DOSSIER DE MAINTENANCE INTERFACE ROBOTIQUE MOEBUS & SUPER MODULE DE COMMANDE Mise à jour : Juin 2006 Introduction Ce document à pour but de regrouper empiriquement les différentes pannes ayant été constaté sur les interfaces robotique fabriquées par l’association Planète Sciences : Moebus et SuperMEC. J’invite les personnes qui répareront les interfaces à laisser leurs coordonnées dans ce tableau afin que l’on puisse les contacter sur ce sujet dans le futur. Rédacteurs Mail Gwénaël Forestier Alain Arnaudet Secteur robotique [email protected] [email protected] [email protected] Octobre 2005 Vous ? Méthode générale de maintenance En reprennent la méthode scientifique expérimentale de l’association, nous pouvons trouver facilement les causes d’une panne. Il faut : OBSERVER - Les commentaires notés sur le document de retour d’une interface défectueuse, - Câbler une chaîne d’interfaçage : ordinateur + logiciel MSWLOGO, MOEBUS et SuperMEC, - Tester l’interface défectueuse dans tous ses modes de fonctionnement avec les autres éléments de la chaîne validé pour leur bon fonctionnement, afin d’isoler les différentes fonctions logiques en panne, - Ne pas hésiter à agir physiquement sur la carte en la tapotant pour faire apparaître les pannes mécaniques « intermittentes » existantes - Noter sur papier ou dans un fichier les divers tests et les résultats obtenus (comme dans ce document !), HYPOTHESE - Isoler sur le schéma électronique les fonctions repérées comme étant en pannes, EXPERIMENTER - Rechercher sur l’interface les composants entrant en jeu dans ces fonctions, - Observer l’état physique des composants ; une bonne part des pannes est « visible », - Ré enfoncer les composants pouvant l’être - Tester à nouveau l’interface RESULTAT - Voir s’il y a des améliorations dans le fonctionnement des interfaces INTERPRETER - Rechercher les autres composants électroniques pouvant intervenir sur une fonction en panne, DOSSIER DE MAINTENANCE - Interfaces robotique 2 CONCLURE Tester à nouveau l’interface et recommencer s’il le faut après l’apparition d’une panne secondaire.Montage général de test MOEBUS --------------------------------------------------------------------------------Implantation des composants Ordinateur : avec la dernière version de « Disk » www.ai.univ-paris8.fr/~tanguy/robot/ (MSWLOGO + fichier smec2.lgo), permettant de tester plusieurs SuperMec en même temps. Smec de référence = N°1 = DIP tous en en OFF Smec en dépannage= N°2 = DIP 1 en ON le reste en OFF Câble Centronics Alimentation stabilisée MOEBUS fonctionnel Smec N°1 de référence Smec N°2 Voltmètre MOEBUS A tester Référence à 0 Volts. Description des fonctions électroniques Module d’alimentation 1 pointe de touche Les deux diodes D1 et D2 servent de protection entre l’alimentation et le MOEBUS. La tension d’alimentation après les diodes sera = Tension d’alimentation – 0.7volt (issue des diodes). Les diodes empêchent un courant de retour vers l’alimentation. Il y en a deux pour avoir plus d’intensité. Le système R5, C1, C2, D4 (diode zéner) et transistor T3 servent à réguler la tension d’alimentation. La diode zéner donne la référence à T3, pour stabiliser la sortie à 5volts. DOSSIER DE MAINTENANCE - Interfaces robotique 3 R8 et D3 (LED) servent de signalisation. Transfert de donnée module I2C Les deux schémas sont identiques. Leur fonction est d’amplifier le signal d’entrée/sortie des lignes I2C. DOSSIER DE MAINTENANCE - Interfaces robotique 4 Maintenance des interfaces robotique Mesure électriques prises sur un Moebus Condition de test : sans charge ni instructions. Appareil de mesure : voltmètre, avec la pointe de touche Noire (la référence) à la masse du montage. Prise informatique « Centronics » Résistances 6.52V O transistor 2 O O Diode Zéner 4.56V O Transistor 1 O O condensateur Résistances Condensateur Alimentation LED 1.86V OOO Transistor 3 I2C Diodes Tension d’entrée = 16.23 volts 5.54V 15.56V 0V = Référence Repère R1, R2 R3, R4 R6, R7, R8 R5 D1, D2 D4 D3 C1 C2 T1, T2 T3 Désignation résistances 10 kO résistances 1kO résistances 100 O résistance 330 O diode 1N4004 Zéner 6,3 Volts Led 5mm rouge condensateur 