Calculateurs et actionneurs — entrées, sorties et commande MLI

Un calculateur électronique lit des entrées de capteurs, les traite selon une stratégie de commande et pilote des actionneurs. L’étage de sortie peut être un pilote de relais, un pilote de solénoïde, un pont de moteur ou un interrupteur à semi-conducteur. La rétroaction de diagnostic permet au module de détecter un circuit ouvert, un court-circuit ou une absence de réponse mécanique.

Modulation de largeur d’impulsion

La MLI commute rapidement une sortie entre marche et arrêt. Le rapport entre le temps de conduction et la période est le rapport cyclique, et la charge répond à la puissance moyenne. C’est un moyen efficace de commander un solénoïde, un moteur ou une lampe, car le composant de sortie est la plupart du temps soit complètement passant, soit complètement bloqué.

V_moyenne = rapport_cyclique × V_alim

Tension moyenne d’une forme d’onde MLI ; le rapport cyclique est la fraction de temps de conduction entre 0 et 1.

Worked example

Tension moyenne en MLI

Problem. Une sortie de 12 V fonctionne avec un rapport cyclique de 40 %. Quelle est la tension moyenne ?

Solution. V_moyenne = 0,40 × 12 = 4,8 V. La tension instantanée reste de 12 V pendant la conduction.

Réponse commandée et réponse réelle

Un actionneur peut recevoir une commande valide et néanmoins échouer mécaniquement. Un moteur de papillon peut être commandé en mouvement alors que le volet est bloqué ; un solénoïde peut claquer sans que la valve change d’état. Comparer l’état commandé à un signal de position ou de rétroaction permet de distinguer un défaut de commande électrique d’un défaut mécanique.

Le calculateur lit des entrées, les traite et pilote des sorties.
L’étage de sortie doit correspondre au courant et au comportement inductif de l’actionneur.
La MLI contrôle la puissance moyenne en commutant rapidement.
La rétroaction permet au module de vérifier le résultat mécanique.
Une commande valide ne prouve pas un fonctionnement mécanique correct.

Lorsqu’un module signale un défaut de circuit d’actionneur, vérifiez l’alimentation, la masse et la charge avant de condamner le module. Le module est généralement le composant le moins probable de la chaîne.

Key points.

Le calculateur suit une boucle entrée-traitement-sortie.
V_moyenne = rapport cyclique × V_alim en MLI.
Les étages de sortie doivent convenir à l’actionneur.
Comparez la réponse commandée et la réponse réelle.

Practice

Worked example

Une sortie MLI de 5 V à 25 % de rapport cyclique a une moyenne de 0,25 × 5 = 1,25 V, tandis que sa valeur crête est de 5 V.