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Projet très enrichissant qui nous a permis d’améliorer notre autonomie et notre envie d’aller jusque au bout du travail qu’on effectue.

Merci Mr Pellegeay pour ce projet !

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Séance 17

Prévisions: Perçage/soudure de la carte 3 + test en triphasé

Pendant que mon binôme perçait chaque trous de la carte, j’ai préparé tout les composants en me basant sur le schématic et le board que j’avais imprimé au préalable pour aller plus vite lors de la soudure.

Une fois que tous les trous ont été percé, j’ai d’abord placé tout les composants les plus petits comme les résistances et les diodes pour qu’ils restent bien collés à la carte. Puis j’ai placé et soudé les composants par ordre croissant (taille croissante) sur la carte.

Maintenant que tout les composants sont soudés, j’ai commencé par mesuré la résistance de la carte à l’aide d’un Ohmmètre entre le + et le - de la carte pour vérifier qu’il n’y avait pas de court-circuits dans le montage, j’ai ensuite tester en “bipant” entre le + et le -  pour être sûr qu’il n’y ai aucun court circuit.

Pour finir au niveau des tests, j’ai vérifier si chaque pattes recevait bien la tension qu’elle devait recevoir avec la fonction “bipper”. Aucun problème n’a été repéré on a donc commencer les tests sous tension.

Pour cela nous avons tester en monophasée, et nous l’avons testée partie par partie pour et certain que chaque parties de la carte fonctionne correctement.

Comme pour la première carte, cette carte à fonctionné du premier coup.

A présent, nous avons que nous trois cartes fonctionnes séparément, il faut donc tester notre montage en triphasé ( sur une moteur asynchrone triphasé), pour cela nous avons relié nos trois cartes + la carte contrôle courant avec un alternostat et un transformateur.

Test final : Notre montage fonctionne globalement mis à part que nous avions un problème avec une “carte triac” défectueuse, le moteur essayait donc de tourner sur 2 triacs et il tournait donc très lentement.

En conclusion il nous aura manqué 1 ou 2h pour pouvoir parer ce problème et faire fonctionner le montage correctement comme nous le souhaitions. 

Réalisé : Perçage et soudage de la carte 3

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Séance 16

Prévisions:Perçage et soudure de la carte 2

Lors de cette séance nous avons récupéré nos deux cartes (nues).

Pendant que mon binôme perçait chaque trous de la carte (car la machine ne les à pas imprimé), j’ai préparé tout les composants en me basant sur le schématic et le board que j’avais imprimé au préalable pour aller plus vite lors de la soudure.

Une fois que tous les trous ont été percé, j’ai d’abord placé tout les composants les plus petits comme les résistances et les diodes pour qu’ils restent bien collés à la carte. Puis j’ai placé et soudé les composants par ordre croissant (taille croissante) sur la carte.

Maintenant que tout les composants sont soudés, j’ai commencé par mesuré la résistance de la carte à l’aide d’un Ohmmètre entre le + et le - de la carte pour vérifier qu’il n’y avait pas de court-circuits dans le montage, j’ai ensuite tester en “bipant” entre le + et le -  pour être sûr qu’il n’y ai aucun court circuit.

Pour finir au niveau des tests, j’ai vérifier si chaque pattes recevait bien la tension qu’elle devait recevoir avec la fonction “bipper”. Aucun problème n’a été repéré on a donc commencer les tests sous tension.

Pour cela nous avons tester en monophasée, et nous l’avons testée partie par partie pour et certain que chaque parties de la carte fonctionne correctement.

Comme pour la première carte, cette carte à fonctionné du premier coup.

Réalisé : Perçage et soudage de la carte 2

Prévisions futures : Perçage et soudure plus test de la carte 3

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Séance 15

Prévisions:Fin routage 2ème et 3ème carte.

Réalisé : Lors de cette séance nous avons terminer de router la deuxième et par  conséquent la troisième carte car les deux cartes sont exactement les mêmes. Les deux cartes vont se servir de la dent de scie de la première et vont tout simplement la déphasée de 2pi/3.

 Les deux dernières cartes sont donc plus simples que la première car elle n’ont pas besoin de créer une dent de scie.

Nous pouvons voir ci-dessous le schéma de routage des deux dernières cartes :

Une fois ce schéma de routage terminé nous l’avons convertis de manière à ce que l’imprimante puisse lire le fichier et puisse imprimer nos deux cartes.

