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Objectif du projet:

Réaliser une base de CNC 3 axes à partir de composant de récupération diverse.

Étapes du projet:

• Commander un axe d’imprimante ou de scanner avec un arduino ou autre système électronique
• Au besoin fabriquer une carte électronique de puissance d’interface entre l’arduino et le moteur de l’axe
• Rassembler plusieurs axes de récupération tous commandable
• Concevoir et imprimer les pièces de liaison entre les axes indépendant
• Si besoin fabriquer de l’électronique de commande ou de puissance supplémentaire pour des fonctions ultérieur

Séance du 19/08/2012 :

• inventaire de composant électronique disponible, voir le tableau associé

Suite à ce début d’inventaire des composants électronique récupéré, il y a les composants nécessaires et suffisant pour la fabrication d’une carte électronique de commande en puissance de moteur électrique. Cette carte de puissance est un ensemble de demi-pont en H sur lesquels on peut raccorder n’importe qu’elle type de moteur, que ce soit à courant continue, pas à pas ou triphasé synchrone ou asynchrone. Elle sera l’interface entre un arduino envoyant des signaux de commande de petite puissance et un moteur pouvant développer une certaine puissance de quelques Watt à quelques dizaine de watt. Le schéma de cette carte de gestion de puissance de base est situé dans le datasheet SI9910DJ. Il s’agit d’un montage demi-pont en H basé sur les MOSFET de puissance type N (uniquement) IRF530PBF et les drivers de mosfet N SI9910DJ.

Le stock des composants utiles pour le projet:

IRF530PBF = 300

SI9910DJ = 40

MC74HC04A = au moins 1

IN4007 = 50 minimum

• Utilisation d’un axe d’imprimante : fonctionnement du moteur CC OK, validation avec oscilloscope du fonctionnement de la tête de lecture optique binaire pour lire/compter la position de la tête d’impression. Conclusion: il est possible d’utiliser le moteur CC avec le retour de position par lecture de la règle optique, néanmoins ce sera pour une utilisation type axe Z si l’on considère la cinématique du makerbot, autrement il me semble préférable pour la précision de positionnement et la facilité de commande d’utiliser uniquement des moteurs pas à pas.

Conception de la carte de puissance à base de demi-pont :

Cette carte comprendra les fonctions suivantes :

• Au moins 4 demi-pont en H pour l’alimentation d’un pas à pas bipolaire , ou 6 demi-pont dans le cas d’un moteur synchrone triphasé (genre moteur brushless). Pour la CNC 3 axes, l’optimum sera de placer 12 demi-ponts en H sur la carte afin de pouvoir commander les 3 axes motorisés du robot.
• Pour utiliser uniquement des transistors de puissance MOSFET de type N (les IRF530 qui ont l’air bien performant), il est nécessaire d’avoir un convertisseur boost rehausseur de tension sur la carte. Cela permet à partir d’une alimentation Vcc du demi-pont en H de commander le transistor du haut avec une tension supérieur de 5 à 10V(sinon il ne laissera rien passer). J’ajouterai un schéma du convertisseur dès que possible. Il faudra néanmoins récupérer une inductance sur une carte électronique, j’en ai vu une sur une carte d’imprimante…mais il me semble que je l’ai jeté à la poubelle dimanche…donc il faudra en rechopper une.
• La fabrication d’un convertisseur boost implique la réalisation d’un oscillateur, type générateur carré, si possible à rapport cyclique variable (pour pouvoir varier le niveau de tension car la tension de sortie:

Vs = Ve/(1-a) où Ve est la tension d’entrée du convertisseur et “a” le rapport cyclique de l’oscillateur compris en 0 et 1.

Un site donne des schémas d’oscillateur divers à partir de plein de composant différent :

http://www.premiumorange.com/daniel.robert9/Digit/Digit_6TS2.html

Celui qui est intéressant d’après les composants que nous avons et la simplicité de réalisation, est celui avec les porte NON (voir le composant MC74HC04A). Il permet d’obtenir un oscillateur à rapport cyclique variable relativement rapidement en utilisant les diodes IN4007.

• Il serait également intéressant mais non nécessaire de faire un convertisseur buck abaisseur de tension (un boost en plus simple) afin de pouvoir alimenter les composants électronique de la carte. Pour le coup je pense qu’il est préférable pour la robustesse du système de se limiter et d’utiliser une alimentation (genre celle de récup de PC) afin d’avoir au moins deux tension continue, une de 5-6V pour les composants logiques et une d’au moins 12V pour les moteurs.
• Nous utiliserons également probablement les drivers de transistor SI9910DJ afin de pouvoir commander les demi-pont avec un signal d’arduino à 4-5V