Pilotage à partir du composant A4935

Le but est de fabriquer une carte permettant de tester le microcontrôleur A4935 ainsi que de déterminer les valeurs des différents composants qui lui seront associés. Il faudra également déterminer quels signaux logiques, et sur quelles entrées ceux-ci iront afin de choisir un mode de fonctionnement approprié.

Organisation du Projet

Informations tirées de la documentation

Schéma fonctionnel

Les premières informations que nous avons récupéré sont grâce au schéma fonctionnel suivant:

Nous avons suivit ce schéma afin de fabriquer la carte, cependant, la partie inférieure avec l'AOP et les différentes résistances et condensateurs ne seront pas présentes sur notre carte.

Table de vérité

Les différents modes nous intéressant sont les n°2 et n°3, puisque l'on veut commander de manière indépendante chacune des trois phases du moteur, en sortie. Cette table permet également de repérer les différentes entrées que nous devrons contrôler.

Le mode n°2 permettra de faire fonctionner le transistor du haut, tandis que le mode n°3 permettra de faire fonctionner le transistor du bas.

Valeur des composants

Les différentes valeurs des condensateurs se calculent à partir des informations que l'on trouve dans la datasheet de l'A4935

Creg = 470nF (absent pour les tests)

D'après paragraphe Gate Drive Vooltage Regulation de la page 8, le condensateur Cp doit avoir une valeur minimum de 220nF, il est généralement de 470nF.

Cp = 470 nF

Calcul de Cboot ( page 18, paragraphe Bootstrap Capacitor Selection & Bootstrap Charging ) :

Tcharge = (Cboot*ΔV)/100

ΔV = 12V

Tcharge = 100μs

Cboot = 0.085nF ( 82pF en valeur normalisée )

Cboota = 82pF

Cbootb = 82pF

Cbootc = 82pF

Cdd = 100nF

Carte principale

Le micro-processeur A4935 sera placé dessus. Les condensateurs de découplage seront également placés là. Le condensateur CP sera remplacé par deux bornes afin de pouvoir faire différents test.

Les entrées xHI, xLO sont reliées à un bornier femelle afin de pouvoir choisir indépendamment les valeurs qui leur seront données (sur ce bornier sont également présents le seuil haut et bas pour les autres entrées).

Les entrées RESET(oublié sur notre carte à cause d'une erreur de notre part),CCEN, COAST, PWMH, PWML sont reliées chacune à des borniers de 3 pattes (deux des pattes sont reliées au seuil logique haut, et au seuil logique bas) afin de pouvoir affecter une valeur différente à ces entrées à l'aide d'un cavalier.

Le VBB présent sur le schéma aurait également dû être relié à une alimentation (erreur de notre part).

De plus, le composant A4935 n'étant pas placé de base de la librairie Eagle, il a fallut créer celui-ci. On a pu réutiliser un package déjà présent dans la librairie Eagle, celui-ci étant similaire à celui de la documentation (48-pin LQFP)

Routage carte principale

Les pistes en sortie du composant A4935 sont les moins larges possibles afin de ne pas avoir de contact entre les différentes pattes. De plus, des détrompeurs sont présentes sur chacun des connecteurs, et chacun des noms de condensateur est noté afin de pouvoir les repérer plus simplement, sans forcément avoir le board à portée. Les connecteurs pour les cartes annexes sont tous les trois disposés sur trois côtés différents de la carte principale, au bord, afin de pouvoir connecter les annexes le plus simplement possible.

Le composant A4935 n'étant pas présent de base dans les librairies d'Eagle, nous avons du le créer pour l'occasion.

Media:ER_carte_test.brd Media:ER_carte_test.sch

Fabrication

La carte ne comportant qu'un seul composant CMS (l'A4935), nous avons commencé par placer celui-ci avec de la pâte à braser, suivit d'un passage au four. Le reste des composants (potentiomètres, borniers) sont soudés de manière normale.

En raison des différents oublis sur le schéma Eagle, nous avons dû essayer de réparer nos erreurs: nous avons soudé plusieurs fils sur les pattes du microcontrôleur (afin de rajouter le VBB ainsi que le RESET), nous avons utilisé deux méthodes différentes, placer de la pâte à braser directement sur l'endroit voulu, ou bien placer de l'étain sur le fil puis le placer ensuite. Les pattes de ce composant étant extrêmement petites, plusieurs complications se sont rajoutées afin d'éviter les liaisons non voulues entre les pattes.

Carte annexe

Deux transistors C-MOS IRF2204 y seront positionnés. Cinq pattes seront reliées à la carte principale, à savoir GHA, SA, GLA, VCC ainsi que la masse.

Schéma et Board de la carte

Les pistes sont les plus larges possibles, 2.2 mm, puisqu'elles sont destinées à accueillir des grosses valeurs de courant. Deux détrompeurs sont présents au niveau du connecteur.

Media:Transiirf.brd Media:Transiirf.sch

Fabrication des 3 cartes annexes

La carte est simple face en ce qui concerne les pistes. Nous avons placé les composants CMS du côté BOTTOM, en passant les 3 cartes au four. En ce qui concerne le reste des composants (barrette sécable, transistors et douilles), ceux-ci sont placés du côté top de la carte. Ils ont été soudés à la main.

Test des 3 cartes annexes

On effectue d'abord le test sur le transistor du haut, on rentre un signal carré (d'amplitude 0-5V et de fréquence 1kHz) et on met le transistor du bas à la masse. On observe en sortie un signal carré d'amplitude 0-2.5V, le transistor se bloque donc correctement. On effectue le même test pour les transistors haut des deux autres cartes.

Pour le transistor du bas, on effectue la même manipulation mais avec un signal carré d'amplitude 0-4V et on met le transistor du haut à la masse. Ici aussi le transistor se bloque correctement, le signal de sortie est un signal carré d'amplitude 0-2V. On effectue le même test pour les transistors bas des deux autres cartes.