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Topic: Alim micro moteur direct via arduino :D (Read 3406 times) previous topic - next topic

Jerem69

Salut a tous !

Voila je suis concepteur méca a la base donc mes connaissances en électronique sont limitées..

Je suis actuellement en train de développer un produit destiné a la petite série et j'ai de grosses contraintes d'encombrements.. du coup vous me voyez venir.. :)

Dans mon device, j'ai deux micros moto-réducteurs comme celui-la a piloter (ici) et je me demandais si je pouvais éventuellement me dispenser d'une carte de pilotage.

Comme tout bon débutant sur arduino j'ai dévoré le PDF de Eskimon et j'ai bien compris les enjeux.
Cependant la carte que j'utilise est la Pro mini 5V et je vois "Max Current 150mA". or, a 3V (pwm) le pic de courant au démarrage est de 113mA.. du couuuppp ? ???

biensur j'en ai deux, et la justement je ne sais pas si les courant s'additionnent dans ce cas la ou c'est 150mA par output?

pareil, pour la diode de roue libre, au vu du moteur celle si est elle indispensable?

Si vous pouviez m'éclairer? encore un fois je comprends tout a fait les raisons qui mènent au schémas "traditionnel" mais je me demandais si dans un cas avec un si petit moteur je ne pourrais pas m'en passer?

comme je vous le disais mon device doit etre fiable mais vu les encombrements que j'aimerais éviter l'oversize.

merki beaucoup !!

Jerem

Jerem69

désolé pour les fautes , je me suis planté de bouton, pas eu le temps de corriger et apparemment on peu pas éditer... s'ry!

_pepe_

Bonjour

On peut éditer à tout moment ses messages, à condition d'être connecté au site sous son compte. On peut utiliser le lien « Quick Edit » en bas à droite du message pour une simple modification du texte, ou bien « More... » puis « Modify » pour une modification nécessitant les fonctions avancées de l'éditeur en ligne.

_pepe_

#3
Aug 17, 2017, 03:15 pm Last Edit: Aug 17, 2017, 08:45 pm by _pepe_
Pour répondre à ta question, le courant maximum sur chaque sortie du micro-contrôleur ATmega est de 40 mA (limite absolue), et il est conseillé de ne pas dépasser 20 mA pour éviter de perturber les circuits internes.

Il existe par ailleurs des limites absolues par groupes de sorties de l'ATmega328P :
- 100 mA sur l'ensemble des sorties A0 à A5 portées à l'état bas
- 100 mA sur l'ensemble des sorties 0 à 4 portées à l'état bas
- 100 mA sur l'ensemble des sorties 5 à 13 portées à l'état bas
- 150 mA sur l'ensemble des sorties A0 à A5 et 0 à 4 portées à l'état haut
- 150 mA sur l'ensemble des sorties 5 à 13 portées à l'état haut.

Enfin, la limite absolue de consommation pour l'ensemble du micro-contrôleur (somme de la consommation des circuits internes et des courants sur les sorties, passant par VCC et/ou GND) s'élève à 200 mA.

Le pilotage direct du moteur paraît donc difficilement réalisable. On pourrait à la rigueur tenter de court-circuiter plusieurs sorties d'un même port pouvant délivrer le courant souhaité, mais cela reste très risqué et ne doit être envisagé que pour un bricolage maison dûment testé et dont les dysfonctionnements éventuels ne porteraient pas à conséquence.

Par ailleurs il faudrait tenir compte du fait que la tension nominale du moteur, pour laquelle le courant de démarrage est spécifié, n'est que de 3V. Une tension d'alimentation supérieure implique un courant proportionnellement plus important.

Concernant la diode de roue libre, le moteur représentant une charge de nature inductive, il est nécessaire de disposer d'un élément qui assure la continuité du courant lors de la coupure, sinon la surtension qui en résulte peut s'avérer destructrice à plus ou moins long terme pour les circuits environnants insuffisamment protégés.


Bref, dans ton cas de figure, tu ne devrais pas échapper à un circuit de pilotage dédié, capable de délivrer le courant maximum et présentant les éléments de protection adéquats. Un tel circuit peut être extrêmement miniaturisé. Et quoi qu'il en soit, il est déconseillé de l'alimenter avec le même régulateur que celui du micro-contrôleur.