Pour finir, nous avons lancer l’impression des cartes.

Prévisions futures : Perçage et soudure des cartes.

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Séance 14

Prévisions: Début Eagle + test montage pour avoir une deuxième dent de scie pour éviter trois transformateurs.

Réalisé : 

Schéma Eagle fini, début routage.

Explication déphasage entre les signaux

On aura 3 cartes différentes. Chaque cartes aura sa dent de scie et se servira de la dent de scie de la carte d'avant. Chaque carte pilotera son triac et aura un transformateur d'impulsions.

 Prévisions futures : Fin routage.

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Séance 13

Prévisions: Trouver le bon dissipateur pour le triacs, éviter l'emploi de trois transformateurs images du réseau et commencer montage sur eagle.

Réalisé : Pour commencer, il a fallut choisir le bon dissipateur pour notre triac pour maintenir une température du composant acceptable. Le dissipateur va permettre de diminuer la résistance thermique du composant à l’air libre.            

Sur la documentation du triac ci-dessus, nous pouvons voir un Tjmax=125°C.

La puissance du triac est égale à 3,4A * 2V= 6,8W. Nous en déduisons la valeur de notre dissipateur grâce à la formule suivante : Rth j-amax= (Tjmax-Tamb)/P

Rth j-amax= 125-25/6,8 = 14,7°C/W. Nous avons choisis un dissipateur 11°C/W sachant que plus le composant est gros, plus la résistance thermique est faible et moins le composant chauffe.

Le choix du triac finis nous avons commencé à chercher comment éviter l'emploi de trois transformateurs images. La première étape est de créer un 6,66V à partir du 15V.

La deuxième étape est de comparer cette tension créer avec la dent de scie pour que notre dent de scie ne commence qu’a partir de 6,66ms.

La troisième étape est de relier la sortie du comparateur avec un montage CR afin de créer des impulsions qui permettrons d’avoir un nouveau top.

La dernière étape est de relier la sortie du montage CR avec le circuit dent de scie.

Prévisions futures : Tester le montage pour avoir une deuxième dent de scie pour éviter trois transformateurs et montage sur eagle.

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Test sur moteur 2

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Test sur moteur

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Séance 12

Prévisions:  Finir feuille du montage avec tous les composants, voir le courant dans le moteur avec une pince Ampéremetrique. Modifier sensibilité avec un potentiomètre.

La séance dernière nous avons réussi à faire fonctionner le montage “contrôle courant”. Cette séance nous avons donc dû tester le montage sur le vrai moteur, pour cela deux choix se proposaient à nous :

- Brancher une charge en parallèle du moteur pour “demander” plus de courant a l’alimentation.

- Bloquer l’arbre du moteur avec un tourne vis jusqu’à ce que le système stoppe le fonctionnement.

Nous avons choisis de bloquer l’arbre comme sur la vidéo ci-dessus “Test sur moteur”

Sur cette vidéo on peut voir que le système coupe le fonctionnement du moteur à partir de 1,3A. Le montage déclanche donc trop rapidement car nous avons besoin qu’il coupe vers 4A, nous avons donc ajouté un potentiomètre de 4,7K en série avec R1 : 

Ce potentiomètre va nous permettre de régler la tension de seuil de coupure.

Une fois avoir réglé le seuil, nous avons testé le montage une deuxième fois pour voir si le moteur s’arrêtait à 4A : vidéo “Test sur moteur 2″ au dessus.

Comme nous pouvons le voir la vidéo, le système coupe bien la rotation du moteur à partir de 4A, la partie limitation courant est donc terminée.

Une fois avoir fini le montage “limitation courant” nous avons réfléchis à une nouvelle partie du projet : créer 3 dents de scie déphasées avec un seul transformateur.

Chaque dent de scie doit être déphasées de 2π/3 comme les 3 phases du secteur : 

Les 3 dents de scie doivent êtres déphasées de la même manière : 

Il va donc falloir créer des impulsions déphasées de 2π/3 : 

2π/3 = 6,66ms, il faut donc déphaser les dents de scie de 6,66ms.

Réalisé : Nous avons terminé le montage”limitation courant” en ajoutant un potentiomètre puis nous avons commencé à étudier comment créer 3 dents de scie déphasées de 2π/3.

Prévisions futures : Calculer et trouver le bon dissipateur pour le triac, étudier et câbler le montage pour créer 3 dents de scie déphasées.

