Variateur de vitesse pour moteur à courant continu par PIC16F876 en MLI (PWM) 12V

  Catégorie : Réalisation de cartes électroniques
  Mise à jour le : 26/03/2014 21:22
  Ajouté par : Technologuepro
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variateur de vitesse pour deux moteurs à courant continu basé sur le principe de la modulation de largeur d’impulsion MLI dite aussi PWM

 

Ce montage est un variateur de vitesse pour moteurs à courant continu 12V que j'ai utilisé dans un Robot en effet je vous propose de réaliser une carte à double utilisation : un variateur de vitesse pour deux moteurs à courant continu basé sur le principe de la modulation de largeur d'impulsion MLI dite aussi PWM (pulse width modulation) et une carte de commande d’un moteur pas à pas bipolaire.

1) Variateur de vitesse pour moteurs à courant continu

1.1) Principe général d’inversion de polarité :

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

inversion sens rotation moteur dc

Sur le schéma (A) le moteur est à l'arrêt (on devrait même dire qu'il est freiné : en effet court-circuiter les deux pôles d'un moteur revient à le freiner). Sur le schéma (B) il tourne dans le sens inverse du schéma (C) et enfin sur le schéma (D) il est freiné. Et bien voici la base du pont en H, toute l'idée réside dans ce schéma. Bien sûr, pour l'implémenter, 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 destiné au pilotage de sens de rotation d’un moteur qui met en œuvre quatre transistors. Il a deux rôles principaux :

  • Fournir le courant nécessaire au fonctionnement du moteur.
  • Donner la possibilité d'inverser le sens du courant (donc le sens de rotation du moteur).

Changement du sens de rotation du moteur

4 transistors, symbolisés ici par des interrupteurs T1, T2, T3 et T4, sont montés en pont et permettent de commander le sens de rotation du moteur : Lorsque T1 et T4 sont fermés (saturés), le moteur tourne dans un sens (sens 1). Lorsque T2 et T3 sont fermés, 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 à ses bornes mais dans ce cas une partie importante de l'énergie est consommée par le dispositif d’alimentation, on préfère l'alimenter de façon discontinue avec un hacheur et faire ainsi varier la tension moyenne à ses bornes. On parle alors de Modulation par Largeur d'Impulsions (MLI), ou Pulse Width Modulation (PWM).

Modulation par largeur d’impulsion , Exemple de commande par microcontrôleur

La sortie PWM du microcontrôleur est utilisée pour commander le transistor, en mikropascal nous disposons des procédures suivantes :

  • PWM_init PWM_change_duty(val) Le rapport cyclique du signal est égal à val / 255,
  • PWM_stop arrête 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 d’obtenir un équivalent d’une variation de tension continue à l’aide d’un control TOR (tout ou rien) .Cette technique permet aux composant de puissance de moins chauffer qu’en analogique .D’autre part, les signaux numériques sont moins sensibles au parasites que les signaux analogiques et sont donc plus robustes.

2) Schéma de principe de la carte :

Schéma de principe de la carte

3) Schéma du montage électronique :

Schéma du montage électronique

Le montage est composé de quatre parties différentes :

  • 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 entrées d’alimentation : deux pour alimenter le/les moteur(s) qui sont 12V2 et GND2, deux pour alimenter le microcontrôleur directement en 5V (VCC1 et GND3) et deux autres sont prévus pour l’alimenter en 12V au cas ou en dispose pas de 5V (12V1 et GND1) à travers un régulateur de tension 7805. Le régulateur de tension permet d'obtenir une tension précise et continue dans un montage électronique. 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 d’un moteur à courant continu j’ai utilisé un pont de transistors : Le Hacheur quatre quadrants.

Hacheur quatre quadrants

3.3) Partie isolation galvanique :

 Partie isolation galvanique

C’est un dispositif d’isolement qui permet la transmission de niveau électrique de manière non galvanique. Il est constitué d’une diode électroluminescente (LED) et d’un phototransistor intégré dans le même boîtier. Il réalise une conversion de “l’énergie électrique en énergie électrique, la tension d’isolement entre les deux parties de circuit peut être de l’ordre de quelques milliers de volt.

