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Carte Puissance - L6208


Dossier de réalisation carte L6208

Carte Puissance - L297/L298

Dossier de réalisation carte L297/L298

Carte de commande


La page ci-dessous est obsolète.
Les cartes décrites ont été modifiées et les nouvelles révisions sont disponibles sur le site CNCLoisirs à la page Cartes à réaliser . La licence a été modifiée et vous y trouverez aussi les fichiers 'Eagle' si vous voulez faire des modifications.
Une modification importante est que le carte L6208 est désormais en simple face.

Carte à base de circuit L6208 - Spécifications :

Voici une carte de commande de moteur pas à pas basée sur le circuit L6208 que j'ai conçue et réalisée.

Commande moteur bipolaire (4 fils)
Intensité maximum 2.5A par phase
Mode : 1/2 pas
Contrôle du pont : 'Slow decay' (voir datasheets)
Commande Pas/direction
Alimentation non stabilisée, mais redressée et filtrée, maximum 32V
Si alimentation stabilisée, maximum 40V.
Ventilation forcée sur le circuit indispensable.

La carte présentée ici est un peu différente du prototype, j'ai bloqué le mode de fonctionnement en 1/2 pas, simplifié le circuit et amélioré la séparation des pistes. Le mode de contrôle du pont est aussi bloqué en 'Slow Decay'.
Par ailleurs, je ne l'ai pas testée à la puissance maximum, ni de manière intensive.

Bien que le circuit intégré accepte une intensité maximale de 2.8A, j'ai limité la carte à 2.5A.
J'ai fait des essais sans refroidissement, la chauffe est intense (~100°C), et le circuit disjoncte thermiquement au delà de 1.8A. Avec un petit ventilateur, la température reste très raisonnable (< 50°C)

Pour des raisons que je ne comprends pas très bien, il semble que ce circuit fonctionne mieux que les circuits à base de L297/L298 (ma machine comporte les deux types de circuits, qui fonctionnent exactement dans les mêmes conditions).

Le refroidissement du circuit est assuré par la surface de cuivre de la carte, il est donc impératif qu'il soit étamé à chaud pour améliorer la conductivité thermique, et il serait intéressant d'avoir une épaisseur de cuivre de 70 microns.
Le circuit L6208 est donc soudé sur la carte sans qu'il soit possible de mettre un support.

Réglage de l'intensité :
On règle l'intensité en ajustant une tension de référence (borne 11 ou 24 du circuit L6208).
Vous pouvez mesurer cette tension sur le point de test qui est marqué 'Te' et qui reprend la tension de référence et la masse.

La résistance de shunt fait 0.25 Ohm (4 résistances de 1 ohm en parallèle)

Intensité 0.5 A 1 A 1.5 A 2 A 2.5 A
Tension 0.125 V 0.25 V 0.375 V 0.5 V 0.625 V

Si vous utilisez des moteurs de faible puissance, il est préférable de ne monter que 3 résistances au lieu de 4, d'ou un shunt de 0.333 Ohm.

Dans ce cas le tableau devient :

Intensité 0.25 A 0.5 A 0.75A 1 A 1.5 A
Tension 0.083 V 0.166 V 0.25 V 0.333V 0.5 V



Schémas

Vue d'ensemble
Cuivre, vue de dessus
Noter le point de mesure de la tension de référence 'Te' en haut à gauche.
Cuivre, vue de dessous
Vue des composants
Prototype (un peu différent du modèle présenté)
Version définitive (réalisée par Franck Aguerre)




Nomenclature

Toutes les résistances sont en carbone, 1/4W sauf les R101-108, 1 Ohm, métal 1/2W, 1%.
Attention, des résistances 1/2W en carbone sont trop encombrantes. Vous pouvez éventuellement monter ces resistances verticalements, en en mettent deux de chaque coté et en les croisant.

La diode D3 n'est pas nécessaire si vous êtes absolument certain de ne pas vous tromper de polarité sur l'alimentation de la carte.
Attention à souder dessus et dessous.
Le condensateur C12 (470 µF) peut être soudé dessous uniquement, la jonction piste supérieure/piste inférieure étant assurée au niveau d'une des pattes du condensateur C8.
Les connecteurs devront avoir leur corps amovible, pour pouvoir souder sur le dessus du circuit.
Pour simplifier, on peut souder directement les câbles sur la carte.
Un fer de grande puissance (50-100W) devra être utilisé pour le soudage des résistances métal et des pattes de puissances du circuit (il n'y a pas d'isolation thermique, vu que le but, c'est de refroidir)

Le circuit L6208 est un nouveau circuit, difficile à trouver. Je l'ai trouvé chez Electronique diffusion au prix de 19 Euros TTC (vente par correspondance)


