connecté à une sortie I/O du microC et PWM à une sortie Timer.

 

NB : pour utiliser la carte, il faut tout d’abord mettre la pin ENA à 1, si c’est bien le cas une led rouge doit s’allumer sur la carte.

 

 

IMPORTANT : ne pas se tromper dans le branchement de l’alim le + et – sont indiqué


 Schéma électrique :

3

Composants :

 

Nombre :

Composant :

2

Résistance 10 Ω en composant surfacique format 0805

7

Résistance 470 Ω en composant surfacique format 0805

3

Résistance 1 kΩ

13

Résistance 1 kΩ en composant surfacique format 0805

4

Condensateur 15 nF en composant surfacique format 0805

2

Condensateur 22 nF en composant surfacique format 0805

3

Condensateur 100 nF en composant surfacique format 0805

2

Condensateur 220 nF en composant surfacique format 0805

1

Condensateur 330 nF

1

Condensateur 470 μF

4

Diode 1N4003

3

Led rouge surfacique

4

Led verte surfacique

2

Fusible réarmable 6A

2

Transistor NPN : BC549

1

Porte AND : 7408

6

Optocoupleur

1

Régulateur de tension 5V : 7805

2

Pont en H : L6203

6

Support DIL 6 voies

1

Support DIL 14 voies

2

Connecteur He 10, 6 voies

3

Bornier Connecteur

 

4

Explication du schéma :

Connecteur commande et optocoupleur

5

Le connecteur est un connecteur He 10 à 6 voies, ce type de connecteur est facile à faire avec une simple nappe, de plus il est souvent muni d’un détrompeur, cependant si ce n’est pas le cas, j’ai fait les connexions de manière que si le connecteur est branché à l’envers il ne se passe rien (la masse n’est relié à rien).

            Les 6 optocoupleurs (un pour chaque voie) permettent des séparer l’alimentation de la partie commande et de la partie puissance, de plus ils empêchent les courants parasites de remonter vers la partie commande (ces courants peuvent perturber le fonctionnement de la partie commande voir la détruire dans le cas de problème de la partie puissance).

Les résistances de 1K coté connecteur permettent de transformer la tension en courant pour alimenter les photodiodes, comme pour une diode classique.

Les résistances en sorti d’optocoupleurs sont des résistances de pull down, elles sont relié à la masse.

Quand un 1 logique est envoyé, le phototransistor de l’optocoupleur relie l’entrée 5 (5V) à la sortie 4, la sortie est donc de 5V.

Quand un 0 logique est envoyé, la patte 4 n’est connecté à rien : elle est dans le vide, il y a donc un courant nul qui passe dans les résistances de pull down or U=R.I si I=0 alors U=0 donc la sortie 4 est relié à la masse : c’est le but des résistances de pull down.

 

Alimentation de la partie logique

 6

L’objectif est de fournir du 5V stable pour alimenter la partie logique et les optocoupleurs, on utilise pour cela un régulateur de tension 5V, le L7805.

C2 et C3 sont préconiser par la datasheet du L7805, j’ai rajouté une led rouge qui permet de voir quand la carte est sous tension. C1 est un gros condensateur qui permet de fournir de la puissance lors des forts appels de courant de la part des moteurs, et permet ainsi d’éviter les chutes de tension.

NB : un condensateur de 470 μF est peut être un peu faible pour C1

Partie logique

Les sorties du microcontrôleur sont PWM et SENS or le pont en H se commande par IN1 IN2, il faut donc transformer un peu les signaux.

Un pont en H fonctionne de la manière suivante:

IN1=0 et IN2=0 → 0V aux bornes du moteur, le moteur ne tourne pas.

IN1=0 et IN2=1 → Vcc aux bornes du moteur, le moteur tourne.

IN1=1 et IN2=0 → -Vcc aux bornes du moteur, le moteur tourne dans l’autre sens.

IN1=1 et IN2=1 → Vcc sur les 2 fils du moteur donc 0V aux bornes du moteur, le moteur ne tourne pas.

 

Et nous, nous voulons :

PWM=0 et SENS=0 → le moteur ne tourne pas

PWM=0 et SENS=1 → le moteur ne tourne pas

PWM=1 et SENS=0 → le moteur tourne dans un sens

PWM=1 et SENS=1 → le moteur tourne dans l’autre sens

 

Ce qui se traduit en équation logique :

 

Ce qui se fait avec 2 portes AND et une porte NOT (pour 1 moteur).

Pour réaliser cette équation j’ai utilisé une quadruple porte AND, composant standard 7408, et pour réaliser les 2 portes NOT j’ai utilisé 2 transistor NPN monté en inverseur :

Derrière la partie logique on trouve 6 leds qui permettent de voir ce qui est envoyé au pont en H, les leds sont verte pour PWM et SENS et rouge pour ENA.

L6203

7

C4, C6, C7 et C10 sont préconisé par la datasheet du L6203.

D3 et D4 sont également préconisé par la datasheet, se sont des diodes de roue libre, elles servent de protection pour le pont en H : quand le moteur freine, il passe en générateur et ces diodes permettent d’évacuer le courant fourni directement vers la batterie.

La résistance de 10Ω et le condensateur de 22 nF sont eux aussi préconisé par la datasheet, ils permettent de lisser les parasites.

Le fusible est un fusible réarmable de 6A.

J1 et J2 sont des borniers connecteurs de pas 5.04 mm, ils sont un peu chers mais ils ont l’avenage des borniers et des connecteurs, super pratique !! les essayer c’est les adopter !!!


 

Nombre :

Composant :

Fabricant et Référence Fabricant

Référence Farnell

2

Résistance 10 Ω surfacique 0805

PHYCOMP 232271161109

9240284

7

Résistance 470 Ω surfacique 1206

PHYCOMP 232271161471

9240489

3

Résistance 1 kΩ

 

 

13

Résistance 1 kΩ surfacique 0805

 

 

4

Condensateur 15 nF surfacique 0805

KEMET C0805C153K5RAC

1414671

2

Condensateur 22 nF surfacique 0805

EPCOS B37941X1223K060

1086796

3

Condensateur 100 nF surfacique 0805

 

 

2

Condensateur 220 nF surfacique 0805

KEMET C0805F224K5RAC

1288273

1

Condensateur 330 nF

VISHAY BFC237021334

1413792

1

Condensateur 470 μF

 

 

4

Diode 1N4003

 

 

3

Led rouge surfacique

AVAGO TECHNOLOGIES HSMH-C170

5790840

4

Led verte surfacique

AVAGO TECHNOLOGIES HSMG-C150

8554595

2

Fusible réarmable 6A

 

 

2

Transistor NPN

FAIRCHILD SEMICONDUCTOR BC549

1467877

1

Porte AND : 7408

FAIRCHILD SEMICONDUCTOR 74F08PC

1013885

6

Optocoupleur

VISHAY 4N35

1328375

1

Régulateur de tension 5V : 7805

STMICROELECTRONICS L7805ACV

1087086

2

Pont en H : L6203

STMICROELECTRONICS L6203

1467715

6

Support DIL 6 voies

TYCO ELECTRONICS / AUGAT 2-1571551-1

1077343

1

Support DIL 14 voies

TYCO ELECTRONICS / AMP 1-390261-3

1101346

2

Connecteur He 10, 6 voies male

HARTING 0918 506 7803

1106769

2

Connecteur He 10, 6 voies embase

HARTING 0918 506 7324

1096984

3

Bornier Connecteur male

PHOENIX CONTACT 1757019

3705353

3

Bornier Connecteur embase

PHOENIX CONTACT 1757242

3705171

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