Je vous propose dans ce montage de raliser une carte double utilisation : un variateur de vitesse pour deux moteurs courant continu bas sur le principe de la modulation de largeur d'impulsion MLI dite aussi PWM (pulse width modulation) et une carte de commande dun moteur pas pas bipolaire.1) Variateur de vitesse pour deux moteurs courant continu

1.1) Principe gnral dinversion de polarit :

Pour inverser le sens de rotation dun moteur, il suffit de fermer deux des contacts pour faire tourner le moteur dans un sens ou dans l'autre

Sur le schma (A) le moteur est l'arrt (on devrait mme dire qu'il est frein : en effet court-circuiter les deux ples d'un moteur revient le freiner). Sur le schma (B) il tourne dans le sens inverse du schma (C) et enfin sur le schma (D) il est frein. Et bien voici la base du pont en H, toute l'ide rside dans ce schma. Bien sr, pour l'implmenter, il va nous falloir remplacer les interrupteurs par des transistors. 1.2) Variation de sens par pont en H : Un pont en H c'est un circuit destin au pilotage de sens de rotation dun moteur qui met en uvre quatre transistors. Il a deux rles principaux :

Fournir le courant ncessaire au fonctionnement du moteur. Donner la possibilit d'inverser le sens du courant (donc le sens de rotation du moteur).

4 transistors, symboliss ici par des interrupteurs T1, T2, T3 et T4, sont monts en pont et permettent de commander le sens de rotation du moteur : Lorsque T1 et T4 sont ferms (saturs), le moteur tourne dans un sens (sens 1). Lorsque T2 et T3 sont ferms, le moteur va tourner dans l'autre sens (sens 2). 1.3) Variation de vitesse du moteur : Pour faire varier la vitesse d'un moteur on peut faire varier la tension d'alimentation ses bornes mais dans ce cas une partie importante de l'nergie est consomme par le dispositif dalimentation, on prfre l'alimenter de faon discontinue avec un hacheur et faire ainsi varier la tension moyenne ses bornes. On parle alors de Modulation par Largeur d'Impulsions (MLI), ou Pulse Width Modulation (PWM).

La sortie PWM du microcontrleur est utilise pour commander le transistor, en mikropascal nous disposons des procdures suivantes :

PWM_init PWM_change_duty(val) Le rapport cyclique du signal est gal val / 255, PWM_stop arrte le moteur, PWM_change_duty(255) alimente le moteur avec la tension maximale, PWM_change_duty(64) alimente le moteur au quart de la tension.

La PWM permet dobtenir un quivalent dune variation de tension continue laide dun control TOR (tout ou rien) .Cette technique permet aux composant de puissance de moins chauffer quen analogique .Dautre part, les signaux numriques sont moins sensibles au parasites que les signaux analogiques et sont donc plus robustes.2) Schma de principe de la carte :

3) Schma du montage lectronique :

Le montage est compos de quatre parties diffrentes :

Partie alimentation. Partie commande et traitement des informations. Partie amplification et adaptation et isolation galvanique des signaux de commandes. Partie puissance.

3.1) Partie alimentation : Cette partie contient 6 entres dalimentation : deux pour alimenter le/les moteur(s) qui sont 12V2 et GND2, deux pour alimenter le microcontrleur directement en 5V (VCC1 et GND3) et deux autres sont prvus pour lalimenter en 12V au cas ou en dispose pas de 5V (12V1 et GND1) travers un rgulateur de tension 7805. Le rgulateur de tension permet d'obtenir une tension prcise et

continue dans un montage lectronique. Il faut cependant que la source de tension soit de plus de 5 V pour que le montage fonctionne. 3.2) Partie puissance : Pour commander le sens de rotation ainsi que la vitesse dun moteur courant continu jai utilis un pont de transistors : Le Hacheur quatre quadrants.

3.3) Partie isolation galvanique :

Cest un dispositif disolement qui permet la transmission de niveau lectrique de manire non galvanique. Il est constitu dune diode lectroluminescente (LED) et dun phototransistor intgr dans le mme botier. Il ralise une conversion de lnergie lectrique en nergie lectrique, la tension disolement entre les deux parties de circuit peut tre de lordre de quelques milliers de volt. 3.4) Partie commande : La partie commande est bas sur un PIC16F876 qui nest rien dautre quun microcontrleur, cest dire une unit de traitement de linformation de type microprocesseur la quelle on a ajout des priphriques internes permettant de raliser des montages sans ncessiter lajout de composants externes.4) Ralisation de la carte du variateur :

5) Possibilit de commander un moteur pas pas bipolaire:

Les moteurs pas pas permettent de convertir directement un signal lectrique numrique en un positionnement angulaire de caractre incrmental. Comme leur nom lindique, ces moteurs tournent en fonction des impulsions lectriques reues dans ses bobinages.

Alimentation des enroulements dun moteur bipolaire Le sens de rotation d'un moteur pas pas bipolaire dpend du sens du courant et de Lordre d'alimentation des bobinages. Cest trs comparable une commande de deux moteurs courant continu avec deux sens de rotation.

La commande du moteur seffectue par envoie successif, une une, des combinaisons suivantes :Mode 1 : On alimente 1 enroulement la fois :

Mode 2 : On alimente 2 enroulements la fois :

Liste des Composants :4 Modules Quantity: 4 9 Resistors Quantity: 7 2 2 Capacitors Quantity: 2 References C1, C2 Value 15p References R1-R3, R5-R8 R4, R9 Value 220 10k References M11, M12, M21, M22 Value PIN

9 Integrated Circuits Quantity: 8 1 8 Transistors Quantity: 4 4 9 Diodes Quantity: 8 1 10 Miscellaneous Quantity: 8 1 1 References CAP1, CAP2, GND1-GND3, RX, TX, VCC1 PIC X1 Value PIN PIC16F876A CRYSTAL References D1-D8 D9 Value 1N4007 LED-RED References Q1, Q3, Q5, Q7 Q2, Q4, Q6, Q8 Value TIP122 TIP127 References U1-U8 U9 Value OPTOCOUPLER-NPN 7805

Tlchargement :

Carte lectronique et Typon sous Proteus (ISIS-ARES) Montage de simulation et Programme de test avec Mikropascal pour Moteur DC Montage de simulation et Programme de test avec Mikropascal pour Moteur pas pas Datasheet des transistors TIP122 et TIP127