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Commande moteur 12V pour compacteur de canettes

    15 mars 2015 à 19:25:14

    Bonjour à tous !

    Je suis en Terminale STI2D et nous avons un projet à réaliser mes camarades et moi pour le bac de fin d'année. Le but de ce projet est de réaliser un compacteur de canettes (33 cl seulement) de A à Z.

    Mon rôle (en tant que SIN) est de commander le moteur qui permettra de compacter ces fichus canettes.
    Le principe est simple, un axe sera fixé de manière excentrique sur le moteur ce qui permettra d'écraser la canette contre une paroi immobile lorsque le moteur fera un tour.
    Mon rôle est de faire tourner ce moteur seulement quand je lui demande de le faire grâce a un programme Arduino et un Arduino Uno.

    Nous avons fais des tests et nous avons remarqué que pour compacter ces canettes de 33 cl, le moteur que nous avons dois fournir jusqu'à 31A en pointe.

    Mes questions:
    Mais comment puis-je m'y prendre ?
    Quelle carte de commande choisir pour ce moteur 12Vcc ?
    Dois-je utiliser des relais ? (idée d'un prof autre que le mien)
    Comment dois-je faire mon schéma sur ISIS ?

    Merci d'avance pour vos réponses.
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      16 mars 2015 à 13:33:38

      Avant de pouvoir te répondre correctement, il nous faudrait quelques informations supplémentaires ;)


      31A en pointe ? Tu ne trouves pas que cela fais beaucoup ?

      Sous 12V, cela fait quand même une puissance de 31*12 = 372W.

      Ton alimentation supportera t-elle de délivrer une telle puissance ?

      Ou alors, est-ce vraiment un micro-pic qui pourra être encaissé par les condensateurs ?


      Concernant le moteur, tourne t-il toujours dans le même sens ?

      En clair, une fois la canette écrasée, suffit-il de continuer à tourner pour revenir en position initiale ou faut-il tourner dans l'autre sens ?


      Et enfin, comment détectes tu que le moteur a finit d'écraser la canette ?

      -
      Edité par lorrio 16 mars 2015 à 13:34:11

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        16 mars 2015 à 14:49:43

        Alors le moteur dois tourner dans un seul sens effectivement, car dès qu'il a fais un tour, il reprend sa place initiale.

        Mais en fait, pour écraser une canette, il faut fournir une force de 1400 N, soit l'équivalent de 140 kg à soulever (d'après mes camarades de projet). Ils ont donc fais le test de soulever 140 kg avec ce moteur.

        Bilan : le moteur (alimenté en 12V) consomme jusqu'à 52A lorsqu'il soulève entièrement ce poids. Ça me paraissait énorme moi aussi mais c'est ce qu'il faut lui fournir pour qu'il soit capable de compacter une canette.

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          16 mars 2015 à 14:51:49

          valbellion a écrit:

          Alors le moteur dois tourner dans un seul sens effectivement, car dès qu'il a fais un tour, il reprend sa place initiale.

          Mais en fait, pour écraser une canette, il faut fournir une force de 1400 N, soit l'équivalent de 140 kg à soulever (d'après mes camarades de projet). Ils ont donc fais le test de soulever 140 kg avec ce moteur.

          Bilan : le moteur (alimenté en 12V) consomme jusqu'à 52A lorsqu'il soulève entièrement ce poids. Ça me paraissait énorme moi aussi mais c'est ce qu'il faut lui fournir pour qu'il soit capable de compacter une canette.


          (Désolé, j'ai répondu avec un autre compte que celui avec lequel j'ai publié le topic...)

          -
          Edité par valbellion 16 mars 2015 à 14:52:09

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            16 mars 2015 à 15:27:47

            Alors là, il va vraiment vous falloir une bonne alimentation et de sacré fil pour faire passer 50A.

            Enfin bon, la question n'est pas là.

            Pour faire tourner un moteur dans un seul sens, sans gérer de freinage (ce qui conviendra très bien dans votre cas), un simple transistor MOS + diode de roue libre est suffisant.

            Reste à bien dimensionner le MOSFET (canal N) et la diode de roue libre de façon à supporter les 50A.

            Autant dire qu'il va falloir du bon gros MOS de puissance.

            Vu la puissance en jeux, je serait aussi d'avis de dire qu'un driver de MOS serait bienvenue car l'arduino risque de ne pas trop aimer avoir à piloter un MOS aussi gros.

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              16 mars 2015 à 21:55:52

              Bonsoir,

              Les valeurs d'intensité me semble très élevées. Avant d'aller plus loin il faudrait vérifier les caractéristiques du moteur. Ce n'est pas parce que le moteur consomme 30A que c'est normal. Il faut vérifier le courant nominal du moteur. En général un moteur ne supporte pas, en pointe, plus de 2 à 3 fois le courant nominal.

              Si ça se confirme, il faut ajouter au schéma de Lorrio une résistance de 150 Ohms (5V / 0,033 A) entre la sortie de l'Arduino et la "gate" du MOSFET, la capacité d'entrée d'un gros MOSFET est un vrai court-circuit pour l'Arduino. 

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                16 mars 2015 à 22:41:57

                clgbzh a écrit:

                Si ça se confirme, il faut ajouter au schéma de Lorrio une résistance de 150 Ohms (5V / 0,033 A) entre la sortie de l'Arduino et la "gate" du MOSFET, la capacité d'entrée d'un gros MOSFET est un vrai court-circuit pour l'Arduino. 

