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Carte de pilotage pour moteurs pas à pas

lundi 13 septembre 2004, par Pierre-Luc Bacon

Les moteurs pas à pas nécessitent un séquençage particulier pour effectuer un "pas" dans une direction donnée. L’article qui suit décrit la réalisation d’une carte agissant à la fois comme séquenceur et interface de puissance.

Cette carte se compose en deux partie distincte d’une part le L297 gérant les instructions de pas et le L298 qui n’est autre qu’un double pont en H. Le L297 reçoit les instructions de pas et de direction et se charge de générer les crénaux de sortie correspondant. De plus, ce composant de la compagnie SGS-Thomson est doté d’une mesure de courant intérgrée qui permet de fixer une limite de courant acceptable dans les phases du moteur. Cette lecture est effectuée par l’entremise de deux shunts d’une valeur ohmique de 0,25 placés en parallèle. Pour une intensité maximale de 2A, la tension aux bornes de la résistance équivalente est de :


(0,25*0,25)/(0,25*2) = 0,125

0,125*2 = 0,25 V

Il faut maintenant indiquer cette valeur au L297 à l’aide d’un pont diviseur de tension qui servira de point de référence. Avec un potentiomètre de 1 K le calcul pour trouver la valeur de la seconde résistance est :


(1/(1+R)5 = 0,25 V

donc 0,25R = 4,75

R = 19 K

L’emploi de résistances de valeurs différentes de ceux présentées plus-haut doit se faire de manière que la tension présente sur la pin Vref du L297 soit dans la gamme des 0 à 3 V maximum. L’ajustement de l’intensité admissible dans les moteurs se fait à l’aide du potentiomètre situé à proximité des zones de lecture. Ainsi, il suffit d’utiliser un multimètre pour connaître la tension sur les points de référence.

Les sorties du L298 sont protégées grâces à des diodes de roues libres. Des BYV27 conviennent dans tous les cas, mais il est possible également d’utiliser d’autres références aux caractéristiques comparables. Vous devez cependant porter une attention particulière à l’intensité et à la vitesse de celles-ci. Une lecture de la datasheet nous apprend que le temps de rétablissement optimal se situe aux alentours de 200 ns. Les NTE588 peuvent donc convenir parfaitement puisque les caractéristiques qui les définissent sont les suivantes :

 Prv 200 V Max

 If 3A Max

 Trr 35 ns

Concernant le contrôle de cette carte, sept entrées sont accessibles. Deux d’entre elles déterminent le pas et la direction, une pour l’alimentation 5V, une extension SYNC, un contrôle de l’état d’ENABLE et finalement le RESET. Par souci d’espace, la régulation 5V n’a pas été implantée directement sur la carte. Il faudra donc prévoir un module de régulation pour l’alimentation des différents éléments du système.


Nomenclature

Circuits intégrésValeurRéf.
L297-E$3
L2982A, 40VE$1
RésistancesValeur (ohm)Réf.
-22K, 1/4WE$9
-20K, 1/4WE$11
-0,5, 1/2WE$17
-0,5, 1/2WE$18
-0,5, 1/2WE$19
-0,5, 1/2WE$20
-330, 1/4WE$34
-330, 1/4WE$36
CondensateursValeur (farad)Réf.
-3,3nFE$9
-100nFE$15
-470uF, 50VE$16
-100nFE$32
-100nFE$33
DiodesValeurRéf.
DEL-E$6
Protection contre les inversions1N4004E$13
Protection inversions1N4004E$14
Roues libresBYV27E$21
Roues libresBYV27E$22
Roues libresBYV27E$23
Roues libresBYV27E$24
Roues libresBYV27E$25
Roues libresBYV27E$26
Roues libresBYV27E$27
Roues libresBYV27E$28
DEL-E$37
ConnecteursValeurRéf.
Bornier 4 filsWeidmuller, 9967700000E$2
Connecteur 3 brochesMolex, 22-03-2031E$4
Connecteur 7 brochesMolex, 22-05-3071E$5
Connecteur 3 brochesMolex, 22-03-2031E$7
Bornier 2 filsWeidmuller, 1699670000E$12
Connecteur 3 brochesMolex, 22-03-2031E$28
DiversValeurRéf.
Dissipateur thermique approprié pour le L298--
Fils de connection pour la carte (straps)--
Connecteur femelle 7 contactsAMP, 643820-7-
Cavaliers pour les connecteurs E$4, E$7 et E$28--

Portfolio

Schéma de la carte

P.-S.

Si plusieurs cartes du genre sont utilisées simultanément, il est conseillé de mettre la patte OSC (16e) à la masse et de relier seulement tous les SYNC.

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