Projets:Perso:2013:Commande de charges inductives par Triac

Motivation

La motivation de ce projet est de réparer une scie sauteuse Metabo décédée prématurément il y a très longtemps. Cette machine comme beaucoup d'autre utilise un moteur universel raccordé au secteur (220 V 50 Hz monophasé) via un circuit de contrôle de phase avec un Triac.

On distingue sur cette photo différentes parties:

• le moteur universel avec ses charbons montés sur roulement à billes (il y une inductance en série de chaque coté, cf. les gaines thermorétractables sur les fils noir)
• un ventilateur pour le refroidissement
• un réducteur
• un excentrique pour l'oscillation (secondaire) avant-arrière de la lame
• un excentrique pour l'oscillation (principale) verticale de la lame

Cette machine a été instrumenté avec un capteur infrarouge de proximité (ON2152) placé sous la course de l'axe de la lame. On peut le voir sur la photo au dessus de l'axe. Ce capteur est constitué d'une diode infrarouge et d'un photo-transistor NPN. Le câblage est le suivant (la masse et VCC sont inversés par rapport au datasheet):

• le fil jaune à l'anode de la diode infrarouge,
• le fil rose au collecteur du photo-transistor,
• et le fil violet à la cathode de la diode infrarouge et à l'émetteur du photo-transistor.

Il faut donc câbler ce capteur de cette manière:

• le fil jaune à VCC via une résistance de l'ordre de 330 R,
• le fil rose au signal et à VCC via une résistance de l'ordre de 100 k,
• et le fil violet à la masse.

La forme du signal peut être amélioré avec un comparateur (LM393 par exemple).

Présentation du circuit d'origine

Le circuit d'origine est basé sur le circuit intégré U2008B (Low-Cost Phase-Control IC with Soft Start). La conception du circuit est dérivée d'un des schémas décrit dans le datasheet (cf. Figure 1-1. Block Diagram with Typical Circuit: Load Current Sensing). Le PCB est réalisé en technologie CMS.

#	Id	Pin1 +	Pin2	Pin3	Ref.	Label	Valeur 1	Valeur 2	Valeur 3
5	C1	16	9		C		4	7u	50V
11	C2	4	7		C		3	9n
12	C3	5	6		C		100n	275V
13	C4	4	9		C		10u	35V
20	C5	4	8		C		100n	173n
14	D1	12	9		BYG10M		0	57V
15	D2	9	14		D		0	7V
17	D3	16	4		D		?
19	D4	8	16		D		0	57V
6	P1	9	13		Pot		100k	35k
16	P2	14	15	17	Pot		25k
1	R1	1	4		R		0	1R
23	R10	17	18		2002		20k
3	R2	2	3		101		100R
4	R3	4	5		R		0R
7	R4	6	12		R		18k	3W
8	R5	6	10		R		590k
9	R6	11	13		274		270k
18	R7	4	16		224		220k
21	R8	4	15		6812		68	1k
22	R9	8	18		3482		34	8k
2	T1	1	2	19	BTB16 600 BW C	Triac	16A
24	T2	15	17	18	1Fs	BC847B NPN GP
10	U1				U2008B
	N	6
	Ph	4

U1	P1	Isense	1 (4=5)
	P2	Cphi	7
	P3	Control	8
	P4	GND	4
	P5	-Vs	9
	P6	Rphi	11
	P7	Vsync	10
	P8	Output	3

Le schéma du circuit est le suivant (sauf erreur): File:Shema-metabo.png

Jusqu'à présent je n'ai pas identifié la fonction de la partie ajoutée, ni identifié la panne.

L'utilisation de composants CMS rend difficile l'identification des composants tel que les diodes, dont certaines semble être des diodes Zeners.

Principe de fonctionnement du contrôle de phase

Pase Control @Wikipedia

Prototype du circuit du datasheet en traversant

Instrumentation et Sécurité

La sécurité des personnes sur ce type de projet est primordiale puisque le PCB est raccordé au secteur. Il y a donc un risque d'électrocution avec de grave conséquence. De plus il est impossible de mesurer une tension avec un oscilloscope sans utiliser l'équipement adéquat.

Une solution pour travailler sur un prototype serait d'utiliser une tension alternative qui ne présente pas de risque pour les personnes et le matériel. La charge inductive n'a aucunement besoin d'une tension aussi élevée que le 220 V.