Auteur Sujet: Est-il raisonnable de vouloir construire son propre pont en H ?  (Lu 1042 fois)

bobyAndCo

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Est-il raisonnable de vouloir construire son propre pont en H ?
« le: octobre 19, 2024, 07:38:39 am »
Bonjour à tous,

J’ouvre ce fil sans aucun préjugé quant à la réponse. De prime abord, on pourrait être tenté de penser que cela est stupide compte tenu des offres assez nombreuses sur le marché (LMD18200, L6203, L298x…) et plutôt économiques.

Mais quelques raisons peuvent nous pousser à aller dans le sens d’une solution totalement DIY ? L’envie de disposer d’une puissance plus importante, d’une solution totalement sur mesure et ergonomique avec une protection des sur intensités (et courts-circuits) gérée de manière autonome et fiable.

Et puis, pourquoi pas, la simple et légitime motivation intellectuelle de chercher à en savoir plus, de comprendre le fonds des choses et de faire soi-même qui sont aussi des composantes de notre cheminement à Locoduino

Cette réflexion a pour origine le besoin de réaliser un petit montage prototype pour piloter un moteur DC « classique » avec de la PWM. Fastoche me dis-je, quelques Mosfets qui trainent dans un tiroir, quelques diodes roues libres, un ou deux condensateurs, des leds témoins, un microcontrôleur et en moins d’une journée, le tout est bâché !

Mais que nenni ! Au fur et à mesure que j’avance, que je potache les « bon » sites sur le sujet, que je me frappe les datasheets avec lesquelles j’ai vraiment beaucoup de mal, je me rends compte que si l’on veut faire les choses dans les règles de l’art, ou tout au moins ne pas tout griller, c’est tout de même complexe et nécessite de prendre en compte de nombreux phénomènes induits par la commande de moteurs.

Alors, j’ai failli renoncer pour un composant « tout fait » mais c’était se priver de pénétrer un sujet qui finalement se révèle selon moi assez intéressant tant le nombre de problèmes à résoudre est important, souvent interconnectés. Je veux dire par là qu’une solution génère souvent un problème, etc… etc…

J’ai une bonne connaissance de base de l’électronique mais je ne maîtrise pas de nombreuses subtilités, et il y en a ici. Dont les réponses dépassent le cadre des moteurs et nous aident à mieux comprendre ce monde fascinant de l’électronique.

Alors j’ai eu envie de solliciter tous ceux qui maitrisent ces questions pour avoir leur opinion, leurs préconisations et sans doute même débattre de conceptions différentes pour résoudre un même problème.

Alors, pour ne pas élargir trop le sujet avec la question : Ca dépend ce que l’on veut en faire, disons qu’il s’agirait de construire une centrale DCC qui nécessite donc des commutations rapides, une tension de 18 volts mini avec des courants pouvant avoisiner 10 à 15 A pour peu que la protection en cas de sur tensions soit particulièrement efficace.

Alors, voilà une première question posée : Est-il raisonnable de vouloir construire son propre pont en H ?

Les réponses devant bien évidement être argumentées. Merci d’avance pour votre participation.

Christophe
« Modifié: octobre 19, 2024, 07:46:11 am par bobyAndCo »

Jean-Luc

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Re : Est-il raisonnable de vouloir construire son propre pont en H ?
« Réponse #1 le: novembre 12, 2024, 08:43:56 am »
Bonjour Christophe.

Je ne vois pas pourquoi ça ne serait pas raisonnable  :)

Tout d'abord il existe des circuits spécialisés pour piloter une grille de MOSFET, comme le MIC4422, qui assurent des temps de montée et de descente presque symétriques, ce qui simplifie la commande. Mieux, des circuits spécialisés pour la commande d'un demi-pont : https://www.ti.com/product/LM5106

Le point délicat est, lors d'une inversion de polarité en sortie, d'éviter le court circuit, ce qui est une affaire de délai.
Cordialement

bobyAndCo

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Re : Est-il raisonnable de vouloir construire son propre pont en H ?
« Réponse #2 le: novembre 13, 2024, 09:34:41 am »
Merci Jean-Luc pour cette réponse.

