Projecteur scénique – Spot 150 Choix de la couleur TP

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Pré-requis Utilisation du logiciel Flowcode en autonomie

Moteur pas à pas

Objectif Identification d’un cycle de fonctionnement du moteur pas à pas Construire un algorigramme de positionnement d’un moteur pas à pas

Condition Activité individuelle, durée 3 heures

Matériel 2 maquettes : carte et projecteur

Coupleur de chargement du processeur

Station informatique, Flowcode et notice

Situation-Problème : La roue de couleur du projecteur est entraînée par un moteur pas à pas. Une fois la roue initialisée, le processeur connaît à chaque instant la couleur présentée devant la lampe du projecteur. A quel algorigramme obéit la

fonction séquencement afin de piloter la roue de couleur ? Voir décomposition fonctionnelle.

Identification du cycle de rotation Nous considérons les chronogrammes des bits CA et CC joints. Nous utilisons les schémas et la notice technique du

circuit U2, L293D joints.

1. Compléter les 4 chronogrammes des potentiels en sortie de l’amplificateur. Indiquer les échelles !

2. Indiquer le type de moteur (unipolaire ou bipolaire) et son cycle de fonctionnement (pas ou demi-pas) à l’aide de l’animation « moteur pas à pas ».

Rotation de la roue de couleur Nous utilisons 2 maquettes reliées par le connecteur J38. Il s’agit d’écrire un segment d’algorigramme reproduisant la

séquence des bits CA et CC jointe. Nous utiliserons la notice de Flowcode si nécessaire.

3. Proposer un algorigramme, le compiler puis charger le processeur. Choisir 16Mhz comme fréquence processeur

et PIC16F877 comme processeur de destination.

4. Afficher et vérifier les chronogrammes. Faire constater leur exactitude ainsi que la rotation de la roue de couleur.

Initialisation de la roue de couleur Nous utilisons le même dispositif. Il s’agit de compléter le programme précédent afin que le processeur stoppe la roue

lorsqu’elle arrivera en position initiale : couleur blanche placée devant la lampe. Voir documents joints.

5. Relever et dessiner le chronogramme du bit HA pendant la rotation de la roue sur 2 tours.

6. Indiquer les moments où la roue est en position initiale sur ce chronogramme.

7. Modifier et essayer l’algorigramme. Faire constater l’arrêt de la roue.

Choix de la couleur Nous utilisons le même dispositif. Il s’agit maintenant de compléter le programme pour amener la roue en couleur

violette. Voir tableau de correspondance joint.

8. Compléter l’algorigramme qui commande la roue de la sorte. Nous pourrons utiliser une boucle si nécessaire.

Voir paragraphe Flowcode joint.

9. Essayer l’algorigramme. Faire constater l’arrêt en violet.

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Dispositif de mesure

12V

0V

Port de chargement du

processeur

Programme pap1

5V

Interconnexion des maquettes

J15

J20, J21

J5, J9

J28

J14, J16

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Schéma structurel

Décomposition fonctionnelle Commande du moteur de couleur

Maquette mécanique

Amplification

Conversion électrique / mécanique VA, VB,

VC, VD

Angle roue

δ

Séquencement

Consigne de couleur Cons_cou

Adaptation

CA, CC

VCA,

VCB,

VCC,

VCD

Validation CE

Potentiels

Bits

Potentiels

Détection angle

de référence

Couleur blanche projetée HA

Bit

Variable logicielle : octet

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Notice technique de U2, L293D Le c ircui t logique L293D est formé de 4 ampl i f icateurs logiques (portes oui) à sort ie 3 états. El les sont val idées par paire avec l ’entrée logique EN. Ce c ircui t est prévu pour que sa sort ie produise ou absorbe un courant d’ intensi té al lant jusqu’à 600mA. Le potent iel qu’el les dispensent est compris dans l ’ interval le 4,5V à 36V fonct ion du potent iel d’al imentat ion VCC2, amené sur la broche 8 du c ircui t . Chaque sort ie est protégée contre les surtensions dues aux décharges induct ives par 2 diodes de roue l ibre intégrées au c ircui t . De ce fai t , le c ircui t convient pour le pi lotage de relais , de moteurs à courant cont inu ou pas à pas ou celui de solénoïde.

CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES RECOMMANDEES

CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES MESUREES A VCC1 = 5V ET VCC2 = 24V

Détails de la sortie d’un des 4 amplificateurs. Les potentiels, ou pôles, VCC2 ou GND peuvent être amenés tour à tour sur la sortie suivant l’état des 2 transistors agencés en structure PUSH PULL.

Transistor PUSH et diode de roue libre

Transistor PULL et diode de roue libre

IOH : transistor PUSH on

IOL : transistor PULL on

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Principe de l’effet Hall L’effet Hall est utilisé sur notre maquette mécanique pour indiquer que la roue de couleur est en position initiale. En effet lorsque l’aimant solidaire de la roue, entre au voisinage du circuit U12, SS441A, ce capteur délivre un bit, HA, dont le niveau indique que la couleur blanche de la roue est placée devant la lampe. Dans cette position, un aimant (3) solidaire de la roue de couleur excite le capteur qui délivre la tension U. Voir figure ci-dessous. Cette tension mise en forme constitue le bit HA.

Correspondance Pas – Couleur

La couleur dépend de l’angle δ de la roue de couleur

Couleur δ code Numéro du

pas

Blanc 0 0 0

Vert foncé 30° 1 17

Rouge 60° 2 34

Cyan 90° 3 51

Vert 120° 4 68

Violet 150° 5 85

Bleu 180° 6 102

Jaune-vert 210° 7 119

Vert 240° 8 136

Rose 270° 9 153

Bleu clair 300° 10 170

Orange 330° 11 187

Couleur n°1 face à la lampe : lumière verte

0

11

δ = 30°

U

Les électrons (1) mis en mouvement dans un conducteur interne (2) au capteur plongé dans le champ magnétique (4) sont poussés vers le haut : force de Laplace. Il en résulte une accumulation d’électrons en haut du conducteur transformé ainsi en générateur de tension U.

Exemples d’application :

Mesure d’un champ magnétique : tesla mètre

Mesure de l’intensité d’un courant électrique sans ouvrir le circuit !

Détection de position sans contact

Gant de données

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Chronogrammes des bits de commande Le bit CE est maintenu au niveau logique haut

Chronogrammes à compléter Chronogrammes des potentiels appliqués au moteur pas à pas

VA

VC

VB

VD

VCA

VCC

Echelle …………. V/division