Réduction de la constante de temps en utilisant une résistance additionnelle

Alimentation en tension unidirectionnelle.

Figure 2.1 circuit de base pour alimentation unidirectionnelle. Le schéma pour phase Ø comporte une alimentation continue fixe Vcc, un interrupteur commandé (transistor bipolaire, montage Darlington ou transistor MOS) et une diode de roue libre On considère tout d’abord que la force électromotrice de la rotation est négligeable. Le schéma équivalent de la phase se réduit alors à un dipôle RL série. Le séquenceur bloque le transistor lorsque la phase ne doit pas être alimentée et il le sature à l’instant de la commutation où doit apparaître le courant. Le circuit étant inductif, la variation de l’intensité ne peut pas être discontinue. La croissance est exponentiel1le, de constante de temps τ=R/L. On néglige la tension 𝑉𝐶𝐸𝑠𝑎𝑡 aux bornes du transistor saturé, on a : i=𝑽𝒄𝒄 𝑹(𝟏−𝒆−𝒕𝛕) Dans le cas du moteur à réluctance variable, il faut noter que τ est variable puisque l’inductance dépend de la position. Au bout de quelques constantes de temps, la courbe a atteint son asymptote et le courant est constant. Pour obtenir l’intensité nominale 𝑰𝒏 , il faut une alimentation 𝑽𝒄𝒄=R𝑰𝒏 Quand le séquenceur commande le blocage du transistor à la fin de la durée d’alimentation de la phase considérée, la diode de roue libre devient passant pour assurer la continuité du courant permettant l’évacuation de l’énergie magnétique emmagasinée.

Il faut évidemment choisir un modèle de diode assez rapide (à commutation rapide) pour limiter les conséquences du régime transitoire de mise en conduction. La décroissance du courant est exponentielle, de même constante de temps τ. En négligeant la tension aux bornes de la diode devant Vcc, on a : i =𝑽𝒄𝒄 𝑹𝒆−𝒕𝛕 L’allure de la courbe du courant en fonction du temps s’éloigne un peu de l’idéal à cause des temps de montée et de descente. Ceux-ci doivent rester faibles devant la durée Tc de l’alimentation de la phase, ce qui est possible lors d’un fonctionnement à basse fréquence. Jusqu’à présent, on n’a pas tenu compte de la force électromotrice de rotation. Or celle-ci va avoir un effet néfaste puisque sa variation, liée à l’évolution de la vitesse et de la position aura une influence sur le courant. On retrouve ainsi des oscillations de l’intensité liées aux oscillations mécaniques lors de chaque commutation. Le courant n’est donc pas constant pendant la durée d’alimentation de la phase. Il faut remarquer que la mise en équation des phénomènes est complexe puisque les équations mécaniques et électriques sont liées entre elles. Cet effet est d’autant plus perturbateur que le moteur tourne vite puisque la force électromotrice de rotation est proportionnelle à la vitesse de rotation. Ce circuit élémentaire est ainsi réservé aux machines ne travaillant qu’en positionnement ou en basse fréquence et dont on n’attend que des performances modestes.

Fonctionnement d’une télécommande infrarouge

Un système de télécommande électronique se compose essentiellement d’un émetteur, d’un signal et d’un récepteur. La transmission des signaux correspondants aux diverses télécommandes se fait au moyen de rayons infrarouges. Dans la télécommande à infrarouge, on utilise des rayons de même nature que la lumière mais dont la longueur d’onde est supérieure à celle du rouge visible (760 nanomètres) d’où leur nom d’infrarouge signifiant que leur fréquence est en dessous (infra) de la fréquence de la lumière rouge. En règle générale, dans un émetteur infrarouge, les signaux correspondants aux différentes commandes sont transformés en rayonnement infrarouge au moyen d’un transducteur constitué par une diode électroluminescente (LED) à l’Arséniure de Gallium. Une photodiode permet au récepteur de capter ces rayonnements et de les reconvertir en signaux électriques qui seront appliqués aux commandes souhaitées. Lorsque vous appuyez sur un bouton de la télécommande, un code va être émis par la LED, ce code est une suite de 1 et de 0. Pour cela la LED va s’allumer et s’éteindre en fonction du message à envoyer.

