Etude et réalisation de l’interfaçage en temps réel des signaux de commande d’un onduleur triphasé avec un logiciel de simulation dynamique.

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ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI

………..

DEPARTEMENT DE GENIE ELECTRIQUE

Option : CONTROLE DE PROCESSUS INDUSTRIELS

MEMOIRE DE FIN DE FORMATION POUR L’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR DE CONCEPTION

THEME

Présenté et soutenu publiquement par : Juste Derrick BADA

Devant le jury composé de :

Mr MONTEIRO Léonard………...Président du jury Dr HOUNGAN K. Théophile ………Maître de mémoire Mr. AGBOKPANZO Richard………. Membre du jury Mr. AJANOHUN Nikita………..Membre du jury

Année Académique : 2009-2010 3^ème promotion

Etude et réalisation de l’interfaçage en temps réel des signaux de commande d’un onduleur

triphasé avec un logiciel de simulation

dynamique.

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Mémoire d’Ingénieur de conception. BADA Juste D. Page i

DEDICACES

 A Dieu le père Tout puissant pour tous ses bienfaits.

 A ma mère avec amour et reconnaissance.

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Mémoire d’Ingénieur de conception. BADA Juste D. Page ii

REMERCIEMENTS

Tout d’abord, j’exprime ma profonde gratitude à l’égard de tous mes professeurs de l’EPAC qui n’ont ménagé d’aucun effort pour toujours donner le meilleur d’eux-mêmes tout le long de cette formation.

Ensuite, J’adresse particulièrement mes sincères remerciements à l’endroit de mon encadreur: Docteur Théophile K. HOUNGAN.

Je me dois de remercier Docteur ADEDJOUMA Sèmiyou, Enseignant- Chercheur à l’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC), Directeur du Laboratoire d’Electrotechnique de Télécommunication et d’Informatique Appliquée (LETIA) au sein duquel j’ai effectué mon stage.

Je remercie M. Richard AGBOKPANZO, doctorant au LETIA, pour son soutien et ses divers conseils.

Je remercie M. Fréjus O. SANYA qui m’a énormément aidé sur le plan technique et pour la programmation en C du microcontrôleur utilisé.

Je remercie également M. Nikita AJANOHUN pour s’être rendu disponible en acceptant spontanément de m’aider malgré ses nombreuses occupations.

Merci à mes collègues étudiants du LETIA et à tous ceux qui, de près ou de loin, m’ont apporté toute leur contribution dans la réussite de ce travail.

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Mémoire d’Ingénieur de conception. BADA Juste D. Page iii

RESUME

Face à la nature de certains systèmes à étudier nécessitant en entrée des facteurs mal maîtrisés comme le vent dans le cas d’une éolienne ou l’énergie solaire dans le cas d’un panneau photovoltaïque, il est plus bénéfique lorsque possible, de simuler le système en temps réel. Ceci permet de choisir à volonté les valeurs d’entrées et d’observer directement les résultats : ce qui n’est pas possible dans le milieu naturel du système. En plus, la simulation ne renseigne pas autant sur le comportement d’un système comme si c’était une expérience directe sur le système lui-même. C’est alors qu’une technique liant la simulation temps réel et l’expérimentation directe sur machine a été mise au point : la simulation Hardware-in-the-loop (HIL).

Dans une simulation par la méthode HIL, on réalise le modèle mathématique d’une partie du système à simuler (la plus complexe ou celle qui pour une raison ou une autre n’est point disponible) que l’on implémente dans un logiciel de traitement en temps réel. L’ordinateur hôte du logiciel de simulation est alors connecté à la deuxième partie du système qui elle, est physique. Le présent projet intitulé « Etude et réalisation de l’interfaçage en temps réel des signaux de commande d’un onduleur triphasé avec un logiciel de simulation dynamique » vise d’une part à réaliser la carte de commande et d’autre part à mettre les signaux de commande générés à la disposition du logiciel de simulation LabVIEW, tout ceci par le biais d’une interface.

Mots clés: simulation Hardware in the loop (HIL), Système temps réel, logiciel, interface, LabVIEW.

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Mémoire d’Ingénieur de conception. BADA Juste D. Page iv

ABSTRACT

Given the nature of some systems to consider requiring the input of poorly controlled inputs like wind in the case of wind or solar energy in the case of a photovoltaic panel, it is more beneficial when possible, to simulate the real- time system. This allows you to choose at will the input values, and to directly observe the results, which is not possible in the natural system. In addition, the simulation does not tell much about the behavior of a system as if it was a direct experience on the system itself. Then a technique linking real-time simulation and experimentation on direct machine was developed:

Simulation Hardware-in-the-loop (HIL). In HIL simulation method, we realize the mathematical model of part of the system to simulate (the most complex part who for one reason or another is not available) that implements it in a word processor in real time. The host computer simulation software is then connected to the second part of the system that it is physical. This project addresses the second part of the system that realizes the control board to simulate a whole and provides simulation software through an interface. The interface is also taken into account by this project.

Keywords: simulation Hardware in the loop (HIL), real time system, software, interface

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Mémoire d’Ingénieur de conception. BADA Juste D. Page v

Table des matières :

Dédicace……….. i

Remerciements……… ii

Résumé………. iii

Abstract……….. iv

Table des matières………... v

Liste des abréviations……… viii

Liste des tableaux………. viii

Liste des figures……….. ix

Chapitre 1 : Introduction générale……… 1

Chapitre 2 : Etude des différents éléments du système ……….. 3

2.1. Présentation du dispositif réel ………. 3

2.2. Système pour réalisation HiL ……….. 5

2.2.1. Concept du Hardware in the Loop ………. 5

2.2.2. Pourquoi le HIL ?……….. 6

2.2.3. Présentation du schéma pour réalisation HiL ……… 7

2.3. L’onduleur et sa commande ……….. 8

2.3.1. L’onduleur de tension……….. 8

2.3.2. Les commandes d’un onduleur……….. 10

2.4. Le driver et la protection contre surintensité ………... 18

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Mémoire d’Ingénieur de conception. BADA Juste D. Page vi

