TP2 : Mouvement Va_Et_Vient d'un chariot

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1 P2 : Mouvemen a_e_ien d'un cario Objecif du P : Scéma de câblage des différens composans avec la care ARDUINO MEGA. Exploiaion du capeur de disance à ulrason comme déeceur de proximié. Uilisaion de l'ide ARDUINO pour la programmaion (ranscripion) d'un GRAFCE. Uilisaion de la commande PWM comme régulaeur de viesse à boucle ouvere. Uilisaion du pon H pour la commande e le cangemen du sens de roaion d'un MCC. 1. Inroducion : Commande par PWM ou MLI 1.1 Définiion La commande par PWM (Pulse Wid Modulaion) ou MLI (Modulaion en Largeur d'impulsions) es un signal numérique carré de période où la ension ne peu prendre que les logiques "0" e "1". Le niveau bas "0" correspond généralemen à 0 ol e le niveau au "1" correspond à. La durée de l impulsion pour laquelle la ension es à l éa au es noée. ension emps = = 0 si 0 si < 1 1 d ( ) [. ] : Période du signal : Durée du signal à l'éa au : ension maximale : ension moyenne On défini le rappor cyclique = [%] ; 0 1 ; Alors, =. = Faible rappor cyclique 0 < 50% Rappor cyclique moyen = 50% For rappor cyclique 50% < < 100% P2 : Mouvemen a_e_ien d'un cario Page : 1/5

2 1.2 Principe de foncionnemen La variaion de la viesse d un MCC se fai par la variaion de la ension d'alimenaion aux bornes de l'indui. Cependan, pour les faibles valeurs de la ension, le moeur a du mal à démarrer e à conserver sa viesse. En effe, les MCC exigen une ension minimale afin de vaincre surou le couple résisan de démarrage (couple des peres p) : froemen mécaniques e résisances ferromagnéiques. Il devien donc difficile d ajuser les faibles viesses de façon précise. La soluion à ce problème consise à uiliser une commande par PWM. Il suffi de fournir au moeur la ension maximale qui ne sera appliquée que par de rès cours insans. En ajusan le rappor cyclique, on arrive à faire varier la viesse du MCC, même pour les faibles viesses. Selon le ype des moeurs (emps de réponse), la fréquence du signal PWM varie de 100 Hz à 30 KHz. Si la fréquence du signal PWM devien imporane, le MCC risque de ne pas foncionner correcemen vu son faible emps de réponse. 1.3 Applicaion pour un moeur à aiman permanen U i = E + R i I i E = U i - R i I i E = K i ΦΩ Ω = E/K i Φ Ω = (U i - R i I i )/ K i Φ Puisque U i = U =.U max donc Ω = ( U max - R i I i )/ K i Φ si augmene (diminue) alors Ω augmene (diminue) 1.4 Programmaion de sur les microconrôleurs Pour programmer le rappor cyclique, on écri la valeur de correspondane dans un regisre du microconrôleur. = La période du signal dépend du nombre de bis du CAN n. = 2 n, d'où = n 2 Si n'es pas enier, = ARRONDI(). Exemple : pour les cares ARDUINO, n = 8 ; = 5 Si on veu avoir en sorie une ension = 3.8 = 2 8 *(3.8/5) = d'où = ARRONDI (194.56) = 195. La valeur à écrire dans le regisre es = 195, on aura en sorie exacemen = P2 : Mouvemen a_e_ien d'un cario Page : 2/5