De son côté, la télévision va recevoir les différents bits, et va analyser le message et exécuter l’ordre désiré. Tous se passe en un très court instant, pour ne pas que l’on remarque qu’il y a eu un très courts temps entre le moment où l’on a appuyé sur le bouton et le moment où le téléviseur a exécuté l’ordre (donc le temps de transmission du message). L’ordre de grandeur du temps de transmission est de quelques milli secondes, ce qui nous parait pratiquement instantané de notre côté, vu que l’oeil humain perçoit 25 images par secondes, donc pour que l’on puisse remarquer qu’un évènement n’est pas instantané, il faut que celui-ci dure plus de 40ms. L’avantage d’avoir un message transmis rapidement est aussi que le risque que la télécommande ne soit pas plus orientée correctement vers le téléviseur entre le début et la fin de la transmission (un geste brusque au moment où l’on pousse sur le bouton) est très petit.

Fonctionnement global du circuit Comme on avait établi, la télécommande sert à générer des signaux différents d’infrarouge selon les boutons appuyés. Lorsque vous appuyez sur un bouton de la télécommande, un code va être émis par la LED, ce code est une suite de 1 et de 0. Pour cela la LED va s’allumer et s’éteindre en fonction du message à envoyer. Alors, la télécommande est une émettrice. À la côte du circuit, le composant TOSP 1838 est le récepteur infrarouge qui va détecter les codes proviennent de la télécommande à l’aide de l’organigramme suivant : Le code reçu est lu au microcontrôleur puisque la patte RB0 est branchée au récepteur TOSP 1838. Le microcontrôleur qui est le cerveau du circuit va analyser le code reçu et exécute l’instruction selon le programme qu’on avait fait. Le microcontrôleur est programmé à reconnaitre cinq codes qui correspondent aux cinq boutons ‘’Ch +’’, ‘’Ch-‘’, ‘’Vol +’’, ‘’Vol-‘’ et ‘’Ok’’ de la télécommande. Chaque bouton a son propre tâche qui s’exécute dès qu’on l’appui. (L’organigramme pour ce processus est donné à la page suivant) .Les tâches et signaux associent aux boutons sont les suivants : Ch + : faire tourner le moteur en sens horaire A la base, le programme est simple à comprendre. Le microcontrôleur fait que des tests.

Si un bouton est appuyé parmi les cinq, le microcontrôleur va tester bouton par bouton selon notre programme pour trouver le bouton appuyé puis exécuter l’instruction correspondante. La vitesse et la valeur (en décimale) et de code (en décimale) du bouton appuyé est affiché sur l’écran LCD. Notre objectif était de réaliser un circuit de commande à distance d’un moteur pas à pas à l’aide d’un microcontrôleur. Nous avons pu réaliser un circuit de commande à distance par infrarouge qui fonctionne parfaitement, ce circuit a plusieurs applications surtout dans l’industrie ou l’utilisation des moteurs est indispensable .L’addition de commande à distance assure la protection de utilisateur dans le cas où le milieu de travail est dangereuse ou inaccessible. Ce travail nous a permet de se familiariser avec les domaines comme électronique de puissance et électromécanique (moteur) .Ça nous a permet aussi d’approfondir nos connaissances de microcontrôleur et les logiciels comme le Mikropascal qu’on a utilisé pour programmer le microcontrôleur, ISIS pour simuler le circuit avant son réalisation et ARES pour la conception de circuit imprimé. Enfin, nous espérons à nouveau que ce travail sera utile au Département d’Electronique et sera complété dans le futur par d’autres améliorations, ou ajouts d’autre fonctions, telle que

Augmentation de distance de commande

Addition des capteurs qui vont compter le nombre des rotations

Utilise un autre technologie de commande à distance comme WI-FI , Bluetooth, radio, etc