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Seance 11

Prévisions :  Câbler le montage pour la limitation de courant du moteur.

Réalisé : Câbler montage limitation courant

Tout d’abord nous avons réalisé le montage ci-dessous, afin d’étudier l’optocoupleur.

Ensuite nous avons observé que peu de courant permette d’avoir un changement au niveau de la sortie. R1=1kΩ R2=22kΩ Voir vidéo.

Puis nous avons étudié le fonctionnement d’une bascule RS active au niveau bas.

Lorsque Set est activé,  la sortie passe à 1. La bascule RS mémorise cette valeur Tant que Reset n’est pas activé. Lorsque Reset est activé, la sortie passe à 0.

Nous avons choisis de relier la sortie de notre optocoupleur à l’entrée Set permettant lors d’un dépassement du courant, d’arrêter le système. Vs est en dessous de 7,5V l’entrée de la bascule interprète 0 Logique. La bascule passe à 1.

Puis nous avons cherché comment gérer le Reset sachant que le système ne redémarrera que si nous appuyons dessus. Lorsque le bouton poussoir est activé on transmet du 0 la patte Reset s’active et permet donc le redémarrage du système. La bascule passe à 0.

Pour finir nous contrôlons la bascule mais nous n’agissons pas sur le système, donc nous avons cabler sortie Q à la patte 4 qui est la Reset ce qui oblige le système à s’arrêter.

Rôle de D8 : Supprime les négatifs.

Nous avons fais les test avec la perceuse, nous avons pu voir que lorsque le courant était trop élevé le la perceuse s’arrêter et lorsque l’on appuie sur le bouton poussoir celui-ci redémarre.

Prévision futur : Finir feuille du montage avec tous les composants, voir le courant dans le moteur avec une pince Ampéremetrique. Modifier sensibilité avec un potentiomètre.

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Vidéo test optocoupleur.

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Schéma optocoupleur 4N35

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Séance 10

Prévisions : Etudier la courbe de la séance précédente et expliquer le léger décrochage + limiter le courant dans le moteur.

Explication décrochage :

Lorsque nous avions testé le montage sur une simple charge nous avions réalisé le montage suivant :

Avec ce montage nous avions cette courbe :

Comme nous pouvons le voir sur cette courbe, il n’y a pas de décrochage. Nous n’observons pas de décrochage car la charge n’est qu’une simple résistance (elle fonctionne pas comme une self).

Lorsque nous branchons le moteur (on branche donc une self), cette self va se charger et se décharger et nous obtenons la courbe suivante :

Si il n’y a pas de self, le courant se comporte comme le courant dessiné en rouge.

La self à besoin de temps pour se charger et se décharger. Dans une charge L, le courant “traîne” un peu pour se charger et se décharger comme on peu le voir avec le courant dessiné en vert. Le courant s’annule donc un petit temps après l’annulation de la tension. Pendant ce petit temps le triac continu de conduire et continu de recopier la tension le temps que la self se décharge.

Limitation de courant : 

Le but de l’optocoupleur va être de couper les impulsions (alimentation du moteur) si le courant absorbé dépasse un certain seuil.

Si I > 4A alors il faut couper l’alimentation.

Pour couper les impulsions nous allons utiliser un transistor à la sortie du LM311 qui se comportera comme un interrupteur : 

D’après la documentation ressource nous comprenons que nous devons mettre une résistance Rshunt d’une valeur de 1Ω de cette manière : 

Il faut tout bloqué si V = 4V car V =4V si 4A = RI = 1*4 = 4V

Le montage que nous allons créer doit pouvoir limiter le courant tout en isolant la mesure de la commande, nous avons donc choisi un optocoupleur qui va transmettre les informations courant avec des signaux lumineux via une led infrarouge et un phototransistor.

Le montage que nous avons est donc le suivant :

Le courant dans Rshunt va créer une tension Vsh, Vsh dans la led va créer de la lumière. Cette lumière va être captée par le phototransistor qui va créer une tension Vs qui sera l’image du courant moteur.

Calcul R1 et R2 : 

D’apès le schéma ci-dessus, lorsque le courant à surveiller dépasse 4A Vs passe à 1. Vs repasse à 0 que si l’utilisateur appuis sur un bouton poussoir.

La résistance R1 permet de régler le courant dans la diode émettrice.

