BATEAU TÉLÉCOMMANDÉ MINIATURE - LA CARTE MOTEUR

 

La carte moteur doit être réalisée en deux exemplaires.
Elle travaille en modulation de largeur d'impulsion avec un transistor de puissance en commutation.

 

Pour réaliser ce projet vous aurez besoin :

schéma structurel
typon
typon en deux exemplaires
Décocher les options d'ajustement sur Acrobat pour obtenir l'échelle 1.

schéma d'implantation des composants

Nomenclature :

Résistance










Condensateur






Diode
Circuit intégré
Transistor


Câble



R1
R2
R3
R4, R5
R6
R7
R8
R9
R10
R11

C1
C2
C3
C4
C5
C6

D1, D2
U1
Q1
Q2

X1, X7
X01
X03, X04



22 k
1 0 k
2,2 k
2,2 ohms
15 k
82 k
33 k
5,6 k
8,2 k
56 k

1 µF
100 nF
10 nF
100 pF
22 µF
100 µF

1N 4148
LM393 + support 8 broches DIL
BUZ72 - Le radiateur est inutile pour les petits moteurs.
BC 337

Alimentation +6V et Masse
Signal de commande
Moteur +, Moteur -

Fabrication :

Tous les perçages se feront dans un premier temps avec un forêt de diamètre 0,8 mm.
Percer ensuite à 1 mm les emplacements des câbles et du BUZ72.
Il n'y a pas de problèmes particuliers.

Fonctionnement : Le montage est alimenté par quatre piles de 1,5 V soit 6 V.
On retrouve l'information déstinée au moteur sur l'entrée X01. C'est une impulsion dont la durée varie entre 0,93 ms et 1,97 ms. Cette impusion est traitée par un comparateur ( LM 393 ) qui commande un transistor de puissance en commutation. L'impulsion de 0,93 ms entraîne l'arrêt du moteur alors que l'impulsion de 1,97 ms est associée à une vitesse de rotation maximale. Entre ces deux extrêmes, le transistor travaille en commutation avec une modulation de largeur d'impulsion de 0 à 100%, d'ou la variation de vitesse.
Le schéma :
Le pont diviseur : constitué de R11, R9, R10, C5

La ddp VCM =( VCC x R10 ) / ( R11 + R9 + R10 ) = ( 6 x 8,2 k ) / ( 56 k + 6,6 k + 8,2 k ) = 705 mV.
Le condensateur C5 élimine les bruits de commutation qui sont dûs au moteur.
La cellule R8 / C3 est un filtre. Le courant d'entrée du LM393 étant très faible, la chute de tension aux bornes de R8 est négligeable.
On retrouve la tension de 705 mV sur la broche 2 du LM393 ( Trace verte ).
Les piles étant neuves, on se retrouve avec une tension d'alimentation supérieure à 6 V et une tension VCM > 705 mV.
Le traitement du signal :

   
Calibre de l'amplitude voie 1 :
Calibre de l'amplitude voie 2 :
Calibre de l'amplitude voie 3:

Calibre de la base de temps :
5 V / division
200 mV / division
5 V / division

2,5 ms / division
Le filtre R1 / C1 :

La voie 1 représente l'information moteur présentée sur la broche X01.
L'ensemble composé de R1 / C1 réalise deux fonctions :
- charge et décharge du condensateur C1,
- la valeur moyenne du signal entre A et B restant inchangée.
La tension au point B est représentée par la voie 2.

Le comparateur :

La tension sur l'entrée moins du comparateur est constante.
La tension appliquée à l'entrée plus est celle de sortie du filtre.
Raisonnons sur la tension différentielle d'entrée :
 
Si elle est négative ( entre 0 et 6 ms par exemple ), la tension sur l'entrée - étant supérieure à la tension sur l'entrée +, la tension de sortie du comparateur est proche de 0 V.
Si elle est positive ( entre 6 et 8,5 ms par exemple ), la tension sur l'entrée + étant supérieure à la tension sur l'entrée -, la tension de sortie du comparateur est proche de 6 V.
Le transistor :

Si la tension de commande est voisine de 0 V, le transistor est bloqué et le moteur n'est pas alimenté.
Si la tension de commande est voisine de 6 V, le transistor est saturé et le moteur est alimenté.
La vitesse du moteur est fonction du rapport cyclique de ce signal.
La résistance R6 est présente pour réaliser des mesures sans la présence du moteur.

La sécurité :

Si le moteur force, il faut cesser de l'alimenter sous peine de destruction. C'est le rôle de la structure composée de R4, R5, R7, C2, D1, Q2.
La résistance équivalente des deux résistances R4 et R5 montées en parallèle est Req = 2,2 / 2 = 1,1 ohm.
Si l'intensité du courant dans le moteur dépasse la valeur
I Moteur = V be Q2 / Req = 0,7 / 1,1 = 636 mA,
le transistor Q2 devient conducteur, sature et la tension différentielle d'entrée du comparateur devient négative, bloquant le transistor de puissance, cessant d'alimenter le moteur.
Ce comportement n'est pas représenté sur les chronogrammes.

Sur le deuxième oscillogramme, la durée de l'impulsion de commande présente au point A a augmentée.
L'origine de l'amplitude de la trace de la voie 2 n'est pas la même pour les deux oscillogrammes.
On peut remarquer que la tension moyenne du signal présent sur l'entrée plus du comparateur a augmentée.
Le rapport cyclique du chronogramme présent en sortie du comparateur à augmenté, de même que la vitesse du moteur.
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