2.4.1. Le driver ……….……..… 18

2.4.2. La protection contre surintensité ………. 18

2.5. Loi de commande du moteur ………. 19

2.5.1. Généralités sur la commande du moteur asynchrone……….. 19

2.5.2. La loi de commande V/f constant………... 20

2.6. Interface ………. 22

2.6.1. Les différents types d’interface………. 22

Chapitre 3 : Conception et réalisation………... 32

3.1. Travail à faire……… 32

3.2. Présentation de l’atmega168……….. 32

3.2.1. Assignation des broches de l’atmega168……… 33

3.2.2. Outils spécifiques de programmation de l’Atmega168………. 34

3.3. Organigramme de la MLI sinus triangle avec la loi V/f constant……….. 35 3.4. L’interface……….. 37

3.4.1. Géométrie du port imprimante……….. 37

3.4.2 Brochage et performances………. 38

3.4.3 Les registres de commande ……….. 41

3.4.4. Organigramme de fonctionnement de l’interface………. 43

3.5. Description de la commande rectangulaire………... 46

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Mémoire d’Ingénieur de conception. BADA Juste D. Page vii

3.6. Présentation de LabVIEW ……… 46

3.6.1. Qu’est ce que LabVIEW ?...……… 47

3.6.2. Comment fonctionne LabVIEW ?...……….. 47

3.6.3. La programmation graphique……….. 50

3.7. Acquisition des signaux présents sur le port imprimante par le logiciel LabVIEW……… 51 3.7.1. Ecriture sur le port imprimante par LabVIEW………..………. 56

3.7.2. Lecture du port imprimante par LabVIEW……… 61

3.8. Résultats obtenus……… 61

3.8.1. Visualisation des signaux de commande sur oscilloscope………. 61

3.8.2. Lecture du port imprimante après connexion de la carte………. 66

3.8.3. Visualisation des signaux de commande dans LabVIEW……… 71

3.8.4. Analyse des résultats………. 72

Conclusion générale……… 73

Références ………... 74

Annexes……… 77

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Mémoire d’Ingénieur de conception. BADA Juste D. Page viii

Liste des abréviations : µP : Microprocesseur µC : Microcontrôleur PC : Personal Computer

MLI : Modulation de largeur d’impulsion PWM: Pulse Width Modulation

USB: Universal Serial Bus LPT1: Line Print Terminal 1 LPT2: Line Print Terminal 2

Liste des tableaux:

Tableau 2.1 : Différentes formes de tensions de sortie en fonction des combinaisons possibles……….. ¹²

Tableau 3.1 : Description et attribution des signaux d’un port parallèle ….. ³⁹ Tableau 3.2 : Description des registres avec attribution des broches ……… ⁴² Tableau 3.3 : Description des adresses pour chaque port ……….. ⁴³

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Mémoire d’Ingénieur de conception. BADA Juste D. Page ix

Liste des figures :

Figure 2. 1 : Schéma du dispositif réel ………. ³

Figure 2.2 : Schéma pour réalisation HiL……….. ⁸

Figure 2.3 a): Structure d’un onduleur triphasé……… ⁹

Figure 2.3 b) : Définition des potentiels ... ⁹

Figure 2.4 : Représentation schématique de la méthode de MLI sinus- triangle pour un bras d’onduleur ………... ¹³

Figure 2.5 Commande MLI sinus triangle ………. ¹⁶

Figure 2.6 : Déplacement de la caractéristique couple-vitesse en fonction de la fréquence statorique……… ₂₁

Figure 2.7 : schéma de principe de la liaison RS232………... ²³

Figure 2.8 : L’interface parallèle 8255………... ²⁷

Figure 2.9 : Description des ports du 8255……….. ²⁸

Figure 2.10 : Communication entre le µP et le circuit d’interface……….. ²⁹

Figure 2.11 : Schéma d’écriture sur le connecteur……… ³⁰

Figure 2.12 : Schéma de lecture du port ………. ³¹

Figure 3.1 : Organigramme de la MLI sinus triangle avec la loi de commande V/f ………. 37 Figure 3.2 : Géométrie du port imprimante ………... ³⁸

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Mémoire d’Ingénieur de conception. BADA Juste D. Page x

Figure 3.3 : Organigramme de fonctionnement de l’interface ……….. ⁴⁵ Figure 3.4 : Les allures attendues des signaux de commande ……….. ⁴⁶ Figure 3.5 : Ecriture sur le port imprimante en utilisant la fonction

« VISA Write » de LabVIEW……… ₅₇ Figure 3.6 : Ecriture sur le port imprimante en utilisant la fonction « Out

Port » de LabVIEW……… 58 Figure 3.7 : Schéma de lecture du port imprimante en utilisant les lignes

d’état et de contrôle………. ₅₉

Figure 3.8 : Schéma de lecture du port imprimante en utilisant les lignes de données……….. ⁶⁰

Figure 3.9 : Schéma de câblage qui relie la carte de commande au port… ⁶⁶ Figure 3.10 : Capture de « LabVIEW_LPT.vi Block Diagram »……… ⁶⁹ Figure 3.11 : Capture de « LabVIEW_LPT.vi Front Panel* » lorsque la

carte de commande n’est pas connectée………. ₆₉ Figure 3.12 : Capture de « LabVIEW_LPT.vi Front Panel* » lorsque la

carte est connectée au port……… ₇₀

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Mémoire d’Ingénieur de conception. BADA Juste D. Page 1

CHAPITRE 1

Introduction générale

Les progrès de l’électronique de puissance et de l’électronique numérique permettent aujourd’hui d’élaborer la commande à vitesse variable [2]. Conjointement à ces avancées technologiques, la communauté scientifique a développée diverses approches de commande de modulation de largeurs d’impulsion pour maîtriser en temps de réel le flux et le couple des machines électriques. A titre d’exemple, nous citons la commande en MLI sinus- triangle, la commande vectorielle, la MLI sinus- triangle modifiée et la MLI par régulateur de courant à hystérésis.

De toutes les commandes précédemment citées, La MLI sinus- triangle est la plus classique et la plus utilisée vue la facilité de sa réalisation, aussi bien pour des contrôles analogiques que numériques [3]. Elle s’adapte à des applications de variation de vitesse de performance moyenne. Dans le cas de la mise en place d’un banc de travail articulé autour de la commande d’un variateur de vitesse d’un moteur à induction initié par le groupe de recherche de Commande Automatique des Machines Electriques (CAME) du Laboratoire d’Electrotechnique de Télécommunication et d’Informatique Appliquée (LETIA) de l’Ecole Polytechnique d’Abomey- Calavi (EPAC) de l’Université d’Abomey-Calavi (UAC), il nous a été demandé de faire l’étude et la réalisation de l’interfaçage en temps réel des signaux de commande d’un onduleur triphasé avec un logiciel de simulation dynamique. La commande qu’on nous demande de réaliser est la MLI sinus-triangle et le logiciel de simulation choisi est LabVIEW.