En effet, la parfaite synchronisation des commutations est certainement ce à quoi il faut attacher une grande attention. Comme tu le précises, il existe des drivers pour faire le job. Ajouté à cela un délai entre l'activation des branches haute et basse pour éviter un court-circuit ce qui n’est normalement pas très compliqué au travers d’un microcontrôleur.

Selon l’approche, je crois qu’il y a plusieurs réponses possibles à ma question. Tu en apportes une d’un point de vue technique.

Mais celle-ci a aussi un cout financier direct, la somme des composants et aussi en temps de mise au point. Il y a donc aussi une réponse en terme économique : cela est-il raisonnable alors qu’il existe des composants « tout faits » et assez bon marché dont l’efficacité est avérée ?

L’approche intellectuelle est aussi à prendre en compte. Il est en effet intéressant et gratifiant de réaliser cela soi-même. C’est l’ADN même de Locoduino. On sait que dans ce cas on a toutes les chances d’exploser le cout de revient avant d’arriver au résultat, mais qu’importe, ce n’est pas la question ici.

Enfin, aussi satisfaisantes soient-elles, les solutions du commerce ne sont pas toujours précisément adaptées à ce que l’on souhaite réaliser : Puissance hors du champ, fonctionnalités souhaitées comme la mise en CC pour un cutout DCC…

Il y a donc aussi des questions qui se posent valables pour tout ce qui touche à notre hobby comme « jusqu’où ne pas aller trop loin » ou « le mieux est l’ennemi du bien ».

Christophe




trimarco232

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Re : Est-il raisonnable de vouloir construire son propre pont en H ?
« Réponse #3 le: novembre 13, 2024, 02:06:45 pm »
Bonjour,
je ne répondrai pas à la question , juste quelques éléments :
- les microcontrôleurs les moins anciens comportent un générateur de dead-time pour la commande en sécurité des ponts en H ; quand c'est configuré (dans le setup) , le programme n'a plus à s'en occuper
- les 1/2 ponts en H discrets équipent la plupart des centrales du commerce : Marklin , Roco , Uhlenbrock* ... sur une que j'avais regardé + en détail (Roco , je crois) , le dead-time était généré tout simplement par une porte ou exclusif , dont 1 des 2 entrées est équipée d'une constante RC
- les mosfets de puissance utilisés sont très costauds , y en a qui ont doublé la puissance de leur Z21 en doublant (donc valeur divisée par 2) les résistances de shunt

* pour Uhlenbrock et les anciens Marklin , un pôle est au 0v , et l'autre utilise un 1/2 pont délivrant une tension tantôt positive , tantôt négative , par rapport au 0v ; avoir un pôle au 0v permet d'utiliser les systèmes 3 rails existant en toute sécurité . Quand sont apparus les ponts en H dans les ECOS (et d'autres avant , et les nouveaux Marklin après) , les 2 pôles peuvent se retrouver tour à tour au +18v , ce qui dans le cas de câblages mal maîtrisés , avait créé quelques fumigènes le long des réseaux ; suite à quoi on a introduit massivement les optocoupleurs dans les décodeurs stationnaires , même moi je m'y suis mis (du moins jlcpcb , pour mon compte) , alors que c'est inutile dans 99% des cas ...

bobyAndCo

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Re : Est-il raisonnable de vouloir construire son propre pont en H ?
« Réponse #4 le: novembre 14, 2024, 06:53:44 am »
Bonjour Marc et merci pour ces informations qui m'intéressent beaucoup.

Tu dis que les microcontrôleurs les moins anciens comportent un générateur de dead-time. Est-ce que tu peux préciser ou me dire où je pourrai trouver plus d'infos à ce sujet ?

Bien à toi

Christophe