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.

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.

Travail prévu : Test du pont en H. Soudure du montage sur veroboard. Travail réalisé : Test du pont en H. Il est fonctionnel.