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Le présent travail tient lieu de notre sujet de mémoire et sera réalisé suivant trois axes. Dans un premier temps, on fera l’étude de tous les éléments intervenant dans le projet, puis on passera à l’étape de la conception, d’une part la conception de la commande et d’autre part celle de l’interface et on finira par la présentation des résultats obtenus.

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CHAPITRE 2

Etude des différents éléments du système

2.1. Présentation du dispositif réel

La figure 2.1 ci-dessous donne le schéma du dispositif réel

Figure 2.1 : Schéma du dispositif réel On y distingue les éléments suivants :

Le bloc 1 : il désigne l’alimentation en courant continu avec un filtre ; L’alimentation en courant continu est assurée par des panneaux photovoltaïques. Le filtre à utiliser est un filtre LC.

Le bloc 2 : Il est mis pour l’onduleur de tension. Il permet de faire .la variation de vitesse du moteur.

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Le bloc 3 : Il représente le moteur asynchrone. Il permet de faire la conversion de l’énergie électrique en énergie mécanique. Il sert à entraîner la pompe.

Le bloc 4 : Il est mis pour la pompe centrifuge. Il permet de faire la conversion de l’énergie cinétique en énergie potentielle.

Le bloc 5 représente le « driver » plus le temps mort. Il permet de créer un temps mort de sécurité entre les instants de commutation des interrupteurs d’un même bras de l’onduleur.

Le bloc 6 est la loi de commande. La commande à utiliser pour la variation de vitesse du moteur sera simple : loi V/F constant, avec la possibilité d’incrémenter ou de décrémenter la vitesse du moteur respectivement par action sur les entrées « Inc » et « Dec » prévus à cet effet. L’entrée M/A commande la marche et l’arrêt du convertisseur soit par un signal volontaire, soit par un signal de défaut fourni par un capteur (surintensité, échauffement excessif, etc.).

L’ensemble formé des blocs 1, 2, 3 et 4 représente la partie opérative du projet ; les blocs 5 et 6 représentent la partie commande.

Afin de tester l’efficacité de notre commande, il a été envisagé de simuler en temps réel le comportement de la partie opérative avec un logiciel de simulation dynamique. LabVIEW est le logiciel choisi à cet effet.

Cette manière de faire introduit le concept du « Hardware in the loop (HiL) ».

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2.2. Système pour réalisation HiL

2.2.1. Concept du Hardware in the Loop

Que ce soit dans la recherche ou en industrie, particulièrement dans l’industrie automobile, le contrôle ou le test des systèmes dynamiques est capital. Mais face à la nature de certains systèmes à étudier nécessitant en entrée des facteurs mal maîtrisés comme le vent dans le cas d’une éolienne ou l’énergie solaire dans le cas d’un panneau photovoltaïque, il est plus bénéfique lorsque possible, de simuler le système en temps réel. Ceci permet de choisir à volonté les valeurs d’entrées et d’observer directement les résultats, ce qui n’est pas possible dans le milieu naturel du système.

Dans certains cas comme l’expérimentation du fonctionnement d’un avion, il paraît très risqué de réaliser l’expérience directement sur l’avion car la moindre petite erreur coûterait des centaines de millions d’euro [4].

Mais la simulation ne renseigne pas autant sur le comportement d’un système comme si c’était une expérience directe sur le système lui-même.

C’est alors qu’une technique liant la simulation temps réel et l’expérimentation directe sur machine a été mise au point : la simulation Hardware-in-the-loop (HIL). Cette technique s’est révélée utile dans bien d’autres domaines comme l’éducation où elle permet de rapprocher davantage l’apprenant d’une expérience directe sur la machine.

« Hardware–in-the-Loop » simulation qui littéralement veut dire simulation avec partie matérielle incorporée dans la boucle, est une technique de test et/ou de contrôle à mi-chemin entre la simulation et l’expérimentation directe sur la machine. Elle consiste essentiellement en la connexion dans une boucle fermée d’une partie logicielle et d’une partie matérielle. Elle a été introduite au début des années 90 pour développer et tester des

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structures de contrôle des systèmes dynamiques et est strictement liée à la simulation temps réel. Les premières applications en ont été rapportées dans l’industrie automobile. Elle est une technique utilisée pour le développement et le test de systèmes embarqués "temps réel" complexes et permet de maîtriser les cas critiques en matière de sécurité dans des conditions extrêmes. Son but est d’envoyer des données vers un matériel physique afin de développer et tester en temps réel des systèmes. Dans une simulation par la méthode HIL, on réalise le modèle mathématique d’une partie du système à simuler (la plus complexe ou celle qui pour une raison ou une autre n’est point disponible) que l’on implémente dans un logiciel de traitement en temps réel. L’ordinateur hôte du logiciel de simulation est alors connecté à la deuxième partie du système qui elle, est physique.

Grâce au développement rapide des logiciels de traitement temps réel, l’évolution du HIL s’est faite à grande vitesse de sorte qu’aujourd’hui elle a un large domaine d’application à savoir l’industrie automobile, l’automatique, l’électronique, l’électrotechnique, les énergies renouvelables, l’éducation etc…

2.2.2. Pourquoi le HIL ?

La mise au point de cette technique fait suite aux problèmes comme ceux de test de contrôle sur les systèmes dynamiques. Dans l’industrie automobile par exemple, les tests de contrôle sur le comportement du moteur, du système de transmission ou encore sur les lois de commande-contrôle constituent une étape cruciale avant la sortie d’usine d’une voiture. Les problèmes rencontrés par les firmes japonaises TOYOTA et HONDA en 2009- 2010 et qui les a obligé à rappeler respectivement environ 2 millions et 600.000 voitures de par le monde montrent les difficultés existant au niveau

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de la chaîne de contrôle et de test sur les automobiles [5]. Dans le domaine de l’asservissement des systèmes, les tests de contrôle sont également d’une importance capitale puisque ce sont eux qui génèrent les valeurs nécessaires pour la commande. D’autre part la recherche dans les pays en voie de développement est freinée par le problème récurrent que constitue l’indisponibilité des matériels de travail souvent due à un manque de moyen des laboratoires. Le HIL permet de mener des recherches sans disposer de tout mais seulement du minimum. Par ailleurs depuis quelques années l’humanité fait face au réchauffement climatique et beaucoup d’études sont menées sur les énergies renouvelables. Mais l’un des problèmes qui se posent régulièrement pendant ces études est celui de l’indisponibilité permanente des fondamentaux de ces énergies à savoir le vent dans le cas d’une éolienne et le soleil dans le cas d’un panneau photovoltaïque. En effet l’on a besoin de pouvoir varier à volonté la vitesse du vent pour l’étude d’un système éolien or dans le cadre naturel de l’éolienne ceci n’est pas possible.