Jerem69

un grand merci pour ta réponse !! :) au vu de tout cela, pas le choix ! je vais bien sur suivre tes conseils avisés.

je vais étudier ça encore un peu et je reviendrai certainement avec d'autres questions sur le dimensionnement de mes composants :D

encore merci !

jeanfranlec

Bonsoir;

Au vu de la consommation des moteurs, la carte de pilotage ne devrait pas être trés compliquée à réaliser, surtout si les moteurs n'ont besoin que d'un seul sens de rotation et d'une seule vitesse de rotation.

Un fameux transistor MOS et une diode de roue libre et ca devrait marcher pour piloter des moteurs alimentés par une ALIMENTATION EXTÉRIEURE (et dont le GND est relié au 0V, vous voyez ce que je veux dire).

Je pense même que c'est faisable en petites séries, selon les besoins ...

Les questions à se poser, sur ce point, sont:
Faut-il une variation de vitesse et de sens de rotation?

_pepe_

#6
Aug 18, 2017, 12:05 pm Last Edit: Aug 18, 2017, 12:08 pm by _pepe_
Je reprends ici ton schéma, et je réponds à ta question concernant sa vérification, postée dans la mauvaise section du forum.


cliquer sur l'image pour voir le document d'origine (lien extérieur)

Jerem69

Salut a tous !

Voila en suivant les conseils _PEPE_ et Jeanfranclec sur ce topic j'ai réalisé un schéma sur fritzing suivant mes besoins.

Cependant, bien que j'ai gratté sur pas mal de documents, lu les datasheets j'aimerai avoir un avis d'expert sur mes montages :) (je voudrais pas tout faire griller ...)




Si vous avez besoin d'autres infos, j'y répondrais bien entendu.

Merki, jerem

_pepe_

#8
Aug 18, 2017, 12:20 pm Last Edit: Aug 18, 2017, 12:34 pm by _pepe_
Si l'Arduino Pro Mini est un modèle 5V, alors il n'est pas question de l'alimenter en 5V via son entrée RAW. Il est nécessaire de lui fournir une tension supérieure (à la louche, très certainement supérieure à 5,25V - à vérifier en fonction du modèle de régulateur et du courant consommé).

Et s'il s'agit d'un modèle 3V3, alors la tension de commande délivrée aux transistors MOSFET risque d'être un peu juste. (Datasheet des transistors par ici.)


Sur Q6, il manque une résistance de rappel à la masse au niveau de la grille.

Sur Q1, Q2 et Q6, il faudrait une petite résistance (100Ω ?) de limitation entre la sortie de l'Arduino et la grille du transistor. Sans quoi le courant induit par les capacités parasites du transistor lors de la commutation (théoriquement >1A ?) pourrait dépasser de loin les limites supportables pour l'Arduino (40mA).

jeanfranlec

Bonjour;

Je suis (ca m'arrive oui) à 100% OK avec Pepe, tu ne nous dis pas à quoi servent tous tes composants, il y a une résistance chauffante, de quelle valeur? (I=U/R donc fait gaffe à R).

Ensuite, un schéma elec, ce n'est qu'n schéma, il faudra soigner les équipotentielles des alim (les fameuses étoiles de masse, le découplage des alim, etc ... à mettre en place sur le circuit imprimé)

Par exemple, même si tu n'a qu'une seule alim +5V, met une branche spécifique par type de composant (5V pour arduino, 5V pour les moteurs, 5V pour les opto) tu peux même imaginer que ces différentes enfin bref, je me comprends, je ne voudrais pas noyer le lecteur.

Reste plus qu'à réaliser le proto selon mon humble avis (d'expert?)

HA oui, juste un truc, à verifier qu'au demarrage les moteurs ne se mettent pas à tourner le temps de "boot" du module, vu qu'ils sont alimentés en même temps que l'arduino.

Il y a des astuces contre cela, un petit montage équivalent à ce qui se fait dans le monde industriel avec un auto_maintient à relais et un BP Arrêt d'urgence qui pilote QUE les organes moteurs par exemple.dont


Jerem69

OK messieurs, j'ai bien pris note de vos conseils ! je revois les schémas, j'essaye de commencer le PCB et je reviens vers vous pour partager mon avancement.

Pour ce qui est de la résistance chauffante, pas de données car elle n'a pas été dimensionnée encore :)

D'ailleurs, sauriez vous me guider a ce niveau?

L'idée serait de faire chauffer un petit tube en Inox de D.Ext 4mm (voir 3mm pour réduire le temps de chauffe), D.Int 2mm sur 10mm de long a environ 160° en moins de 10s. 