100µF condensateur 330 nF transistor NPN 2N2222 Darlington BDX33 ou BD245 connecteur 1 et 2 connecteur 3 connecteur 4 fiches ban prise châs fiche modu Attention La tension d’alimentation lors de vos tests peut être un peu différente de celle noté sur l’exemple. En conséquence, les mesures prises sur les points de tests devront être adaptées. LES PANNES du MOEBUS --------------------------------------------------------------------------GF Panne identifiée : un transistor arraché. Cause probable : mauvaise manipulation de l’interface. - Identification visuelle des références du transistor considéré. Maintenance des interfaces robotique 5 Maintenance des interfaces robotique - Changement de T1 transistor 2N2222. Résultat : OK GF Panne identifiée : Pas de LED d’alimentation allumée. Cause probable : LED grillée. La régulation via T3 peut aussi être mise en cause mais les tests de fonctionnement des fonctions logiques du Smec sont ok. - Les 2 Pattes de la LED sont soudées ensembles sur le coté cuivre (sans doute lors de la fabrication de l’interface). Maintenance complémentaire de l’interface : pas de « radiateur » sur T3 fait par l’intermédiaire d’une vis de 3 mm. - Reperçage de la plaque époxy au travers du radiateur de T3. - Ajout d’une vis de 3 mm sur T3 comme radiateur : ce composant chauffe énormément lorsqu’il régule la tension. GF Panne identifiée : Allumage de la LED alimentation par intermittence. Cause probable : mauvais contact au niveau des soudures. - Test de fonctionnement avec Smec = fonctionnement ok, mais par intermittente. La fonction du MOEBUS est donc bonne, mais soumis à une panne intermittente sans doute d’ordre mécanique. - Re soudure des connecteurs d’alimentation car ceux-ci semblent avoir de mauvaises fixations = OK le SMEC ne se coupent plus aussi facilement. La platine a été tirée à l‘envers = pistes cuivrées du coté des composants, d’ou difficulté de montage de certains composants. C’est du à une erreur du fabriquant lors du tirage des plaques électronique. Nouvelle panne aucun allumage de la LED. - La résistance R8 n’est pas soudée sur l’une de ses pattes. (Mauvais câblage lors de la fabrication). GF Panne identifiée : pas de signal I2C, affichage sur la boite de dialogue MWSWLOGO de « boiteliste.choix ne sort pas vers prem » sur l’interface MSWLOGO Cause probable : c’est le même message lorsque l’on oublie de connecter la prise Centronics au MOEBUS, donc une perte du signal d’information I2C. - T2 n’a pas les tensions requises telles que mesurées sur l’exemple fonctionnel. - Changement de T2 = OK GF Panne identifiée : noté comme ne fonctionnant pas. Cause probable : impossible à déterminer sans avoir testé les fonctions. - test de fonctionnement = Ok - Il n’y avait pas de panne sur l’interface mais sur l’un des autres éléments de la chaîne et l’animateur n’a pas su identifier le bon élément de disfonctionnement. Panne identifiée : Cause probable : Panne identifiée : Cause probable :SMEC ------------------------------------------------------------------------Schéma de montage Une résistance de faible valeur a été ajoutée au typon de fabrication pour remplacer un strapp (fil de cuivre faisant un pont entre 2 points sur la plaque électronique). En effet le logiciel à l’époque ne savait pas faire cette fonction. Maintenance des interfaces robotique 6 Maintenance des interfaces robotique Le sous traitant fabricant les Smec lui a suivi le schéma et à souder des résistances sur toutes les interfaces = il faut la retirer. ATTENTION : il existe plusieurs version de Super MEC en SIMPLE et en DOUBLES FACE, sans compter les diverses VERSIONS de carte suivant les RELAIS (au moins 3 en octobre 2005). Les relais initiaux ne se font plus et sont remplacés par un autre model depuis 2004. De plus je crois que les résistances R9 et R10 n’ont pas les bonnes valeurs pour amortir le signal sur les lignes I2C ce qui bloque la mise en cascade de 8 Smec comme prévu initialement (confirmation à avoir auprès de Loïc D. ). Je préconise de couper la patte du DIP n°4, afin qu’il n’y ait pas de confusion : ce DIP ne sert à rien dans l’adressage d’un Smec : couper avec un