La résistance Rshunt de 1Ω que nous avons testé au début n’était pas adaptée car elle chauffait énormément. Cette résistance devait supportait 4W car RI^2 = 1*2^2 = 4W. Nous l’avons donc remplacée par une résistance de 1Ω pouvant supporter une puissance de 10W.    

Réalisé : Explication décrochage sur la courbe du triac + recherche et étude du montage de limitation courant.

Prévision futur : Câbler le montage pour la limitation de courant du moteur.

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Séance 9

Prévision: Trouver une solution pour amorcer notre triac.

Réalisé : Tout d’abord nous avons à nouveau essayé d’amorcer notre triac avec une alimentation de 15V continue avec un diode et une résistance à la place de la partie commande et une alimentation de 30V continue à la place de l’auto-transformateur et du transformateur de la partie puissance. Nous voulons voir si nous arrivons à amorcer notre triac, malheureusement nous avons eu un problème à cause de la piste des cartes d’essais qui était sèche. Ce problème résolu nous avons remarqué qu’avec une résistance de 820Ω notre triac était amorcé seulement en positif donc nous ne réalisons qu’un seul cadrant. Ici nous pouvons voir l’essais pour amorcer notre triac en négatif.

Nous avons changé la valeur de notre résistance à 470Ω. Grâce à ce changement nous amorçons notre triac en positif et négatif. Quadrant 1 et 4 car notre diode donne du courant positif.

En entrée nous avons mis du 23V et du -23V et nous les retrouvons en sortie.

Ensuite nous avons remplacé notre alimentation de 15V par notre montage commande sans enlever la charge. Nous avons remarqué que les deux montages fonctionnes ensemble alors nous avons remplacé l’alimentation de 30V par un alternostat et un transformateur 200V en entrée 200V en sortie et la charge a était changé par un moteur d’une perceuse. Nous observons donc la courbe souhaité dont la vitesse est commandé.

Nous avons aussi prit en vidéo cet essais.

Prévision Future : -Demander l’explication pour la courbe au dessus comprendre pourquoi nous avons un pic au debut de la courbe qui se répète.

-Elaborer le circuit de surveillance du courant (capteur de courant).

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Séance 8

Prévision :L’objectif de cette séance va être de câbler le montage en sortie du transformateur d’impulsion et de le relier avec le montage triac pour essayer d’amorcer le triac.

Le montage réalisé en sortie du transformateur d'impulsions est le suivant :

Le montage en sortie du transformateur d’impulsions nous à été donné dans la documentation que nous utilisons en classe. Comme nous pouvons le voir il est constitué d’une diode (1N5818) et d’une résistance (RG).

Nous avons du calculé RG de façon à avoir un courant de gâchette de 20mA (nous avons trouvé cette valeur dans les séances précédentes).

Calcul RG:

Comme nous l’avons dit dans les séances précédentes, si nous n’arrivons pas à amorcer le triac avec ce courant, nous inverserons le sens de la diode pour envoyer un courant négatif et nous diminuerons la valeur de la résistance pour augmenter la valeur du courant.

La charge représentée sur le premier schéma représente le moteur. Nous avons choisis de remplacer le moteur par une résistance pouvant supporter 2A pour nous faciliter la tâche lors de l’amorçage du triac.

Une fois les deux montages reliés nous l’avons testé le montage complet pour observer si le triac s’amorçait. Malheureusement rien ne fonctionnait, nous avons donc diminué la valeur de la résistance plusieurs fois et nous avons tourner la diode mais rien ne changeait.

Nous avons donc décidé de simplifier le montage en supprimant l’autotransformateur et le transformateur en les remplaçants par une simple alimentation continue réglée sur 30V car la charge était elle aussi réglée sur 30Ω. Ce qui nous donna le montage suivant :

Malheureusement cette modification n’a pas changé le résultat, le triac ne s’amorçait pas. Nous avons donc simplifié une fois de plus le montage en remplaçant le générateur d’impulsions par une alimentation continue réglée sur 15V pour le rendre le plus simple possible afin d’amorcer le triac sans ce soucié des éléments potentiellement gênants. Le montage final est donc le suivant :

Pour terminer ce montage non plus n’a pas suffit à amorcer notre triac.

Réalisé : test de notre montage avec une résistance à la place du moteur, et essais d’amorçage du triac avec différentes techniques mais ça n’a pas était concluant.

Prévision Future : Trouver une solution pour amorcer notre triac.