Alors, oui j'imagine que c'est très limite comme infos, mais si vous aviez des conseils sur la démarche a suivre pour calibrer mon fil résistif et mon montage éléc? sachant que je souhaiterait n'avoir qu'une alim 5V et je n'ose imaginer l'intensité nécessaire sous cette tension. Pourtant je suis sur qu'il y a des astuces ;)


Encore merci a vous deux :D

Jeremie

fdufnews

R9 devrait être tirée à Vcc et non pas à RAW.

_pepe_

#12
Aug 21, 2017, 10:43 am Last Edit: Aug 21, 2017, 10:48 am by _pepe_
Bien vu pour R9.  ;)



Concernant la résistance chauffante, on ne peut pas se permettre de la brancher brutalement sur l'alimentation en espérant que tout aille bien. Car vu la description, il y a de fortes chances qu'un composant du montage flanche rapidement (très certainement le transistor Q6, si l'alimentation ne le fait pas avant), avec à la clé un risque élevé de destruction.

Il faut par conséquent réaliser une conception sérieuse :
- déterminer l'intensité du courant nécessaire au chauffage,
- mettre en œuvre un circuit de contrôle du courant pour limiter l'intensité à la valeur choisie,
- dimensionner les composants en conséquence.

Compte tenu de l'intensité importante attendue, il sera très certainement préférable de s'orienter vers un convertisseur tension-courant de puissance à découpage. Et si tu ne maîtrises pas trop l'électronique de puissance, je ne saurais trop te conseiller d'utiliser un module déjà tout fait, ou alors d'opter pour un système de chauffage différent.

Jerem69

#13
Aug 21, 2017, 11:41 am Last Edit: Aug 21, 2017, 11:53 am by Jerem69
Merci :)

Bon la peut être que je m'engage sur quelque chose de tordu :) mais voila comment j'aurais vu la chose.

Sachant que mon but est de garder un alimentation standard 5V et qu'il est probable que le fil résistif soit du même type que ceux que l'on  retrouve sur les cigarettes électroniques (0.5ohms.. avec U(5V)=RI ca fait peur) , peut être que je peux procéder ainsi.


- piloter la résistance via un transistor adéquat pour le circuit commande
- utiliser un un accu de e-cigarette sachant que l'utilisation de la résistance sera courte et rare, un petit comme celui ci (800mAh) Suffirait LARGEMENT (il sont fait pour délivrer l'intensité nécessaire sachant qu'il doivent délivrer plus de 10A sur de courtes durées.. je peux voir l'intensité consommée en direct sur la mienne :))
- Utiliser mon alim 5v pour maintenir l'accu chargé, pas besoin de changement d'accu.

Dans ce cas la il me faut implanter, en plus, un système de recharge (le problème c'est que je ne sais pas faire, et il est probable que ce soit une usine a gaz, non?)
et un systeme de gestion de Puissance delivrer par l'accu, non?


sans cela je n'ose imaginer le type d'alim capable de délivrer tant d'amp (par rapport a mon tout petit device). Mais peut être que je me trompe et qu'il y a des façons de faire beaucoup plus simple.

pourriez vous me donner votre avis, conseils et me dire si cela pourrait fonctionner? je me dis, vu la taille de certaines e-cigarettes qu'il est possible de faire quelque chose de très petit ?. et pas trop cher?.

Merci

_pepe_

#14
Aug 21, 2017, 12:16 pm Last Edit: Aug 21, 2017, 12:20 pm by _pepe_
Quoi qu'il en soit, pour faire une conception sérieuse, il faut véritablement connaître le courant maximum délivré, et ne pas s'en tenir à des approximations du genre « plus de X ampères ».

Le fait que le courant ne soit produit que durant une « courte » durée ne rend pas la situation moins problématique. Un transistor ou une alimentation pourraient mettre encore moins de temps à être détruits.


Enfin, une batterie au lithium est une véritable bombe ambulante. Il est donc impératif, bien plus que pour n'importe quelle autre source d'énergie électrique, de contrôler le courant qu'elle débite ou qu'elle absorbe en fonction de sa situation. Il faut absolument prévoir des circuits de protection efficaces et un circuit de recharge adapté (c'est-à-dire suffisamment intelligent), sous peine de risques d'explosion et d'incendie.

Pour rappel, ce type de batterie a déjà tué ou blessé de nombreuses personnes malgré sa mise en œuvre par des professionnels censément avertis et compétents. Un bricolage sommaire est donc inenvisageable.

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