cutter le morceau dépassant. Description des fonctions électroniques Module d’alimentation 2 4 V I2C. Elle L’alimentation de l’électronique se fait viaA LIM la ligne par la MOEBUS. SSUUest PPEERfournie R A LIM le M Afil SSE3 = +Vcc, MM OOet DDUUleLLEfil Le connecteur I2C apporte l’alimentation sur E 4 = masse. ÉÉLLEECCTTR«ROOalim NNIQ IQU», UEE et se connecte par la suite aux La puissance motrice est fournie par l’intermédiaire du bornier M O TEUR M A SSE DDEE CCOOMM MM AANNDDEE bornes des relais. M O TEUR RO UG E Une LED jaune L1 + R7 informe de l’étatMd’alimentation active. O TEUR VERT C1 filtre les parasites du courant issu de la ligne I2C du MOEBUS. FIN RO UG E FIN VERTE SEN S RO UG E SEN S VERT Module I2C LTE HA LTE A UTO RISÉE C’est le circuit 8574 qui sert de décodeur aux instructions I2C. HA Les sorties P0 P1 et P2 envoient les D EM A N D ÉE A UTRE EN TRÉE instructions au CI 4081. O Métats M UN du CI 4081. Les entrée P3, P4, P5, et P6 réceptionnent Cles Le DIP switch sert avec 3 de ses interrupteurs, à donner une adresse de reconnaissance au Super MEC par rapport aux 8 autres possibles connectables en parallèle sur la ligne. Les résistances R19, R20, et R21 C O N N EC TÉ I² C servent à fixer les tensions aux bornes du CI en fonction de l’état du DIP : ON = +5Volts, ou OFF = 0Volts I² C Module logique de commande Le CI 4081 (portes logiques ET) permet de réaliser les instructions logiques issues du module I2C. Des transistors permettent d’amplifier les Aétats des portes logiques pour informer de leur état via des LED D RESSE (vertes ou rouges). [A DETERMINER = le transistor est-il utilisé pour un SENS ou pour une FIN = comprendre le tableau en bas à droite du schéma] Les SENS rouge et vert ainsi que les FINVERTE et ROUGE fonctionnent de la même manière. [A DETERMINER] Les HALTAUTORISEE et HALT sont identifiées par des LED oranges, les diodes D2 et D1 leurs servent de protection dans le sens du courant. [A DETERMINER] La LED L6 sert pour AUTRE ENTREE [A DETERMINER] Module de puissance Maintenance des interfaces robotique 7 Maintenance des interfaces robotique En sortie du CI 4081 pattes 4 et 10 se trouvent 2 transistors 2n1711 qui amplifient le signal pour commander les bobines des relais (Relay SPDT). Les diodes 1n4007 servent de protection « roue libre », afin de compenser le courant inverse qui se fera pour chaque déclenchement ON/OFF de la bobine, dans l’enroulement de la bobine. Schéma électronique d’un Super MEC Maintenance des interfaces robotique 8 Maintenance des interfaces robotique Référence Valeur R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 R16 R17 R18 R19 R20 R21 R22 R23 R24 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 D1 D2 D4 D5 T1 T2 T3 T4 C1 CI1 CI2 RE1 RE2 P1 P2 P3 390 Ohms 390 Ohms 330 Ohms 390 Ohms 330 Ohms 390 Ohms 390 Ohms 390 Ohms 100 Ohms 100 Ohms 10KOhms 1KOhms 1KOhms 10KOhms 10KOhms 10KOhms 10KOhms 10KOhms 1KOhms 1KOhms 1KOhms 33KOhms 33KOhms 100KOhms Jaune Orange Orange Rouge Rouge Verte Verte Jaune 1N4148 1N4148 1N4007 1N4007 BC327 BC327 2N1711 2N1711 100 microF PCF8574 4081 RELAIS RELAIS BORNIER BORNIER CI2C SW DIP Caractéristiques Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts Résistance 1/4 Watts LED-5MM LED-5MM LED-5MM LED-5MM LED-5MM LED-5MM LED-5MM LED-5MM DIODE-04 DIODE-04 DIODE-04 DIODE-04 TO-092VR TO-092VR TO-039 TO-039 Condensateur chimique radial 25V Boîtier DIL-16 + son support tulipe 16 Boîtier DIL-14 + son support tulipe 14 Relais 1R1T, 2A 30V, Commutation en 5V. Relais 1R1T, 2A 30V, Commutation en 5V. Bornier 2 pôles, droit pour CI. Bornier 8 pôles, droit pour CI. Embase double 6P4C (ou modular jack RJ12), sortie horizontale, pour CI Quadruple dip-switch indépendants, deux positions (ON-OFF). Maintenance des interfaces robotique Liste des composants du Super MEC 9 Maintenance des interfaces robotique Implantation des composants - version 1997 Maintenance des interfaces robotique 10 Maintenance des interfaces robotique Mesur es électriques prises sur un SuperMEC Condition de test : sans charge ni instructions. Seul le câble I2C est connecté = LED allumée via l’alimentation du MOEBUS. DIP switch sur 