3.4) Partie commande :

La partie commande est basé sur un PIC16F876 qui n’est rien d’autre qu’un microcontrôleur, c’est à dire une unité de traitement de l’information de type microprocesseur à la quelle on a ajouté des périphériques internes permettant de réaliser des montages sans nécessiter l’ajout de composants externes.

4) Réalisation de la carte du variateur :

Réalisation de la carte du variateur

 

typon de la carte du variateur

routage

 

test du variateur

 

5) Possibilité de commander un moteur pas à pas bipolaire:

moteur pas à pas bipolaire

Les moteurs pas à pas permettent de convertir directement un signal électrique numérique en un positionnement angulaire de caractère incrémental. Comme leur nom l’indique, ces moteurs tournent en fonction des impulsions électriques reçues dans ses bobinages.

Principe moteur pas à pas bipolaire
Alimentation des enroulements d’un moteur bipolaire

Le sens de rotation d'un moteur pas à pas bipolaire dépend du sens du courant et de L’ordre d'alimentation des bobinages.

C’est très comparable à une commande de deux moteurs à courant continu avec deux sens de rotation.

commande d'un moteur pas à pas par le hacheur

La commande du moteur s’effectue par envoie successif, une à une, des combinaisons suivantes :

Mode 1 : On alimente 1 enroulement à la fois :

mode pas entier

Mode 2 : On alimente 2 enroulements à la fois :

mode demi pas

Liste des Composants :

4 Modules
Quantity:                  References Value
4 M11, M12, M21, M22 PIN
9 Resistors
Quantity: References Value
7 R1-R3, R5-R8 220
2 R4, R9 10k
2 Capacitors
Quantity: References Value
2 C1, C2 15p
9 Integrated Circuits
Quantity: References Value
8 U1-U8 OPTOCOUPLER-NPN
1 U9 7805
8 Transistors
Quantity: References Value
4 Q1, Q3, Q5, Q7 TIP122
4 Q2, Q4, Q6, Q8 TIP127
9 Diodes
Quantity: References Value
8 D1-D8 1N4007
1 D9 LED-RED
10 Miscellaneous
Quantity: References Value
8 CAP1, CAP2, GND1-GND3, RX, TX, VCC1 PIN
1 PIC PIC16F876A
1 X1 CRYSTAL

Téléchargement :

Références Bibliographiques:


  

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  Commentaires

Limites d'utilisation
 yusarsif

J'aimerais bien savoir les limites d'utilisation de ce variateur de vitesse, je parle du courant max et tension max
Merci Technologuepro

limite du variateur de vitesse
 Technologuepro

Le courant max et la tension max de ce variateur de vitesse pour deux moteurs à courant continu sont définies par les transistors TIP122 et TIP127 donc c'est 100V 5A, je l'ai personnellement tester sur deux moteurs 24V 5A et 12V 5A

salut a vous
 boysie

Cc question,peux t ons faire fonctionner les moteurs indépendamment avec deux canaux différents ? et ou ce branche le signal pmw ;potare du moteur 1et 2 ps je debuteet ce circuit est très intéressant pour moi merci

 Technologuepro

oui bien sur !

 TONYGTI16

Bonsoir !
si je met du 0-10v en entrée pour la variation de vitesse, ca marche?

merci pour ce partage d'info


COUT DE REVIEN DE CE MONTAGE?
 TONYGTI16

Si j'achete tous les composants et le circuit imprimé tout fait reste plus qu'a souder ca me revien a combien?
ou je peut faire réaliser le CI?
merci d'avance

probléme de simulation
 barca

j'ai déjà faire la simulation mais j'ai pas vu aucune rotation de moteur continu (simulation moteur DC).
ce carte est fonctionnel en réel?

salut
 boysie

bonjour serait il possible d avoir les reference pressise des composants car ce montage est tres tres bien pour messoin en modelisme c est pour un paramoretur qui vole deja maisc est pas top ci mon moteur cale c est le crache j ai pas de frein et il ni a rien dans le commerce qui puisse me le faire fonctionner

question?
 boysie

salut en ajoutent des radiateurs sur les transitors 15amp en sortie,sa passerais?

