TP3 : VARIER LA VITESSE D'UN MOTEUR CC

THEME SOCIETAL : Mobilité

PROBLEMATIQUE : comment faire varier la vitesse de déplacement d'une voiture

radiocommandée

ELEMENTS DU CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL

Fonctions Critères d’appréciation Niveaux Flexibilité

Obs. Limite Taux

FS1 Permettre le déplacement de la voiture

Vitesse maximale

Taille des roues

25 km/h

Diamètre 65mm

-10%

-5%

FS2 S’adapter à l’énergie électrique fournie par la batterie

Tension 7,2V +/- 10%

FS3 Permettre à l’utilisateur de Commander la voiture à distance

Télécommande hertzienne

Distance de commande

27 MHz

10m

+/- 0.1%

+/- 30%

DOCUMENTATION CONSTRUCTEUR DU MOTEUR

MODELE

TENSION A VIDE AU RENDEMENT MAXIMUM

Plage

d'alimentation

Essai Vitesse Courant Vitesse Courant Couple Pu

V tr/min A tr/min A mN.m W

RS-540SH 7520 4.8 - 7.2 7.2 23400 2.40 19740 13 30.6 63.2

6527 4.8 - 9.6 7.2 17550 1.6 14710 8.27 26.3 40.4

La variation de la vitesse du moteur est commandée par un microcontrôleur PIC. Une sortie de

microcontrôleur est capable de fournir 25mA.

1. Relever dans le tableau ci-dessus la valeur du courant dont a besoin le moteur RS-540SH 6527

pour fonctionner à vide. Peut-on directement connecter le moteur au microcontrôleur ?

INTERFACE DE PUISSANCE

Le schéma simplifié est celui du pont en H utilisé pour commander le moteur.

Lorsque les broches PC0, PC1, PC2 et PC3 sont à zéro, K0 et K3 sont fermés, K1 et K2 sont ouverts.

M

7,2V

0V

PC0

PC1 PC2

PC3 K0

K1 K2

K3

+ -

UM

IM

2. Quel contacts faut-il fermer pour effectuer une marche avant (UM et IM >0) ? en déduire le niveau

logique à mettre sur les broches du PORTC : PC3 = ___, PC2 = ___, PC1 = ___, PC0 = ___.

3. Quels niveaux logiques à mettre sur les broches du PORTC pour ouvrir tous les contacts K0 à K3 ?

PC3 = ___, PC2 = ___, PC1 = ___, PC0 = ___.

4. Quel contacts faut-il fermer pour effectuer une marche arrière (UM et IM <0) ? en déduire le

niveau logique à mettre sur les broches du PORTC : PC3 = ___, PC2 = ___, PC1 = ___, PC0 = ___.

PROGRAMMATION

5. Avec le logiciel Flowcode, écrire le programme pour un microcontrôleur 16F877A, permettant

d’effectuer les tâches suivantes :

Faire une marche avant

Attendre 2 secondes

Arrêter le la voiture

Attendre 2 secondes

Faire une marche arrière

Attendre 2 secondes

Arrêter le la voiture

6. Appeler le professeur pour faire valider le programme, puis transférer-le dans le microcontrôleur

et testez le programme (appuyer sur la touche reset si nécessaire)

VARIER LA VITESSE

7. Programmer les lignes suivantes et implanter le programme dans le microcontrôleur.

8. Lancer la simulation et observer le signal généré par la sortie PC2 (CPP1). Relever le rapport

cyclique α.

9. Brancher un oscilloscope aux bornes du moteur. Pourquoi la vitesse du moteur a-t-elle baissé,

mesurer le rapport cyclique du signal et comparez-la à la valeur de la simulation α.

Cette valeur est un octet ou

une variable compris entre

0 (α = 0) et 255 (α = 100%).

Insérer un élément PWM

permettant de commander la

modulation d'impulsion

ETUDE DU JOYSTICK

Il est composé de deux potentiomètres dont la résistance varie en fonction de la position du joystick.

Le potentiomètre possède 3 bornes

Le potentiomètre possède 3 bornes A, B et le curseur C qui se déplace sur la bande résistive du

potentiomètre de telle sorte que RAB = RAC + RCB. Lorsque le joystick est au repos le curseur du

potentiomètre est à mi-parcours entre A et B : RAC = RCB.

10. Charger le fichier « Pot » se trouvant sur le réseau, lancer la simulation. Déplacer le curseur au

milieu, qui correspond au joystick au repos. Relever la valeur de la tension et la Valeur de l’octet.

Déplacer le potentiomètre au minimum, puis au maximum et relever les valeurs de chaque cas.

11. Charger le programme « Variateur1 », implantez-le dans le microcontrôleur et tester-le sur la

voiture. Relever la valeur du rapport cyclique lorsque le joystick est au repos. En déduire la valeur

lue par le microcontrôleur.

12. Modifier le programme pour que la voiture soit arrêtée si le joystick est au repos et que la vitesse

augmente jusqu’à la vitesse maximale lorsque le joystick va vers l’avant.

13. Faire la simulation et faire valider le programme par le professeur avant de le tester sur la

voiture.

14. Charger le programme « variateur2 » simulez et observerez les signaux électriques CPP1 et CPP2.

15. Implantez le programme dans le microcontrôleur. Testez la marche avant et arrière. Que

remarquez-vous sur le signal électrique en marche arrière pleine vitesse ?

16. Modifier le programme pour remédier au problème.