                Avec une résistance de 150 ohm, la commutation ne sera pas franche (plus longue) donc le MOS va chauffer.

                Quand à un Vgs de 5V avec un tel courant, cela va chauffer aussi car le RdsOn sera plus élevé.

                lorrio a écrit:

                Vu la puissance en jeux, je serait aussi d'avis de dire qu'un driver de MOS serait bienvenue car l'arduino risque de ne pas trop aimer avoir à piloter un MOS aussi gros.

                Avec un driver de MOS (qui ne coute pas si chère que ça), cela permet d'injecter un fort courant dans la grille et donc d'avoir une commutation rapide ainsi qu'un Vgs de 12V, ce qui devrait bien réduire la chaleur dégagée par la MOS.

                Mais c'est vrai qu'avec un MOS bien dimensionné voir éventuellement un petit radiateur, utilisé directement l'arduino et une résistance de 150 ohm marchera tout aussi bien.

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                  17 mars 2015 à 20:56:16

                  Bonsoir, je vous confirme bien que le moteur consomme 50A lors de l'effort.

                  J'ai pris en compte vos idées, et j'ai réfléchi à une solution avec mon prof. Dites moi ce que vous en pensez.

                  J'ai trouvé ce module de puissance : http://www.a4.fr/autoprog-module-puissance-monte_p4062.html

                  Sauf que le transistor n'est pas adapté. J'ai donc pensé à l'acheter en kit (pour la monter moi même) et remplacé ce transistor par celui-ci qui pourrais faire l'affaire d'après mes calculs (avec un radiateur bien sur) : http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf540n.pdf

                  Et voici le genre de radiateur qu'il me faudrait, je pourrais le placer directement contre le transistor (d'après mon prof) :

                  Si mes calculs sont bons (et je vais faire en sortes de vous les publier le plus vite possible si vous le souhaitez), je devrais laisser environ 10 secondes (avec marge) entre chaque compactage de canettes pour que le transistor ai le temps de refroidir.

                  -
                  Edité par valentinbellion 17 mars 2015 à 20:57:22

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                    17 mars 2015 à 22:55:31

                    Je m'excuse pour l'expression mais putain... 15€ pour un pauvre petit MOS et une diode sur une plaque, ils ne se font vraiment pas chié.


                    Ton transistor me parait un peu faible pour du 50A...

                    Il est clairement dit : Courrant Id Max = 33A, à condition d'avoir un Vgs de 10V.

                    Si tu l'alimentes directement par l'arduino (sans le driver de MOS que je te conseille), tu auras un Vgs de 5V.

                    Dans ce cas là, il faut allé chercher dans les graphiques et voir qu'avec un Vgs aussi faible, le courant Id maxi ne va pas plus haut que 10A.


                    De plus, la puissance dissipée dans un MOS équivaut à P = Rdson * I².

                    Avec un Rdson de 33mOhm et un courant de 50A, cela fait donc P = 0.033*50² = 82.5 Watt !

                    C'est tout simplement une puissance monstrueuse...

                    Le radiateur que tu proposes a un Rth de 8°/W donc il va monter en température de 8*82.5 = 660°C

                    Autant dire que tout part en fumé, surtout quand on sait que le Rdson sera plus élevé avec un Vgs de 5V et non 10V comme dans la doc.


                    Refais tes mesures sur le courant maxi, ce n'est pas possible d'avoir 50A...

                    Tu as probablement mesuré un micro pic lors du démarrage du moteur ou autre et non le courant moyen consommé lors de l'écrasement.

                    Mais si tu tiens vraiment à garder du 50A, un AUIRFB8409 + driver de MOS en 12V me semble plus adapté.

                    Avec son Rdson de 0.97mOhm, il va dissiper P = 0.00097*50² = 2.45 Watt et donc chauffer de 19.6°C avec le radiateur.

                    Une chauffe de seulement +19.6°C, tu pourras même compresser des cannettes en permanence :)

                    Par contre, je n'ose même pas imaginer la section des fils qu'il faut pour faire passer du 50A...

                    Si tu comptais câbler ça avec du fil en 2.5mm² (le même que l'on utilise pour câbler le 220V des prises électrique), c'est mort... le fil va fondre.

                    Quand aux petits fils pour plaque d'essais, je n'en parle même pas.

                    -
                    Edité par lorrio 17 mars 2015 à 23:09:31

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                      18 mars 2015 à 22:40:56

                      Bonsoir,

                      Avec un courant de 50 A pour un moteur à courant continu la plaque signalétique du moteur doit mentionner une puissance de 200 W au moins. Quelle est la puissance marquée sur le moteur ?

                      Si le besoin en courant est effectivement de 50 A, ce qui est encore plus grand que les 30 A précédemment indiqué, l'IRF 540 ne peut certainement pas convenir. Le transistor AUIRFB8409, proposé par Lorrio est intéressant mais il faudra insérer une interface entre l'Arduino et le MOSFET de puissance, comme par exemple : 

                      Il ne faut oublier également dimensionner le câblage en conséquence, au moins 4mm² et une protection thermique sans quoi en cas de blocage du moteur tout brûle.

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