Chargement fichiers
 BRICOPROF

Bonjour,
Je ne peux utiliser les fichiers sous Proteus, pouvez-vous me dire pourquoi svp.
Où trouver le fichier .HEX pour programmer le PIC svp.
Merci pour votre site.

Prof à la retraite.

variateur de vitesse a base d'un hach...
 siiin.h

svp
je veut un schéma d'un variateur de vitesse a base d'un hacheur pour les machines a courant continue avec des cours c'est possible

 hitec1987

bonjour
je me demande si ont peux ajouter une clavier pour commander les moteurs a travers le pic

 missaoui84

Je veux faire commander un moteur cc (24v,3.3 A) par un hacheur boost et une batterie 12 v ,je n'ai pas réussit a trouver le circuit de commande de MOS (commande numérique à base de pic)est ce que quelqu'un peut me guider?
merci d'avance




 badrapic

C'est trés intéressant

 jamelkf



 pinou29

Bonjour.
Où se branchent les potentiomètres pour commander le moteur ?
Jen'ai pas trouvé le fichier .hex à mettre dans le pic.
Quelqu'un peut m'aider ?
Merci.
Bernard.

 pinou29

Bonjour.
Est-il possible d'avoir les plans du typon et schéma de principe dans un format jpeg, je n'ai pas Proteus ?
Merci.
Bernard.

 ahmedinsatien

bonjour pouvez vous postez le programme de microc


PWM
 fred6400

Bonjour!
Comment peut-on récupérer le programme pour commander le pic 16F876 pour un moteur pas à pas en PWM avec deux sens de rotation. ce montage est super et très intéressant pour motoriser un panneau solair;
Merci




 FRED_222

Bonjour,
Débutant en électronique, je pense avoir compris l'ensemble du circuit mais il y a encore quelques points que je ne comprends pas:

•Pourquoi la résistance R4 est de 10kΩ et pas 220Ω comme les autres résistances (R1, R2, R3, R5, R6,R7, R8) ?

•N'y a t-il pas de risque de court-circuit si le temps d'ouverture et de fermeture des transistors n'est pas le même? (Peut-être est-ce pour cela qu'il y a 2 types de transistors (TIP122 et TIP127)?

Merci

variatuer de vitesse MCC
 adams08

je veux faire un banc didactique d'un variateur de vitesse MCC... ! quelqu'un peut m'aider

 naimajdidi

bsr
Débutant en électricité , j'ai besoin de comprendre comment on varie la vitesse d'un moteur DC par pont en H.
merci

comment c'est fait
 picbadis

Salut
Comment puis-je contrôler un moteur pas a pas et il reçoit des commandes de l'ordinateur, et montrant tous les Entrées et sorties
GND1,GND2,12V2,12V1
GND3,CAP1,CAP2,VCC1
M21,M22,M11,M12
Tx,Rx
et de préciser direction,Pulse
S.V.P.


problème de simulation
 harena092

j'ai déjà faire la simulation mais j'ai pas vu aucune rotation de moteur continu (simulation moteur DC).

variateur de vitesse a base d'un hache...
 aaasss1234

svp
je veux un schéma d'un variateur de vitesse a base d'un hacheur pour les machines a courant continue avec simulation sur isis


variation de vitesse Mcc abase 16F877
 oussama slama

Je veux faire commander un moteur cc (24v,3 A) par un hacheur pont en H et Pic 16f877 je n'ai pas ressit a trouve le dimensionnement(etude complete) de moteur pour étudier le composent aduqate pour fonctionner ma application

 khoulouddridi78



Moteur ne tourne pas
 ftiteh

Salam

Ce montage est bien réalisé et je n'ai besoin pour mes application.
Désormais il manque le programme MOTEURBRAS.hex pour exécuter la simulation de la commande à PIC16f876 du moteur à courant continu.

Je suis le nouveau inscrit sur ce forum, je ne sais pas comment ça marche, seulement je demande ce fichier qui manque.

MOTEURBRAS.hex
 ftiteh

Salam

quelqu'un peut me donner le programme MOTEURBRAS.hex SVP

divers
 ACH

salam
je suis un débutant dans le domaine alors je veut savoir c'est les dernières composantes dans le tableau et merci


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