Comp.Réf. Valeur Description, package
C1-C2 1nF Cap. céramique, 5mm
C7 10nF 100V Cap. céramique, 5mm
C8 220nF Cap. céramique, 5mm
C12 470F Cap. polarisée, radial
C18 100nF Cap. céramique, 5mm
C21 100nF 100V Cap. céramique, 5mm
C24 47nF Cap. céramique, 5mm
D1-D2 1N4148 Diode, 7.5mm
D3 BYW29 Diode, DO220S
F1 REPSRXE185 Polyswitch 3.7 A
IC1 L6208 CI DIL24S Contrôleur moteur PAP, STMicroelectronics
J1-J2   Molex connecteur male 4pin, 2.5mm
R1 100 Res. carbone, 10mm
R24-R25 51k Res. carbone, 10mm
R30 1k Potentiomètre S64W
R40 6k49 Res. carbone, 10mm
R44 4.7k Res. carbone, 10mm
R101-R108 1 Res. métal 1/2 W, 1%, 10mm
X1
  Bornier 2 fils -- 5mm


Si vous avez l'intention de réaliser cette carte, il est impératif que vous ayez de l'expérience en électronique et des notions de dépannage de base. C'est une carte double face, donc ne pas oublier les soudures sur la face supérieure. Un seul oubli peut suffire à empêcher la carte de fonctionner, voire la faire griller.
Je n'assure aucun support technique, et les schémas sont livrés 'tel que', sans garantie d'aucune sorte. Leur emploi est réservé à votre usage personnel, à l'exclusion de toute activité commerciale.
La diffusion des documents est interdite, il faut revenir sur le site Otocoup pour le téléchargement de la dernière version.

Il ne faut jamais couper l'alimentation logique de la carte avant l'alimentation de puissance, cela ferait brûler le circuit de puissance.


Datasheet Circuit L6208
Note d'application
Note d'application pour faire du micropas

Dossier de réalisation (Circuit imprimé, nomenclature)
Les images sont en 600 dpi. Ce dossier comporte aussi la carte de commande de Franck Aguerre.

La société ATEXA www.atexa.fr propose les ensembles suivant :
Circuits imprimés étamés et percés, sans composants :
. Elecoup 3D : 1 carte de commande, 3 cartes pour L6208 , port compris pour la France : 45.74 Euros
. Elecoup 4D : 1 carte de commande, 4 cartes pour L6208, port compris pour la france : 52.58 Euros
Expédition par lettre en principe sous 24/72 heures à réception du règlement. Pour une autre destination que la France métropolitaine, demandez le prix.

Veuillez noter que je n'ai aucun lien avec la société Atexa et que je ne touche pas de royalties.

Carte à base de circuit L297/L298 - Spécifications :

Voici une carte de commande de moteur pas à pas basée sur les circuits L297/L298 que j'ai conçue et réalisée.

Commande moteur bipolaire (4 fils)
Intensité maximum 2A par phase
Mode : 1/2 pas
Commande Pas/direction
Alimentation non stabilisée, mais redressée et filtrée, maximum 28V
Si alimentation stabilisée, maximum 38V.

Radiateur de bonne dimension indispensable sur le circuit L298.

C'est un circuit simple face, plus simple à réaliser que le modèle précédent, et beaucoup plus classique.
Il n'y a aucune piste qui passe entre les broches d'un circuit. Celà coute 5 straps, mais c'est beaucoup plus sur.
La carte présentée ici est un peu différente du prototype, j'ai bloqué le mode de fonctionnement en 1/2 pas, simplifié le circuit et amélioré la séparation des pistes.
Par ailleurs, je ne l'ai pas testée à la puissance maximum, ni de manière intensive.

Réglage de l'intensité :
On règle l'intensité en ajustant une tension de référence (borne 15 du circuit L297).
Vous pouvez mesurer cette tension sur le 'point de test' et qui reprend la tension de référence et la masse.

La résistance de shunt fait 0.333 Ohm (3 résistances de 1 ohm en parallèle)
Intensité 0.25 A 0.5 A 0.75A 1 A 1.5 A 2A
Tension 0.083 V 0.166 V 0.25 V 0.333V 0.5 V 0.66V


Schémas

Vue d'ensemble
Noter le point de mesure de la tension de référence 'Vref test'
Cuivre, vue par dessus
Vue des composants


Prototype (un peu différent du modèle présenté ici)


Il faut noter que la taille du radiateur est insuffisante pour fonctionner à l'intensité maximum.



Nomenclature

Toutes les résistances sont en carbone, 1/4W sauf les R101-103 et R105-R107, 1 Ohm, métal 1/2W, 1%
La diode D9 n'est pas nécessaire si vous êtes absolument certain de ne pas vous tromper de polarité sur l'alimentation de la carte.


