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

• 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€)
  

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>

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.

<note warning>Ce montage n'a pas encore été testé, il se peut qu'il ne fonctionne pas, voire qu'il endommage les composants. (Même si c'est peu probable, mais bon, on vous aura prévenu.)</note>

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>

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.

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.

Validation de la version 0 du robot.

Premier essai du montage de la version 1 du robot. Le montage n'a pas fonctionné.

Deuxième essai du montage de la version 1 du robot. Cette fois il fonctionne. Le MOSFET utilisé la veille ne fonctionnait pas.

Validation de la version 1 du robot.

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.

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.