Cette carte permet la commande de moteurs à courant continu ou autres dispositifs de puissance pour des applications robotiques, industrielles, automobiles ou d'électronique embarquée.
Sur les quarante cartes nécessaires, les relais montés sur supports sont commandés par des sorties logiques d'un PC de mesure avec logiciel de type Labview®. Ils pilotent des moteurs à courant continu utilisés dans les voitures. Les relais réalisent aussi la fonction d'isolement galvanique nécessaire entre un équipement informatique et les organes de puissance.
La carte complète est visible sur l'image suivante.
La qualité du relai est à choisir en fonction de l'application finale. Le pouvoir de coupure des contacts (en ampères), les temps de monté ou descente des contacts (en milliseconde), le nombre de manoeuvres et la température d'utilisation (C°) sont des paramètres influent directement sur la durée de vie du relai (bobine, mécanique et contacts). Les bornes du relais sont du type « cosse faston 6,35 » mâle.
Le relai utilisé est de forme C et repéré par cinq bornes. La bobine possède les numéros 85 (+) et 86 et les contacts 30 (commun), 87 (NO) et 87a (NC). Voir le brochage et repérage des bornes sur l'illustration suivante.
Le contact du relai pilotant une charge inductive pourra aussi être protégé par un composant. Si c'est une diode il faudra qu'elle puisse véhiculer le même courant nominal du moteur (ou de la charge d'une façon générale). Un varistor ou un circuit RC (100 ohms + 0,1 micro-farad par exemple) peuvent convenir dans certains cas.
Le moteur doit aussi être protégé des sur-intensités avec un fusible à insérer dans le circuit de puissance (ce qui protégera aussi le contact du relais).
Le circuit imprimé est doté de quatre trous de fixation et peut être fixé en position horizontale ou verticale.
Il faudra bien respecter le sens d'implantation des diodes et des connecteurs à cages.
Pour quelles applications ?
Lors de sa conception, cette carte était destinée à la réalisation d'un banc de test d'un constructeur d'équipement automobile.Sur les quarante cartes nécessaires, les relais montés sur supports sont commandés par des sorties logiques d'un PC de mesure avec logiciel de type Labview®. Ils pilotent des moteurs à courant continu utilisés dans les voitures. Les relais réalisent aussi la fonction d'isolement galvanique nécessaire entre un équipement informatique et les organes de puissance.
La carte complète est visible sur l'image suivante.
Autres applications possibles
- Inverseur de courant : en utilisant un relai à contact N.O./N.C. (5 broches),
- commande de : feux antibrouillard, phares supplémentaires, projecteur 12 volts, sirène, klaxon,
- commande pour moteurs de robot : tondeuse robotisée, robot R2D2, robot d'exploration.
Schéma électrique
Le schéma de la carte est très simple et appel peu de commentaires.Le relai
La qualité du relai est à choisir en fonction de l'application finale. Le pouvoir de coupure des contacts (en ampères), les temps de monté ou descente des contacts (en milliseconde), le nombre de manoeuvres et la température d'utilisation (C°) sont des paramètres influent directement sur la durée de vie du relai (bobine, mécanique et contacts). Les bornes du relais sont du type « cosse faston 6,35 » mâle.Le relai utilisé est de forme C et repéré par cinq bornes. La bobine possède les numéros 85 (+) et 86 et les contacts 30 (commun), 87 (NO) et 87a (NC). Voir le brochage et repérage des bornes sur l'illustration suivante.
Dispositifs de protection
Une diode de roue libre est câblée aux bornes de la bobine (donc attention à la polarisation du câblage). Elle agit comme « absorbeur d'énergie » lors de la dés-alimentation de la bobine, ce qui évite de propager une surtension sur le composant qui pilote le relai (transistor ou contact sec) et limite aussi l'émission de transitoires sur le câble qui relie la sortie logique du PC de mesure vers la carte à relai. Par précaution, il est aussi recommandé de protéger les transistors de sortie de la carte logique du PC. Il faut se renseigner sur l'équipement auprès du constructeur ou de la notice fournie.Le contact du relai pilotant une charge inductive pourra aussi être protégé par un composant. Si c'est une diode il faudra qu'elle puisse véhiculer le même courant nominal du moteur (ou de la charge d'une façon générale). Un varistor ou un circuit RC (100 ohms + 0,1 micro-farad par exemple) peuvent convenir dans certains cas.
Le moteur doit aussi être protégé des sur-intensités avec un fusible à insérer dans le circuit de puissance (ce qui protégera aussi le contact du relais).
Le circuit imprimé
Le routage est très simple. Un plan de masse a été prévu côté commande. L'épaisseur recommandée des pistes en cuivre est de 70 à 105 μm avec une largeur de piste de 2,5 mm minimum pour un courant de 20 ampères.Le circuit imprimé est doté de quatre trous de fixation et peut être fixé en position horizontale ou verticale.
Il faudra bien respecter le sens d'implantation des diodes et des connecteurs à cages.
Matériel et composants
| Désignation | Quantité | Repère | Valeur |
|---|---|---|---|
| Total composants | 7 | ||
| Diodes | 1 | D1 | 1N4005 |
| 1 | D2 | MRF751 (*) | |
| Relais (inverseur) | 1 | RL1 | 12 V ou 24 V, forme C |
| Support relai | 1 | RL1 | 5 broches, forme C, version PCB, plus les 5 cosses |
| Borniers | 1 | J1 | 4 points, pas de 5mm |
| 1 | J2 | 5 points, pas de 5mm, à cages en cuivre | |
| Circuit imprimé | 1 | CI | 70 μm, FR4 simple face, vernis deux faces, 40 sur 60 mm |
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