Microb Technology/2009/Electronics
De Wikidroids
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Le pourquoi du comment ...
Notre électronique n'étant optimale, nous n'allons pas nous attarder sur les détails.
Nous avons réalisé une paire de carte (une carte puissance et une carte numérique) que nous avons dupliqué en 3 exemplaires. Chaque paire de carte peu :
- Commander 4 moteurs CC.
- Décoder 4 capteurs de rotations en quadrature.
- Piloter plusieurs servo moteurs.
- Gérer 8 capteurs.
- Allumer pleins de leds qui servent à rien mais ca fait jolie.
- Parler entre elle par i2C.
- Parler avec un PC (ou un Mac ...) via une liaison série.
- Faire des trucs pas trop utiles en robotique comme des boucles d'asservissement.
La carte numérique fait tout ça avec un ATmega2560 (16 Mips 8Ko de Ram et plein de broches libres) et un CPLD (juste pour compter sur 16 bits).
La carte de protection
Cette année nous avons décidé d'utiliser des batteries LiPo pour alimenter notre robot. Afin de limiter les problèmes liés aux facteurs humains (certains membres de l'équipe son *très* humains), nous avons réalisé une carte de protection sur laquelle se branche directement les batteries.
La carte de protection réalise les fonctions suivantes :
- Fabrication des tension 15V et 30V.
- Protection anti cour-circuit.
- Protection anti inversion (jamais testé).
- Coupure en cas de batteries trop faibles.
- Allumer une led bleue. (Et oui nous aussi on fait nos kékés ;-) )
Comment ca marche :
- Les fonctions de coupures sont réalisés à l'aide de 2 VN920SP. Il s'agit d'une sorte de relais, mais sans la partie mécanique.
- Les fonctions de surveillance sont effectuées à l'aide d'un ampli-op (MCP6022) monté en comparateur. Il est alimenté en 5V par un régulateur linéaire (L78L05ACD). Les tensions de référence pour la comparaison sont effectuées à l'aide du 5V, ce qui permet de les garder constantes quelque soit la valeur de la tension batterie.
- Dans le schéma les fonctions de surveillances se situent après les VN920. Quand la tension est présente aux borne de la carte (c'est à dire lorsque le bouton d'arrêt d'urgence est passant), les VN920 ne sont pas passant. Il faut amorcer le système à l'aide d'un switch pour forcer les VN920 à devenir passant. Une fois le circuit de protection alimenté, ce dernier prend le relais pour maintenir l'état passant des VN920.
- Si la tension chute en dessous d'un certain seuil (définit par l'utilisateur), l'aop ne maintient plus l'état passant des VN920 et tout le circuit se coupe. Le circuit doit être amorcé de nouveau par une pression sur le switch.
- Au passage lorsque le bouton d'amorçage reste enfoncé, la protection est shunté.
La Schématic :
La pratique :
Dans la pratique, la partie la plus délicate est le réglage des seuil de coupure. En effet, les batteries ayant une résistance interne, la tension à leurs borne chute lorsque l'ampérage augmente. Il faut donc régler le seuil de détection suffisamment bas pour que le système ne se coupe pas systématiquement dès que les courants délivrés deviennent importants.
Suite à la coupe de Belgique,nous avons opté pour des seuils "bas" en prennent bien soin de recharger les batteries régulièrement afin d'éviter de les endommager pour cause de charge trop faible.
Les améliorations futurs:
A cause des problèmes de courant provoquant des chutes de tension, nous envisageons de réaliser une carte similaire avec tout le système de protection piloté par micro contrôleur. Le VN920 offrant la possibilité d'effectuer des mesure du courant le traversant, nous pensons pouvoir réaliser une mesure avec un seuil fonction de l'ampérage.
Par ailleurs l'utilisation d'un micro contrôleur permet aussi un retour d'information précis à l'utilisateur quand à la charge des batteries ou de la consommation globale du robot.
Affaire à suivre ...
Images de l'électronique 2009
La carte fille, qu'on a plus sur les cartes définitives.
La carte mère.
La carte de puissance dans le même état.
