Réalisation : Variateur 12 V

Page non-finie, mais lisez quand même !!

I - Introduction

Cette mini-réalisation est faite pour voir (ou revoir) une application du PWM dans un cas concret :
Nous allons créer un variateur c'est à dire un circuit permettant d'alimenter un dipôle de puissance (lampe, moteur à courant continu) avec une tension variable par hacheur (PWM).

Mise en situation

Le variateur sera commandé par deux boutons poussoirs, un permettant d'augmenter la tension (UP) et un permettant de la diminuer (DOWN)
On va créer un variateur pouvant commander un dipôle consommant 0.5A, mais il est possible de commander de plus grand (en modifiant les transistors et avec des dissipateurs)

Il faudra donc faire attention à la température des transistors qui pourraient griller !

Qui est qui ?

les entrées

On dira que la pin digitale 1 est connectée à UP
De même pour la pin 2 qui sera connectée à DOWN

les sorties

Il n'y en a qu'une, il faudra que cette pin de sortie soit équipée du PWM , dans mon exemple je prendrais la pin digitale 3, mais il faudra vérifier… cela dépend du modèle de carte que vous utilisez.

II - Ressources Électronique

A/ Un problème de conversion de puissance

Bien sûr, l'Arduino ne peut pas délivrer plus de 30mA, il faudra qu'elle demande assistance à un collègue costaud, j'ai nommé le transistor de puissance !
Pour cela, il faudra le connecter en sortie de l'arduino, sur la patte qui délivrera le pas de PWM, avec quelques précautions (résistance protectrice de 10K par exemple).

Bon à savoir : le PWM n'est pas continu… il est composé de créneaux d'une fréquence environ égale à 500Hz, pour ce montage, cela ne pose pas de problème car :

Le moteur à courant continu est un dipôle inductif, un bon vieux circuit RL, ayant pour propriété de lisser la tension quand il est en série.
L'ampoule à incandescence quant à elle n'est pas affectée par ces phénomènes de fréquence relativement haute (il est impossible de les voir à l’œil nu : c'est l'intensité lumineuse moyenne qu'on perçoit)

Si l'on veut lisser le courant, on pourra utiliser un circuit RC mais c'est inutile ici…

B/ Le montage Darlington

Afin de pouvoir alimenter votre moteur CC, il faut utiliser un montage amplificateur qui permet de travailler avec des courants assez élevés. Je vous propose donc d'utiliser …

Le montage Darlington !!!

Ce montage est composé de 2 transistors :

T1 est un petit transistor qui est doté d'un grand gain mais il ne peut supporter une grande charge…
T2 est un GRAND transistor qui est pourvu d'un petit gain mais il peut supporter des grandes intensités.

Bref, en combinant les deux, on obtient un transistor équivalent qui dispose d'un GRAND gain et qui peut supporter une GRANDE intensité en bref, qui peut alimenter un moteur CC !!

On ajoutera néanmoins une résistance en amont de la base pour protéger votre Arduino adorée

C/ Schéma électronique

On prendra T1 (le transistor faible) qui est un BC547.
Brochage : On prendra T2 (le transistor fort) qui est un BUT11A.
Brochage :

III - Programmation

Vu que je n'ai pas encore testé ce programme faute de boutons-poussoirs (honte à moi !) je mets ici un programme alternatif n'ayant pas de boutons poussoirs… NB: j'ai prévu trois sorties pour LEDS pour me faire pardonner^^

int sortie = 3;
int rouge = 8;
int jaune = 9;
int vert = 10;
void setup () {
  pinMode(sortie, OUTPUT);
  pinMode(rouge, OUTPUT);
  pinMode(jaune, OUTPUT);
  pinMode(vert, OUTPUT);
}
void loop () {
  digitalWrite( rouge, LOW);
  int i = 10;
  while ( i<50) {
  
    analogWrite( sortie, i*5);
    i++;
   if( i < 20) {
    digitalWrite( vert, HIGH); }
  if( (i>20)&&(i<30)){
    digitalWrite( vert, LOW);
    digitalWrite( jaune, HIGH);
  }
  if(i>30) {
    digitalWrite( jaune,LOW);
    digitalWrite( rouge, HIGH);
    }
  delay(1000);
   }

}