Lorsqu’en plus on ramène cette étude en laboratoire, le vent ne peut être créé et l’on est bien obligé d’en simuler la vitesse.

Mais une totale simulation d’un système ne saurait renseigner sur son comportement réel dans son milieu naturel. Le HARDWARE IN THE LOOP SIMULATION a donc été introduite pour apporter une solution à plusieurs problèmes dont ceux-ci-dessus cités.

2.2.3. Présentation du schéma pour réalisation HiL

La figure 1.2 ci-dessous donne le schéma pour réalisation HiL :

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Mémoire d’Ingénieur de conception. BADA Juste D. Page 8 Figure 2.2 : Schéma pour réalisation HiL

Les blocs 1, 2, 3 et 4 représentent la partie à modéliser pour simulation temps réel. Ces quatre blocs gardent les mêmes fonctions que précédemment.

Les fonctions des blocs 5 et 6 restent inchangées.

Le bloc 7 représente l’interface à réaliser. Ce bloc qui s’ajoute est nécessaire pour mettre les signaux générés par la carte de commande à la disposition du logiciel de simulation dynamique par le biais d’un port PC.

Les blocs 5, 6 et 7 représentent la partie du projet que nous avons en charge dans le cadre de ce mémoire.

2.3. L’onduleur et sa commande

2.3.1. L’onduleur de tension

Un onduleur est un dispositif de l’Electronique de puissance permettant de délivrer des tensions et courants alternatifs à partir d’une source d’énergie électrique continue [6]. Les onduleurs ont des structures en pont constituées le plus souvent d’interrupteurs électroniques tels que les IGBT, des

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transistors de puissance. Par un jeu de commutations commandées de manière appropriée (généralement une modulation de largeurs d’impulsion), on module la source afin d’obtenir un signal alternatif de fréquence désirée.

 Configuration de l’onduleur

La configuration générale de la partie puissance est représentée sur la figure ci-dessous :

Figure 2.3 a): Structure d’un onduleur triphasé d’après [6]

Figure 2.3 b) Définition des potentiels d’après [6]

a c b

3 M Alimentation

CC

S1

S1’

S2

S2’ S 3’

S2 +

-

A

B

n

S1 S2

S1’

S3

S2’ S3’

a b c

Vno

Vao

Van A

B O

Vbn Vcn

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L’association transistor plus diode de roue libre constitue un interrupteur.

Chaque paire d’interrupteurs , , } (avec ) constitue un bras de l’onduleur ou une cellule de commutation.

On peut faire l’analyse en considérant une alimentation à deux niveaux A et B de potentiel et . On peut aussi considérer une alimentation fractionnée en deux niveaux de potentiel pour A et pour B, par rapport à un point milieu fictif de potentiel nul comme l’indique la figure 2.3 b).

C’est cette dernière approche qui est utilisé ici.

2.3.2. Les commandes d’un onduleur

2.3.2.1. Commande en onde entière

Si on considère la cellule de commutation on a :

On définit les fonctions de modulation telles que :

(2.1) Les trois fonctions de modulation permettent d’imposer les tensions de sortie :

(2.2) Sachant que pour un système triphasé équilibré on a :

(2.3) On déduit :

(22)

(2.4)

On calcule ensuite les tensions phase/neutre de même que les tensions phase/phase :

(2.5)

(2.6)

Le tableau 2.1 donne toutes les tensions de sortie en fonction des combinaisons de , et ; on a indiqué les signes des fonctions de modulation sans la valeur absolue (qui est ½).

La table comporte six combinaisons pour lesquelles les tensions phase/neutre sont non nulles et deux combinaisons pour lesquelles elles sont nulles. Pour mettre en œuvre la commande rectangulaire, on utilise les six combinaisons donnant les tensions non nulles. La séquence de commande de six interrupteurs est périodique. Chaque bras d’onduleur conduit de façon complémentaire pendant une période (soit 180° pour chaque demi-bras). Les instants de conduction entre les trois bras sont respectivement déphasés de 120°.

(23)

Tableau 2.1 : Différentes formes de tensions de sortie en fonction des combinaisons possibles

- - - 0 0 0 0 0 0

+ - - 1 1 0

+ + - 0 1 1

- + - -1 0 1

- + + -1 -1 0

- - + 0 -1 -1

+ - + 1 0 -1

+ + + 0 0 0 0 0 0 0

Pour faire varier l’amplitude du fondamental de la tension de sortie, on utilise, pour la commande de l’onduleur, une technique de modulation de largeurs d’impulsion (MLI).

2.3.2.2. Commande en MLI sinus triangle a) Principe de la MLI sinus triangle

On présentera la méthode pour le bras d’onduleur de la phase a. C’est la même chose au déphasage près pour les phases b et c.

(24)

Le signal est l’onde de référence (encore appelée modulante); c’est un signal sinusoïdal réglable en amplitude et en fréquence. La tension fondamentale de la sortie est directement proportionnelle au signal

: la fréquence de est égale à la fréquence de .

Le signal auxiliaire est une onde porteuse pour la modulation : c’est un signal triangulaire de fréquence nettement supérieure à . Sa valeur crête _ê doit être telle que : _ê. L’amplitude _êet la fréquence sont constantes.

La figure suivante décrit le principe de fonctionnement de la MLI sinus- triangle.

Figure 2.4: Représentation schématique de la méthode de MLI sinus-triangle pour un bras d’onduleur d’après [7].

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La tension (fictive) de branche que devrait fournir une commande 180°

est hachée en de petits créneaux de largeurs variables. On peut montrer que, à condition que soit nettement supérieure à , la valeur moyenne de la tension sur une période de l’onde auxiliaire varie suivant la même loi que la tension de référence, c’est-à-dire sinusoïdalement.

b) Caractéristiques de la MLI sinus triangle Les paramètres essentiels d’un onduleur MLI sont :

 La fréquence de modulation : c’est la fréquence ; si est un multiple entier de , la modulation est dite synchrone, sinon elle est dite asynchrone.

 Le rapport de modulation (ou indice de modulation) :

(2.7) Il doit être supérieur ou égal à 6. Dans la pratique, on préconise ; l’effet de la modulation dépend de .

 Le coefficient de réglage en tension :

_ê _ê (2.8) Le développement en série de Fourier de l’onde de sortie d’un onduleur MLI sinus-triangle n’est pas aisé à calculer. Le rang des harmoniques présents dans la décomposition dépend de la parité de .