1 =ON donne l’adressage N°2 sur MSWLOGO. ATTENTION : il existe de nombreux model de SuperMEC avec plusieurs implantations de composants. Appareil de mesure : voltmètre, avec la pointe de touche Noire (la référence) à la masse du montage. Maintenance des interfaces robotique 11 Maintenance des interfaces robotique Relais O O Relais 4.89 V O O O O O O O O 5.59 V HEF 4081 BP 2.99 V 4.89 V 4.8v PCF 8574 P 4.5V 2 Commande de sens vert 4.89 V La LED verte « SENSVERT » s’allume (c’est la même fonction avec le « SENSROUGE ») DIP 1 1 2 3 r e la is r e la is - O O 0.42v 0v off / on 4.75 V O 0.97v Les pannes des SMEC ----------------------------------------------O 2.57v Méthode : O O Maintenance des interfaces robotique O 12 Maintenance des interfaces robotique Câbler 2 smecs en cascade le smec en panne est avec le DIP 1 = ON comme pour les mesures du dessin (donc le Smec numéro 2) et le Smec en bon état avec son DIP sur le OFF (donc le numéro 1). On lance les instructions via MSWLOGO pour les 2 smec et on compare les tensions unes à unes pour isoler le problème. Problèmes mécaniques généraux : Refaire des entretoises et des plaques de protection de dessous car les originaux manquent. De nombreuses plaques de dessus sont abîmées = il faudrait avoir un stock de rechange. L’utilisation de rhodoïd plastique est un palliatif efficace et peu cher. GF Panne identifiée : pas de commande du moteur SENSVERT Cause probable : CI logique défectueux, ou transistor de commande T2 en liens avec les 2 LED vertes - Changement du 4081 = rien - Changement du 8574 = rien - Observation des pistes autour de T2 = soudure mal faite (sans doute lors de la fabrication) et contacte entre 2 pattes de T2 > découpe de la liaison = OK. GF Panne identifiée : pas de commande du moteur SENS ROUGE Cause probable : CI logique défectueux, ou transistor de commande T1 en liens avec les 2 LED vertes. - Observation des pistes autour de T2 = soudure mal faite après réparation = la piste de cuivre à cassée autour de la patte du transistor T1 (suite à un précédent dépannage)> utilisation d’un fil de cuivre multi brin pour refaire une nouvelle piste = OK. GF Panne identifiée : les 2 LED oranges des HALT sont éclairées. La commande du SENSVERT se fait. La commande de SENSROUGE allume la Led mais ne déclenche pas le relais. Impression de panne intermittente avec extinction brève des LEDs oranges lorsque l’on tape sur la carte, puis extinction réelle des LED et le Smec fonctionne correctement après cela ! Cause probable : pistes en cuivre déjà bricolées et pattes dessoudées, CI défectueux. - Remplacement 4081 = rien - Remplacement 8574 = OK - Test du composant sur une autre platine = pas de problème = composant mal enfoncé sur la platine suite à une manipulation brusque ou aux vibrations d’un robot ?! GF Panne identifiée : Pas de reconnaissance I2C -message « fensmec La ou les carte(s) SMEC suivante(s) répond(ent): Cause probable : Chaîne I2C non fonctionnelle. - Changement du CI de l’I2C = smec OK Auteur Panne identifiée : Cause probable : Panne identifiée : Cause probable : Modification à faire sur SMEC avec Ancien Relais Remplacer les relais existants par les relais : Maintenance des interfaces robotique 13 Maintenance des interfaces robotique NAIS JS1-5V AJS1319 Préparation de la plaque électronique Perçage de la plaque avec un foret de 1.5mm. Découpage des anciennes pistes de cuivre autour des zones de perçage. Câblage des fils électriques tels que dessiner ci-dessous. SMEC: Modifications à faire du Coté Cuivre Alim. 24V Alim. Masse Moteur Masse S u p e r M E C Moteur rouge Moteur vert Vert : commun = Commande moteur vert Rose : raccords Bleu : masse Rouge : Alimentation Gris : pistes pré-existantes Noir : perçage pour les relais Implantation du SMEC version 2004 Cette version intègre les nouveaux models de relais. Maintenance des interfaces robotique 14 Maintenance des interfaces robotique Schéma logique du SMEC version 2004 Reprise du précédent de 1997 dessiner avec le logiciel EAGLE par Thierry Coquard. Maintenance des interfaces robotique 15 Maintenance des interfaces robotique Maintenance des interfaces robotique 16