Maintenance des interfaces

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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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).
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Liste des
composants
du Super
MEC
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Implantation des composants - version 1997
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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
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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
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O
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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
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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.
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Schéma logique du SMEC version 2004
Reprise du précédent de 1997 dessiner avec le logiciel EAGLE par Thierry Coquard.
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