 Le calcul des coefficients du développement en série de la tension de sortie des différents angles (avec qui déterminent les instants de commutation ; de ce fait ce calcul est compliqué et ne peut se faire sans ordinateur.

On retiendra pour l’essentiel les points suivants :

(26)

 La modulation synchrone est celle qui permet d’avoir une tension de branche vraiment périodique dont la période est .

 La tension fondamentale de la tension de sortie, à condition que , est pratiquement proportionnelle à la tension de référence et sa valeur efficace est donnée par :

ê

ê (2.9) Pour la valeur maximale de égale à 1, on constate que la valeur obtenue est inférieure à celle donnée pour la commande 180°. Le rapport des deux cas donne :

(2.10) On dit que la commande MLI produit un « déchet de tension » de 21,46% ; cette commande profite donc mal de la source CC comparativement à la commande 180°.

 La MLI ne réduit pas le taux d’harmoniques (ce dernier étant indépendant de ), mais elle repousse vers les fréquences plus élevées les harmoniques gênants, c’est-à-dire les premiers harmoniques, ce qui facilite le filtrage. Pour une valeur de donnée, le spectre est modifié par la variation de : l’augmentation de diminue certains harmoniques, mais fait apparaître d’autres harmoniques par « famille » liées à la valeur de :

- Famille - Famille - Famille

 L’augmentation de décale les harmoniques vers les fréquences élevées et « clarifie » le spectre.

(27)

c) Mise en œuvre de la MLI sinus triangle

On peut mettre en œuvre la commande MLI soit en utilisant des composants programmables (DSP et microcontrôleurs) disposant de la fonction MLI, soit en réalisant soi- même sa commande à partir de composants discrets.

Dans tous les cas de mise en œuvre, le bloc de protection peut avoir plusieurs fonctions, mais sa fonction minimale est de créer un temps mort de sécurité (ou temps de garde) entre les instants de commutation des interrupteurs d’un même bras. Le schéma de mise en œuvre est donné à la figure ci-dessous :

Figure 2.5 : commande MLI sinus triangle d’après [8]

Les méthodes de réalisation privilégiée sont les méthodes numériques programmables qui dépendent du mode d’échantillonnage des signaux ; trois techniques sont souvent utilisées : les échantillonnages naturels, et réguliers symétriques et réguliers asymétriques.

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2.3.2.3. MLI numérique par échantillonnage naturel

Le signal triangulaire est produit par un temporisateur et est comparé à la référence qui est échantillonnée à un taux élevé par rapport à la fréquence de l’onde triangulaire. Cette méthode bien que simple à implanter, est peu avantageuse parce qu’elle est contraignante en temps de calcul pour le processeur de commande.

2.3.2.4. MLI numérique par échantillonnage régulier symétrique

Les références sinusoïdales sont échantillonnées à la fréquence de l’onde auxiliaire (en réalité fictive) à chacun de ses sommets de même polarité.

Les temps d’enclenchement et de déclenchement pour chaque bras d’onduleur sont respectivement donnés par les expressions d’après [9] :

^ê

ê (2.11)

^ê

ê (2.12) Avec :

ê et : amplitude crête et la pulsation de la référence sinusoïdale ;

_ê et : amplitude crête et période de la porteuse triangulaire ;

est l’instant discret avec comme intervalle de temps la période ; l’instant correspond à un sommet de l’onde auxiliaire ; respectivement pour les phases a, b et c.

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2.3.2.5. MLI numérique par échantillonnage régulier asymétrique

Les références sont échantillonnées au double de la fréquence du signal auxiliaire fictif à des instants coïncidant avec tous ses sommets. Les temps d’enclenchement et de déclenchement pour chaque bras d’onduleur sont respectivement donnés par les expressions suivantes d’après [9]:

^ê

ê (2.13)

^ê

ê (2.14) Comparativement à la méthode précédente, cette méthode est meilleure parce qu’elle produit moins de distorsions harmoniques sur le courant de charge. En contrepartie, elle est plus contraignante en temps de calcul.

Nous avons fait le choix de la MLI numérique par échantillonnage régulier symétrique.

2.4. Le driver et la protection contre surintensité 2.4.1. Le driver

Il s’agit ici de programmer par le biais de notre microcontrôleur, les temps d’enclenchement et de déclenchement pour chaque bras d’onduleur respectivement donnés par les expressions suivantes : et des équations (2.11) et (2.12). Ce faisant, on aurait réussi à mettre en œuvre notre driver.

2.4.2. La protection contre surintensité

Il est possible qu’au cours de son fonctionnement que le moteur soit soumis à des valeurs inhabituelles du courant dans une de ces phases. Ceci pourrait être dû à diverses causes. Ce qui est prévu ici c’est de contrôler le courant

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dans une seule phase. Nous prévoyons pour ce faire, une entrée pour notre carte de commande et une valeur seuil que le courant ne doit pas dépasser.

La protection prévue est numérique ; en ce sens que lorsque le courant lu dans la phase est inférieur ou égal au courant de seuil fixé, le modèle de simulation renvoie un signal à l’interface parallèle; ce signal revient à la carte de commande à travers une entrée qui reste au niveau bas (valeur 0) : dans ce cas la transmission se poursuit. Lorsque le courant de phase lu dépasse le courant de seuil fixé, le modèle de simulation renvoie un signal à l’interface ; ce signal revient à la carte de commande à travers la même entrée qui passe du niveau bas (valeur 0) au niveau haut (valeur 1) : dans ce cas la transmission est interrompue et ne recommence que sur ordre de l’utilisateur par appui sur le bouton poussoir Marche (M) prévu dans ce cadre.

2.5. Loi de commande du moteur

2.5.1. Généralités sur la commande du moteur asynchrone

La commande des machines à tensions alternatives par un onduleur de tension fait généralement appel à des techniques de modulation de largeur d'impulsions pour commander les commutateurs de puissance. Si la commande en commutation des transistors de puissance minimise les pertes en commutation, elle altère au contraire de façon importante les tensions appliquées au moteur électrique [10]. Les techniques de modulation de largeur d’impulsions sont multiples ; le choix d’une d’entre elles dépend du type de commande que l’on applique à la machine, de la fréquence de modulation de l’onduleur et des contraintes harmoniques fixées par l’utilisateur. La modulation peut être faite par diverses approches, classiquement par comparaison des références à une fonction triangulaire ou à l'aide d'un calcul en temps réel satisfaisant un critère. Le contrôle de

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vitesse le plus simple, dit en « V sur f » permet de faire varier la vitesse de la machine sur une large plage. C’est le contrôle scalaire. Les équations de la machine qui permettent de calculer le couple et de prévoir les points de fonctionnement sont basés sur le modèle ‘régime permanent’ de la machine.

