Présentation
Ce générateur PWM (MLI) délivre 16 signaux PWM indépendants dont le rapport cyclique est défini par 16 tensions de commande 0 V à +5 V. 
Il peut servir de base à un gradateur de lumière multiple ou à la commande de moteurs électriques via une interface de puissance en pont (bridge) adaptée au type de moteur. Le montage s'articule autour d'un PIC 18F45K22 associé à un PCA9685. Une version plus simple, limitée à 8 voies PWM et sans PCA9685 est proposée à la page Générateur PWM 005.
Schéma
Circuit de commande sans son interface de puissance.
Fonctionnement général
Le PIC 18F45K22 comporte un CAN (Convertisseur Analogique / Numérique) intégré, de résolution 10 bits. Ce CAN est utilisé pour connaître la valeur des 16 tensions de commande (In1 à In16) qui définissent de façon individuelle le rapport cyclique des 16 sorties PWM (Out1 à Out16). Les valeurs lues (échantillonnées et numérisées par le CAN) sont ensuites "adaptées" (mises au bon format) avant d'être envoyées au PCA9685 qui est un générateur PWM dédié.
La fréquence des signaux PWM a été fixée ici à 1,2 kHz. L'oscillateur interne du PIC est utilisé, pas besoin de quartz externe.
Réglage du rapport cyclique
Le rapport cyclique de chaque sortie dépend de la tension de commande correspondante :
- le rapport cyclique de la sortie Out1 dépend de la tension de commande In1 (RA0/AN0)
- le rapport cyclique de la sortie Out2 dépend de la tension de commande In2 (RA1/AN1)
- etc.
Chaque tension analogique de commande (0 V à +5 V) est convertie en une donnée numérique qui est envoyée au PCA9685. Pour chaque sortie, la valeur du rapport cyclique est maximale (100%) pour une tension de commande de +5 V, et est minimale (0%) pour une tension de commande de 0 V. La plage de variation du rapport cyclique est linéaire, il faut donc une tension de commande de +2,5 V pour obtenir un rapport cyclique de 50%.
Modes des sorties PWM
Les sorties PWM du PCA9685 peuvent être configurées de différentes façons pour s'adapter à l'étage de sortie (de puissance) désiré, selon état logique des lignes RD6 et RD7 du PIC :
- Inv/RD6 = 0 -> sorties avec logique "positive" (état bas permanent pour PWM 0%, état haut permanent pour PWM 100%)
- Inv/RD6 = 1 -> sorties avec logique inversée (état bas permanent pour PWM 100%, état haut permanent pour PWM 0%)
- Drv/RD7 = 0 -> sorties configurées en "open drain" (drain ouvert)
- Drv/RD7 = 1 -> sorties configurées en "totem pole"
Selon la configuration adoptée, on peut relier directement des LED (via résistance série) ou ajouter une interface de puissance adaptée à l'usage désiré.
Alimentation
Le PIC est alimenté sous une tension de 5 V, cette tension est délivrée par un régulateur de type 7805. La section alimentation incluse dans le schéma est un exemple complet et suffisant de source d'alimentation 5 V. La consommation de l'ensemble (moins de 100 mA) ne justifie pas l'emploi d'un transformateur d'alimentation 1 A comme je l'ai indiqué sur le schéma (secondaire 9 V / 9 VA -> 1 A). Dans l'exemple donné, la sortie +Vunreg permet de disposer d'une tension annexe de +11 V à +12 V pour un petit circuit de puissance.
Circuit imprimé
Circuit non réalisé par mes soins (vue 3D seulement pour aperçu).
Logiciel du PIC
Fichiers non disponibles.
Historique
28/08/2016
- Première mise à disposition.