3 2. Problémaique : Mouvemen a_e_ien d'un cario Un cario, équipé de deux capeurs de fin de course placés à ses bords droi e gauce, effecue un mouvemen de a_e_ien le long d'un axe reciligne. Le premier capeur de fin de course (à droie) es un capeur de disance à ulrason jouan le rôle d'un déeceur de proximié. Le deuxième capeur de fin de course (à gauce) es un bouon poussoir. Freinage Légende: Buée de fin de course dfr_d : Disance de freinage droie Bouon poussoir 3. Foncionnemen du cario Croisière Capeur à ulrasons d gauce d droie d fr_d Cario Fig. 1 : Mouvemen a_e_ien du cario Freinage ddroie : Disance séparan le cario du bord droi. 3.1 Mode 1 : Arrê immédia, démarrage immédia Pase 1 : Le cario se déplace à croisière (viesse de croisière) vers la droie. Pase 2 : Quand ddroie dfr_d, le cario s'arrêe immédiaemen e rese immobile pendan imm. Pase 3 : Le cario rese immobile pendan imm. Pase 4 : Le cario redémarre immédiaemen en sens inverse vers la gauce. Pase 5 : Le cario se déplace à croisière (viesse de croisière) vers la gauce Pase 6 : A l'appui sur le bouon poussoir, le cario s'arrêe immédiaemen. Pase 7 : Le cario rese immobile pendan imm. Pase 8 : Le cario redémarre immédiaemen en sens inverse vers l'aure borne. 3.2 Mode 2 : Démarrage avec accéléraion, arrê avec décéléraion, allumage des LED Pase 1 : Le cario se déplace à croisière (viesse de croisière) vers la droie. Pase 2 : Quand ddroie dfr_d, le cario s'arrêe avec une pase de décéléraion. La viesse doi diminuer progressivemen pendan déc jusqu'à ce que cario s'arrêe. Pase 3 : Le cario rese immobile pendan imm. Pase 4 : Le cario redémarre en sens inverse avec une pase d'accéléraion. La viesse augmene progressivemen pendan accc jusqu'à aeindre croisière. Pase 5 : Le cario se déplace à croisière (viesse de croisière) vers la gauce. Pase 6 : A l'appui sur le bouon poussoir, le cario s'arrêe avec une pase de décéléraion. La viesse doi diminuer progressivemen pendan déc jusqu'à ce que cario s'arrêe. Pase 7 : Le cario rese immobile pendan imm. Pase 8 : Le cario redémarre en sens inverse avec une pase d'accéléraion. La viesse augmene progressivemen pendan accc jusqu'à aeindre croisière. Remarques : Pour les 2 modes, le mouvemen de a_e_ien se répèe indéfinimen. Le cario démarre à droie en premier lieu. Allumage LED Accéléraion Croisière Décéléraion Arrê imm acc déc dfr croisière son er s 5 s 4 s 12 cm m/s Orange Rouge P2 : Mouvemen a_e_ien d'un cario Page : 3/5

4 4. Déroulemen du P 4.1 Faire une recerce sur Inerne sur le principe de foncionnemen du pon H. 4.2 En respecan la noice du consruceur (daasee du CI L293) e le brocage des enréessories comme spécifié dans le ableau ci-dessous, erminer le câblage de ous les composans avec la care Arduino MEGA (oir scéma déaillé dans l'annexe). 4.3 Eablir le grafce, le logigramme ainsi que le code pour le mode Eablir le grafce, le logigramme ainsi que le code pour le mode Uilisaion des composans du P sur la care CAPAX-Xd 1. Afficeur LCD 16*2 2. Aiman 3. Bouon poussoir 4. Buzzer 5. Capeur à effe HALL 6. Capeur DH22 7. Capeur disance US 8. Capeur LM35 9. Care ARDUINO MEGA 10. Clavier 12 ouces 11. Conneceur USB 12. Diodes LED 13. Diode RGB 14. Moeur MCC 15. Poorésisance LDR 16. Po. analogique 17. Po. numérique (SPI) 18. QR code 19. Séleceur Légende 7 HC-SR04 RIG D23 (enrée numérique) ECHO D25 (sorie numérique) 12 LED ere D42 (sorie numérique) 12 LED Orange D44 (sorie numérique) 12 LED Rouge D43 (sorie numérique) 16 Bouon poussoir D47 (enrée numérique) 14 MCC e C.I L293 (pon H) Enable In1 In2 E/S correspondane sur la care ARDUINO D2 (sorie analogique) : viesse de roaion D3 (sorie numérique) : sens de roaion* D5 (sorie numérique) : sens de roaion* * Le sens de roaion du moeur es défini selon le ableau suivan : In1 In2 Sens de roaion Sens de déplacemen du cario HIGH LOW Horaire vers la droie LOW HIGH rigonomérique vers la gauce Aenion : Le moeur doi ourner à vide. Ne pas mere le CD-ROM carge moeur. P2 : Mouvemen a_e_ien d'un cario Page : 4/5

5 C.I. L293 M 10K BP Care ARDUINO MEGA cc1 : Alimenaion du C.I. L293 (5). cc2 : Alimenaion exerne du moeur (4.5 à 36). IN1,IN2 :... EN1 :... OU1, OU2 :... Rq : Le moeur foncionne sous une ension de 5. HC-SR04 Annexe : A remere avec le compe rendu du P. 1 : EN1 cc1 : 16 2 : IN1 IN4 : 15 3 : OU1 OU4 : 14 4 : GND GND : 13 5 : GND GND : 12 6 : OU2 OU3 : 11 7 : IN2 IN3 : 10 8 : cc2 EN2 : 9 LED 560 Rouge LED Jaune 560 LED ere 560 cc RIG ECHO GND P2 : Mouvemen a_e_ien d'un cario Page : 5/5