Il existe un schéma de contrôle basé sur le modèle transitoire et dynamique de la machine qui est le contrôle vectoriel de la machine. Ce type de contrôle permet d’avoir une dynamique de réponse plus rapide et une meilleure précision du contrôle du couple. Il est cependant plus difficile à implanter puisqu’il requiert plus de puissance de calcul de la part de l’organe de commande (microcontrôleur, Digital Signal Processor(DSP)) du variateur.

2.5.2. La loi de commande V/f constant

Plusieurs types de commandes scalaires existent selon que l’on agit sur le courant ou sur la tension. Elles dépendent surtout de la typologie de l’actionneur utilisé (onduleur de tension ou de courant). L’onduleur de tension étant le plus utilisé en petite et moyenne puissance, c’est la commande en qui est la plus utilisée [11].

 Contrôle en V/f de la machine asynchrone

Son principe est de maintenir ce qui signifie de garder le flux constant. Le contrôle du couple se fait par action sur le glissement en effet, d’après le modèle obtenu en régime permanent, le couple maximum d’après [12] s’écrit :

. (2.15)

On voit bien que le couple est directement proportionnel au carré du rapport de la tension sur la fréquence statorique. En maintenant ce rapport constant

(32)

et en jouant sur la fréquence statorique, on déplace la courbe du couple électromagnétique (en régime quasi-statique) de la machine asynchrone comme l’indique la figure 2.6.

Figure2.6 : Déplacement de la caractéristique couple-vitesse en fonction de la fréquence statorique d’après [12].

En fait, garder le rapport constant revient à garder le flux constant. Quand la tension atteint sa valeur maximale, on commence à décroître le rapport ce qui provoque une diminution du couple que peut produire la machine [13].

On est en régime de «défluxage» ; ce régime permet de dépasser la vitesse nominale de la machine : on l’appelle aussi régime de survitesse partie

de la figure 2.6.

 Les limites de la loi V/f constante

La loi V/f constant est une approximation qui n’est valable que dans le cas où la tension appliquée est très élevée par rapport à la chute de tension dans la résistance statorique.

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2.6. Interface

Une interface définit la frontière de communication entre deux entités, comme des éléments de logiciel, des composants de matériel informatique, ou un utilisateur [14]. Une interface E/S (Entrées/Sorties) est le moyen pour le microprocesseur de communiquer avec le monde externe (Périphériques).

2.6.1. Les différents types d’interface

Les recherches effectuées dans le cadre de la mise en place de notre interface ont montré que plusieurs solutions sont envisageables. Nous présenterons ici les interfaces série et l’interface parallèle. Nous parlerons brièvement des interfaces série et nous mettrons un accent sur l’interface parallèle parce qu’elle répond le mieux à notre interface ceci, en raison du nombre de sortie de notre carte de commande au nombre de 6 signaux qu’on désire transmettre simultanément au logiciel de simulation.

2.6.1.1. Interfaces série

 Série RS232

Une liaison série est une ligne où les bits d'information (1 ou 0) arrivent successivement, soit à intervalles réguliers (transmission synchrone), soit à des intervalles aléatoires, en groupe (transmission asynchrone) La liaison RS232 est une liaison série asynchrone [15].

(34)

Principe

Figure 2.8 : schéma de principe d’après *15+

L'octet à transmettre est envoyé bit par bit (poids faible en premier) par l'émetteur sur la ligne Tx, vers le récepteur (ligne Rx) qui le reconstitue La vitesse de transmission de l'émetteur doit être identique à la vitesse d'acquisition du récepteur. Ces vitesses sont exprimées en BAUDS (1 baud correspond à 1 bit / seconde). Il existe différentes vitesses de transmission.

On peut en citer quelques unes à savoir : 9600, 4800, 2400, 1200 bauds.

La communication peut se faire dans les deux sens (duplex), soit émission d'abord, puis réception ensuite (half-duplex), soit émission et réception simultanées (full-duplex).

 Le bus USB

Le bus USB est, comme son nom l’indique, basé sur une architecture de type série. Il s’agit toutefois d’une interface entrée-sortie beaucoup plus rapide que les ports série standard [15]. L’architecture qui a été retenue pour ce type de port est en série pour deux raisons principales :

 L’architecture série permet d’utiliser une cadence d’horloge beaucoup plus élevée qu’une interface parallèle, car celle-ci ne supporte pas de fréquences trop élevées (dans une architecture à haut débit, les bits circulant sur chaque fil arrivent avec des décalages, provoquant des erreurs).

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 Les câbles série coûtent beaucoup moins chers que les câbles parallèles.

L'USB 1.0 comprend 2 vitesses :

 Mode vitesse rapide de 12Mbits/s.

 Mode vitesse lente de 1,5Mbits/s.

Avec l'USB 2.0 la vitesse de transmission va jusqu’à 480Mbits/s.

L’USB utilise 4 fils isolés dont 2 sont l'alimentation (+5V et GND). Les 2 restants forment une paire torsadée qui véhicule les signaux de données différentielles.

2.6.1.2. Interface parallèle

a) Généralités sur l’interface parallèle

La première interface parallèle a été définie par IBM (International Business Machine) et était destinée à connecter une imprimante ou un affichage monochrome [16]. Elle est maintenant aussi utilisée dans certains montages simples se branchant sur un PC, et dans sa version la plus évoluée (ECP ou EPP), pour brancher des périphériques plus évolués, comme des scanner. Il se présente sous la forme d’un connecteur DB25 femelle et a été conçue plus spécialement pour pouvoir relier une imprimante au PC (de nos jours les imprimantes utilisent le port USB). D’ailleurs, il n’est pas difficile de s’apercevoir que la plupart des caractéristiques des pattes d’un connecteur de cette interface ont une fonction en relation étroite avec ce type de périphérique. Le port parallèle a subi plusieurs améliorations aux cours des évolutions et des besoins croissants des PC.

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 Mode SPP

Mode de base, le mode SPP (Standard Parallel Port) est le protocole de base permettant l’envoi de données vers une imprimante. Il peut être appelé dans ce cas « Printer Mode » ou « unidirectional mode » ou encore « Centronics » (nom également attribué au cordon reliant le PC aux imprimantes). Depuis, le SPP est devenu capable d’envoyer et de recevoir. Il peut donc être bidirectionnel. On le retrouve alors sous des appellations « Bidirectional mode » ou simplement « SPP ». C’est le protocole le plus simple, mais la vitesse de transmission maximale que l’on peut espérer obtenir avec le mode SPP est de l’ordre de 150 ko/s [16].