Comp.Réf. Valeur Description, package
C1 3.3nF Cap. céramique, 5mm
C2 100nF Cap. céramique, 5mm
C12 470µF Cap. polarisée, radial
C21 100nF Cap. céramique, 5mm
C24 10nF Cap. céramique, 5mm
D1-D8 BYV27 Diode, 7.5mm
D9 BYW29-100 Diode, DO220S
F1 REPSRXE160 Polyswitch 3.2 A
IC2 L297 CI L297 Contrôleur moteur PAP, STMicroelectronics
IC3 L298 CI L298 double Pont en H, STMicroelectronics
JP1
  jumper 3 pins
JP3   jumper 3 pins
J1
  Molex connecteur male 5pin, 2.5mm
J2   Molex connecteur male 4pin, 2.5mm
R1 22k Res. carbone, 10mm
R30 1k Potentiomètre S64W
R40 6k49 Res. carbone, 10mm
R44 4.7k Res. carbone, 10mm
R101-R103 1 Res. métal 1/2 W, 1%, 10mm
R105-R107 1 Res. métal 1/2 W, 1%, 10mm
X1
  Bornier 2 fils -- 5mm


Si vous avez l'intention de réaliser cette carte, il est impératif que vous ayez de l'expérience en électronique et des notions de dépannage de base.
Je n'assure aucun support technique, et les schémas sont livrés 'tel que', sans garantie d'aucune sorte. Leur emploi est réservé à votre usage personnel, à l'exclusion de toute activité commerciale.
La diffusion des documents est interdite, il faut revenir sur le site Otocoup pour le téléchargement de la dernière version.

Il ne faut jamais couper l'alimentation logique de la carte avant l'alimentation de puissance, cela ferait brûler le circuit de puissance.

DOSSIER de réalisation (Circuit imprimé, nomenclature)
L'image du typon est en 300 dpi, ce que vous devez paramétrer sur votre visualiseur pour imprimer à la bonne échelle.

Carte de commande

Afin de piloter des cartes de puissance telles celles présentées ci-avant (ou d'autres types de cartes) Franck Aguerre a conçu et réalisé une carte de commande relativement simple, présentée ci-après.

Schéma d'implantation
Typon

Réalisation, sans le générateur de tops ni les entrées de fins de course. Il serait préférable de monter un support pour le circuit (ce qui a été fait, voir les photos d'ensemble)

 

Comp Réf. Valeur Description, package
IC1 74LS541 Drivers de bus
IC2 NE555 Générateur de tops
IC3 7805 Régulateur de tension
IC4 7812 Régulateur de tension
R1 33 k Résistance 1/4W
R2 (4x)1k Résistance 1/4W
P1 1 M Trimmer 25 tours
C1 1µF Condensateur chimique radial 25-63V - pas 5mm
C2 (2x)10nF Condensateur polyester LCC milfeuil pas 5 mm
C3 470 pF Condensateur céramique pas 5mm
-   Connecteur DB25 male coudé à souder
Picots à souder pas 2.54 mm
-   Inter ou arrêt d'urgence, bornes 19 et 20 de IC1

Cette carte est très simple, en circuit simple face, mais l'essentiel y est :
Commande de 4 cartes des puissance avec isolation des signaux de commande, 3 entrées pour les fins de course, régulateur 12V et 5V.
Luxe suprême, il y a même un générateur de tops à 2kHz pour la commande d'une machine de coupe à fil chauffant (Avec le logiciel de Gilles Muller, ce générateur est utilisé pour régulariser les tops de sortie, qui tendent à être instables sous Windows)Si votre alimentation dépasse les 14V, il est préférable de monter devant le régulateur 5V, un régulateur 12V. Sinon, vous devez ponter la liaison sur le circuit imprimé. Attention, en dessous de 14V, le régulateur 12V ne pourra pas fonctionner.L'alimentation du ventilateur de refroidissement sera prise en aval du régulateur 12V. Attention à la tension du condensateur d'entrée, à adapter à votre alimentation... sinon, boum, et il parait que ca fait pas mal de bruit...Pour la machine Otocoup, il faut prévoir un arrêt d'urgence qui coupe les signaux sans couper la puissance, il est prévu sur le circuit deux broches qui doivent être reliées pour que le driver 74 LS 541 soit passant.L'arrêt d'urgence coupe le driver, et donc les signaux de commande, mais vous devez laisser, sur la machine Otocoup, les cartes de puissance alimentées, afin de maintenir le chariot en place. Sur une machine horizontale, l'arrêt d'urgence pourra sans risque couper l'alimentation de puissance des moteurs.Attention,dans tous les cas, l'arrêt d'urgence doit aussi arrêter la défonceuse.

Cette carte de commande est compatible avec le logiciel de découpe à fil chaud de Gilles Muller (le montage du timer NE555 est indispensable pour ce logiciel)

Le brochage de la prise DB25 :

Broche (pin) Fonction 'Fil chaud' Fonction 'Fraiseuse'
- pin 2 dir Y gauche dir X
- pin 3
step Y gauche step X
- pin 4 dir X gauche dir Y
- pin 5 step X gauche step Y
- pin 6 dir Y droit dir Z
- pin 7 step Y droit step Z
- pin 8 dir X droit  
- pin 9 step X droit  
- pin 10 sortie timer  
- pin 11   fin de course X
- pin 12   fin de course Y
- pin 13   fin de course Z

Et voici l'ensemble installé dans un ancien boitier d'alimentation PC.
Economique, ultra-compact, parfaitement blindé et très bien refroidi (avec le ventilateur d'origine de l'alimentation).
Les interrupteurs commandent la puissance de chaque carte (coupure de l'alimentation de puissance des moteurs PAP).