MARCEL

Porteurs du projet :

• *Adam Boudouma (contact : adam.boudouma@etu.upmc.fr)
  Mar Lamarca (contact : lamarcamar@gmail.com)
  Aravinthan Krishnakumar (contact : ara.krishna@hotmail.com)
  Gabriel Ricart (contact : gabriel.ricart@outlook.fr)
  * Date de début : 11/2017 * Date de fin estimé : 12/2017 ===== Machines nécessaires ===== ==== Presse plieuse ==== ===== Matériel nécessaire ===== === Partie électronique === * Arduino mega 2560 ou assimilé (35€ en version officielle, mais des constructeurs en proposent à moins de 10€)
  * MOSFET canal N IRF540 (1,45€)
  * MOSFET canal P IRF9540 (1,10€)
  * Transistor bipolaire NPN 2N3904 (0,18€)
  * Diode Schottky 1N5819 (0,18€)
  * Condensateur 10 nF (0,44€)
  * Condensateur 47 nF (0,37€)
  * Résistance 10 kΩ (0,01€)
  * Résistance 1 kΩ (0,01€)
  * Dissipateur thermique SK104/38,1 (1,93€)
  * Dissipateur thermique FA-T220-64E (1,91€)
  * Kit d'isolation vis, écrou, rondelles pour boîtier TO-220 MK3311 (0,274€)
  * Kit d'isolation mika pour boîtier TO-220 MK3306 (0,289€)
  ===== Construction ===== ==== Châssis ==== Le châssis que nous utilisons a été fabriqué par l'IUT de Cachan dans le cadre du projet des premières années : le Gamel Trophy.
  Ces caractéristiques sont telles que suit :
  <note important>Le document ci-après est la propriété de l'IUT de Cachan, et n'est donc pas placé sous licence CC Attribution-Share Alike 4.0 International</note> ==== Contrôle moteurs ==== Afin de contrôler le sens de rotation des deux moteurs, on utilise deux pont en H. On ne détaillera la réalisation que d'un seul, l'autre étant strictement identique. === Schéma du pont en H === === Dimensionnement des dissipateurs === Il faut tout d'abord déterminer la puissance dissipées par les MOSFET. Lorsqu'il est saturé, le MOSFET se comporte comme une résistance, et la puissance qu'il dissipe est donc : $$P_d = R_\textrm{ds(on)} * I_d^2$$ ($R_\textrm{ds(on)}$ est donné dans la datasheet du MOSFET utilisé, $I_d$ est le courant traversant le MOSFET) Il faut maintenant calculer la résistance thermique du dissipateur. Elle est donnée par la formule : (Source) $$R_\textrm{th} = \frac{T_J - T_A}{P_d}$$ ($T_J$ est la température de jonction du MOSFET, donnée dans la datasheet, $T_A$ est la température ambiante) On a donc : $$R_\textrm{th} = \frac{T_J - T_A}{R_\textrm{ds(on)} * I_d^2}$$ <note important>Dans notre cas, les MOSFET sont saturés en quasi permanence, on a donc négligé la puissance dissipée lors de la commutation de ceux-ci.</note> == Cas des IRF540 == La datasheet donne :
  * $R_\textrm{ds(on)} = 0,077 Ω$ * $T_J = 175 °C$ On prendra $T_A = 55°C$, car les MOSFET ne seront pas à l'air libre, et dans notre cas $I_d = 11A$.
  On obtient alors : $$R_\textrm{th} = 12,9 K/W$$ Attention, ce résultat nous donne la résistance thermique maximum que doit avoir le dissipateur en considèrent que le MOSFET à une résistance thermique de 0 K/W, ce qui est évidemment faux. Les valeurs à relever sur la datasheet sont $R_\textrm{thJC}$ et $R_\textrm{thCS}$. Elles sont pour l'IRF540 respectivement de 1,0 et 0,5 K/W. Il suffit de les retrancher au résultat précédent, et on obtient la resistance thermique maximale du dissipateur. Elle est donc ici de 11,4 K/W. On utilisera donc des dissipateurs SK104/38,1 d'une résistance thermique de 11 K/W. Il faudra prévoir une mèche HSS de 3.5 mm afin d'agrandir les trous qui ne permette pas d'insérer le canon d'isolation. == Cas des IRF9540 == La datasheet donne :
  * $R_\textrm{ds(on)} = 0,2 Ω$ * $T_J = 175 °C$ * $R_\textrm{thJC} = 1,0 K/W$ * $R_\textrm{thCS} = 0,5 K/W$ On obtient donc : $$R_\textrm{th} = \frac{175 - 55}{0.2 * 11^2} - 1,0 - 0,5 = 3,4 K/W$$ On utilisera donc des dissipateurs FA-T22064E d'une résistance thermique de 3 K/W. Pour visser les MOSFET aux dissipateurs, on utilisera un kit MK3311. Afin d'assurer l'isolation électrique entre les MOSFET et les dissipateurs, on utilisera un kit MK3306. ==== Contrôle capteurs ==== ==== Journal de bord ==== === Mercredi 8 novembre === Validation de la version 0 du robot. === Lundi 20 novembre === Premier essai du montage de la version 1 du robot. Le montage n'a pas fonctionné. === Mardi 21 novembre === Deuxième essai du montage de la version 1 du robot. Cette fois il fonctionne. Le MOSFET utilisé la veille ne fonctionnait pas. === Mercredi 22 novembre === Validation de la version 1 du robot. === Mardi 28 novembre === Travail prévu : Montage et test du pont en H.
  Travail réalisé : Un problème de livraison a fait que les composants ne sont pas arrivés à temps. Nous avons donc simplement pesé le robot. Il fait 1,6 kg. === Vendredi 1er décembre === Travail prévu : Montage des MOSFET sur les dissipateurs,montage et test du pont en H, montage de la plaque avant.
  Travail réalisé : Montage des MOSFET sur les dissipateurs. Il a fallu agrandir les trous pour y insérer les canons isolants. Montage du pont en H. === Lundi 4 décembre === Travail prévu : Test du pont en H. Soudure du montage sur veroboard. Travail réalisé :** Test du pont en H. Il est fonctionnel.