 Mode EPP

En 1991, les firmes Xircom, Zenith et Intel ont développé un port plus rapide appelé EPP (Enhanced Parallel Port). Il permet d’atteindre un débit théorique de 2 Mo/s, soit un débit environ treize fois supérieur au SPP. Si ce débit reste inférieur à celui des bus ISA (8 Mo/s) [16], il permet néanmoins l’échange de données avec des périphériques tels que les lecteurs de CD-ROM ou les disques durs. Le protocole EPP est lui explicitement bidirectionnel. Il constitue un vrai protocole de communication bidirectionnel alors que SPP reste un protocole «bricolé » lorsqu’il est bidirectionnel.

 Mode ECP

Le plus récent de ces modes est l’ECP (Extended Capacity Port). Il a été conçu par Hewlett Packard et Microsoft [16]. Il dérive fortement d’ailleurs du mode EPP et en possède les mêmes caractéristiques avec toutefois des fonctionnalités supplémentaires, comme la gestion des périphériques « Plug and Play », l’identification de périphériques auprès de la machine dès le

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début du boot, le support du DMA (Direct Memory Access). Ainsi, il est possible d’envoyer ou de recevoir des données sans avoir besoin du processeur. Ceci est utile avec des périphériques comme des scanners et des imprimantes où une grande partie des données est constituée de longues chaînes répétitives. Il utilise aussi un « buffer » de type FIFO pour envoyer et recevoir des données. Ce mode est explicitement unidirectionnel. Enfin, l’adressage des périphériques se fait par un numéro de canal. Par exemple, un fax muni d’une liaison parallèle peut être utilisé comme scanner, modem/fax et imprimante, chaque fonction pouvant être adressée séparément. Ce système d’adressage ne permet pas d’utiliser des périphériques différents. On est limité à l’utilisation d’un périphérique multifonctions, chaque fonction ayant une adresse.

Nous choisissons d’utiliser le mode EPP parce qu’il est le seul des trois modes présentés qui soit explicitement bidirectionnel.

Notre ordinateur de travail est équipé d’un processeur Intel par suite, l’usage du port imprimante nécessite la présentation de l’interface parallèle 8255.

b) L’interface parallèle 8255

L’interface E/S parallèle « 8255 » est un circuit d’Intel contenant 4 registres [17].

Les 4 registres sont répartis tels que :

• 3 registres (ports) d’E/S de 8 bits:

Port A (PA7 …PA0).

Port B (PB7 …PB0).

Port C divisé en deux parties :

(38)

Port C supérieur de 4 bits (PC7 …PC4) Port C inférieur de 4 bits (PC3 ...PC0)

• Un registre de contrôle qui permet de configurer le mode de fonctionnement (Entrée ou Sortie) de chacun des ports (PA, PB, PC inférieur et PC supérieur).

Figure 2.9: L’interface parallèle 8255

Ces 4 registres occupent 4 adresses dans l’ordre croissant suivant:

• Port A: Adresse de base.

• Port B: Adresse de base + 1.

• Port C : Adresse de base + 2.

• Registre de contrôle: Adresse de base + 3.

Les différents bits du registre de contrôle permettent d’activer le circuit 8255 et de déterminer la configuration des ports A, B, C supérieur et C inférieur (Entrée ou Sortie).

(39)

Mémoire d’Ingénieur de conception. BADA Juste D. Page 28 Figure 2.10: Description des ports du 8255 d’après [17]

c) La programmation des interfaces d’entrées- sorties

Par rapport à un microprocesseur, une interface E/S est un circuit considéré comme une mémoire dont le contenu peut être lu (READ) et modifié (WRITE). Il possède :

• N lignes d’adresses (N=2 pour le circuit 8255)

• M lignes de données (M=8 pour le circuit 8255)

• registres (mots de M bits, avec M=8 généralement)).

• un espace de adresses: 0... (4 adresses pour le circuit 8255)

La figure ci-dessous présente la communication entre le microprocesseur et le circuit d’interface E/S.

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Mémoire d’Ingénieur de conception. BADA Juste D. Page 29 Figure 2.13 : Schéma de communication entre le microprocesseur et le circuit d’interface d’après [18]

 Pour l’accès en écriture à un registre d’E/S, on utilise l’instruction:

outport (adresse_registre, donnée) en langage c.

Un registre de l’interface d’E/S peut être utilisé en sortie pour une communication du microprocesseur vers l’extérieur.

La valeur de chacun des bits de la donnée écrite dans le registre est transformée:

• en un niveau de tension (V = 5V) au niveau de la broche correspondante du connecteur si la valeur du bit du registre est égale à 1.

• en un niveau de tension (V = 0V) au niveau de la broche correspondante du connecteur si la valeur du bit du registre est égale à 0.

La figure ci-dessous illustre le schéma d’écriture sur le connecteur.

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Figure 2.14 : Schéma d’écriture sur le connecteur d’après [18].

 Pour l’accès en Lecture à un registre d’E/S, on utilise l’instruction:

Nom_var = inport (adresse_registre) en langage c.

Nom_var étant une variable de type byte (8 bits) non signée qu’on déclare avant l’instruction inport.

Un registre de l’interface d’E/S peut être utilisé en entrée (communication de l’extérieur vers le microprocesseur).

L’application d’un niveau de tension quelconque sur les broches du connecteur se traduit par :

 Apparition d’un ‘0’ au niveau du bit du registre si on applique à la broche correspondante du port une tension de 0 V.

 Apparition d’un ‘1’ au niveau du bit du registre si on applique à la broche correspondante du port une tension de +5 V.

(42)

La figure ci-dessous illustre le schéma de lecture du connecteur.

Figure 2.15: Schéma de lecture du port d’après [18]

(43)

CHAPITRE 3

Conception et réalisation

3.1. Travail à faire

Le travail à faire est le suivant :

 La réalisation de la carte de commande de l’onduleur avec un microcontrôleur. On désire implanter la MLI sinus- triangle pour une période : et un temps mort de sécurité : . On utilisera la loi simple V/f constant.

 La réalisation de l’interface entre la carte de commande et le logiciel LabVIEW. Celle-ci doit intégrer la valeur du courant de ligne ou de phase fournie en sortie du logiciel de simulation et qui est destinée à la protection contre les surintensités.

L’ATmega168 est le microcontrôleur que nous avons à notre disposition.

