Articulation de robot : MaxPID

Le hacheur est le préactionneur standard des moteurs à courant continu, il permet à partir d'une source de tension continue, ici 6 V, d'alimenter le moteur avec une tension variable de 0 à 6 V. La partie bleu permet de connecter l'alimentation de puissance externe le connecteur de gauche est relié à la carte de pilotage et le connecteur de droite est relié au moteur électrique pour assurer son alimentation avec 2 fils, les 4 autres fils permettent d'alimenter les deux capteurs magnétiques et de récupérer le signal qu'ils renvoient.

Pour faire varier la tension aux bornes du moteur, on pilote en % du temps de cycle vers le hacheur. Il faut également indiquer dans quel sens doit tourner le moteur (information binaire 0 ou 1). Si le hacheur reçoit un mot numérique égal à 0, il enverra 0V au moteur, s'il reçoit le mot maximal (ici 255) il enverra la tension maximale qu'il reçoit de par l'alimentation soit 6V.

Un hacheur peut être vu comme un circuit avec des interrupteurs commandés

Si on ferme C1 et C4 en même temps le moteur tournera dans un sens ; si on ferme C2 et C3 il tournera dans l'autre sens. Si les interrupteurs sont tout le temps fermé, le moteur est alimenté continuellement en 6 V et tourne à sa vitesse maximale.

Si on commande à 0 % du temps de cycle (duty cycle), le signal reste tout le temps à 0 V donc les interrupteurs ne sont jamais fermé. Si on commande à 25 % du temps de cycle les interrupteurs seront fermés ¼ du temps : dans ce cas, en moyenne, le moteur sera commandé avec ¼ de la tension de puissance 1,5 V. La fréquence de modulation est de 500 Hz donc la période correspond à 2 ms. Le temps de réponse du moteur étant de l'ordre de 50 à 100 ms, il n'a pas le temps de s'arrêter sur les périodes où les interrupteurs sont ouverts.

Les diodes présentent dans le hacheur permettent au courant de continuer à circuler quand les interrupteurs sont ouverts car un moteur électrique est aussi un générateur quand il tourne. Voir le cours de physique.

Animation montrant le fonctionnement d'un hacheur série :

On prendra un hacheur tel que l'entrée est codée sur 8 bit et la sortie varie de 0 à 24 V.