3.2. Présentation de l’ATmega168

L’ATmega168 est un microcontrôleur à 8bits de la famille AVR d’ATMEL, technologie CMOS qui est basé sur l’architecture RISC. En exécutant 131 instructions dans un cycle d’horloge simple, l’ATmega168 réalise des opérations s’approchant de 1MIPS (1Mega Instructions la seconde) par MHz.

Il permet de réaliser des systèmes à faible consommation électrique et simples au niveau électronique. Il dispose d’une horloge interne pouvant atteindre les 20MHz et peut aussi être cadencé avec un quartz en externe. Il possède un emplacement mémoire flash de 16KB avec possibilité de verrouillage, 512 Bytes de mémoire EEPROM, 1KB de mémoire SRAM [1].

(44)

Ses caractéristiques électriques [1] sont les suivantes:

- température ambiante : - 40°C à 85°C, Vcc = 2.7 à 5.5V;

- valeurs à ne pas dépasser :

 Tension : 0.5V à Vcc + 0.5V

 Courant : 30mA au maximum par broche.

3.2.1. Assignation des broches de l’ATmega168

L’ATmega168 dispose de 28 broches d’entrées/sorties réparties en 4 blocs, à savoir les PortB, PortC et PortD puis l’alimentation Vcc, GND, AVcc et Vref (Cf. Annexe 1).

En nous basant sur la fiche technique de l’Atmega168 nous avons utilisé ses broches de la manière suivante:

 Entrée du microcontrôleur

On a besoin de deux entrées pour notre carte de commande : l’une d’elles permet la remise à zéro du système et l’autre commande la marche et l’arrêt (M/A) du système.

- L’entrée de remise à zéro du système est reliée à la broche 6 du port C du microcontrôleur.

- L’entrée de commande M/A est reliée à l’une des broches numériques du microcontrôleur.

 Sortie du microcontrôleur

La commande de l’onduleur nécessite 6 signaux de commutation sur les grilles du transistor.

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- Les 6 signaux MLI utilisent respectivement les broches 1, 2, 3 du port B et les broches 3, 5 et 6 du port D du microcontrôleur; il s’agit respectivement des broches 15, 16, 17, 5, 11, 12 de l’ATmega168.

- Les lignes MOSI, Vcc, GND, Reset, SCK et MISO représentent les lignes de programmation du microcontrôleur. Il s’agit respectivement des broches 17, 7, 8, 1, 19, 18 du microcontrôleur.

3.2.2. Outils spécifiques de programmation de l’ATmega168

Les microcontrôleurs AVR ont l’avantage de disposer de plusieurs compilateurs qui permettent de les programmer dont les plus usuels sont ceux qui permettent de les programmer en C, qui est plus facile. Comme compilateurs C des microcontrôleurs ATMEL, on peut citer : Imagecraft, AVR- GCC et AVR- Studio.

Les outils nécessaires dans la programmation du microcontrôleur, concernent notamment la communication parallèle, la gestion simultanée des broches, la génération de signaux carrés, etc. .

 La gestion des broches: Chaque broche appartient à un port donné et trois registres s’occupent de la gestion des entrées/sorties.

DDRx: indique les broches considérées comme des entrées et celles considérées comme des sorties sur le port x. Si un bit est à 1, il est considéré comme sortie. S’il est à 0, il est considéré comme entrée.

PORTx: définit la valeur de sortie de chaque bit sur le port x. Si un bit est à 1, il sort +Vcc et s’il est à 0, il sort GND.

PINx: définit le niveau logique de chaque bit du port x. Si un bit est à 1, il reçoit +Vcc et s’il est à 0, il reçoit GND.

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 La conversion analogique- numérique [1]: On choisit la tension de référence, la fréquence de conversion, la ou les voies à convertir et le déclencheur de conversion. Les registres utilisés sont ADMUX, ADSR, ADCH, ADCL.

 La génération de signaux carrés de fréquence variable: Elle est gérée par l’utilisation d’un PWM associé à un timer / counter du microcontrôleur.

3.3. Organigramme de la MLI sinus triangle avec la loi V/f constant

La mise en œuvre de l’organigramme de la MLI sinus triangle avec la loi V/f constant nous impose de fixer certains paramètres tels que:

 L’amplitude de la porteuse .

 La fréquence de la porteuse .

 La fréquence de la modulante .

 La constante égale à .

 Le temps mort de sécurité .

 On calculera l’amplitude de la modulante égale à : . La prise en compte du temps mort de sécurité nécessite d’utiliser un temporisateur qui est lancé juste à la suite du résultat de la comparaison entre l’amplitude de la modulante et celle de la porteuse.

, désigne l’interrupteur du haut du bras de l’onduleur.

, désigne l’interrupteur du bas du bras de l’onduleur.

(47)

La figure ci-dessous présente l’organigramme de la MLI sinus triangle avec la loi de commande V/f constant :

Vm > Vp

Oui Non

 Bloquer S’i

 Lancer temporisation T

>

Rendre Si passant.

Non Oui

 Bloquer Si

 Lancer temporisation T

>

Rendre S’i passant.

passant.

Non

Oui

 L’amplitude de la porteuse est : .

 La fréquence de la porteuse est : .

 La fréquence de la modulante est Fm.

 La constance V/f est : k

 L’amplitude de la modulante est donc : Vm.= Fm*k

 Le temps mort de sécurité est : Début

2

1

(48)

Figure 3.1 :Organigramme de la MLI sinus triangle avec la loi de commande V/f constant 3.4. L’interface

Le nombre de sorties de la carte de commande étant égal à 6, alors l’interface à réaliser se fera par le port imprimante parce que des trois ports présentés, seul ce port permet d’envoyer simultanément jusqu’à 8 signaux de données. On rappelle que ce port est spécifiquement destiné à l’usage de l’imprimante.

3.4.1. Géométrie du port imprimante

Le port imprimante des PC se présente sous la forme d'une prise DB25 femelle (femelle parce qu'il est composé de trous...) dont voici la géométrie:

Arrêt ou défaut

Système à l’arrêt

Fin Oui Non

2

1

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Mémoire d’Ingénieur de conception. BADA Juste D. Page 38 Figure 3.2 : Géométrie du port imprimante d’après [19]

Le port imprimante est basé sur une architecture assez ancienne mais très simple à utiliser, ce qui en fait l'interface de prédilection pour tout électronicien amateur. Comme son nom l'indique, il fournit, entres autres, 8 broches de données directement utilisables et ne nécessitant pas de circuits d'interfaces supplémentaires pour réaliser des tâches simples.

3.4.2. Brochage et performances

Le tableau 3.1 ci-dessous présente la description et l’attribution des signaux d’un port parallèle.

Voici le nom de chaque broche :