A propos des pas à pas

Régulièrement nous avons @68tjs et moi même quelques désaccords à propos des pas à pas. En principe cela pollue un pauvre demandeur qui se trouve largué par des problèmes ne le concernant pas vraiment. C'est pourquoi une discussion à part me paraît souhaitable.

Voici un petit problème qui devrait montrer en principe une des divergences:

J'ai un moteur 17HS3401 piloté par un A4988 dans une maquette que je viens de récupérer. Quand le moteur tourne la mesure de courant ne me donne rien avec mon multimètre, et j'attend l'arrêt pour utiliser ma pince ampèremétrique (celle qui mesure aussi le continu!).

Je mesure lors de l'arrêt du moteur un courant de 1,3A dans une phase et autant dans l'autre. Les caractéristiques du moteur donnent:

Questions:

  • Quel est alors le couple statique maximal que peut encaisser le moteur?
  • Quand le moteur tournait étais-je en mode pas entiers, ou en 16 µpas ou autre?
  • En mode pas entier, le couple statique maximal est-il constant quel que soit le pas?
  • En mode µpas, le couple statique maximal est-il constant quel que soit le µpas?

Le bar est un espace de détente, pas d'affrontement.

Dans ce "désacord" j'ai considéré que les bobinages sont une inductance constituée avec du fil résistant (résistant compte tenu du grand nombre de spires).
Que ces bobinages sont soumis à un signal impulsionnel et que les règles de l'electronique impultionelle s' appliquaient.

J'ai aussi rappellé la "dualité" entre condensateur et inductance.
Dualité qui signifie que ces deux composants ont dans l'esprit un comportement voisin sauf qu'il est inversé.
En particulier condensateur et inductance se chargent, le condensateur se charge en tension et l'inductance se charge en courant -> c'est sur ce principe que fonctionnent les convertisseurs.
Je ne connais pas grand chose en convertisseur mais il y a quelques années j'ai utilisé le logiciel gratuit "PowerCad"de Linear pour me renseigner. Je n'en ai retenu qu'une chose ; il ne faut pas saturer les ferrites et comme ce qui important c'est le produit L*I (encore le courant) plus le courant prévu doit être important plus il faut diminuer la valeur de l'inductance.
Conséquence pratique que je vois : un convertisseur avec une inductance marquée 47 aura un meilleur rendement à faible courant qu'un autre avec une inductance marquée 33.
C'est sur ce paramètre que je choisi mes convertisseurs, merci Linear et "PowerCad".

Je me suis interrogé sur la valeur de réglage du courant max sur les ci de commande. Imax du signal carré ou Ieff de l'approximation sinusoïdale. Je constate que cette idée fait son chemin.

Je n'ai pas chercher à impposer "une vision", j'ai juste insisté sur le fait que la tension n'intervient pas en tant que telle. Toutes les formules de magnétisme, enfin celles que je connais, ne font intervenir que le courant.

Maintenant vu que mes interventions créent une polémique permanente je cesse toute participation sur le sujet.

Je ne connaissais rien aux pas à pas, j'ai comblé ce vide, j'ai confiance en mes conclusions, je quitte le sujet confiant.
Et si tu veux commander une inductance en tension et bien fait le.

+1 avec @68tjs
Ceux qui ont essayé, ont eu des problèmes :slight_smile:

Pourquoi tant de haine? J'ai pas mal écrit sur les pas à pas, et dans certains cas je dis maintenant le contraire de ce que j'avais écrit au début. Mon but n'est pas d'insulter les gens, mais en cas de désaccord, de discuter dans un espace plus approprié que le post d'un qui a bien d'autres problèmes.

Maintenant si tout désaccord conduit à une polémique et pas à un enrichissement, je peux le comprendre et nous risquons de continuer à donner des conseils contradictoires. Je pense en particulier à une personne en train de chercher deux résistances de 5Ω 20W...

Ceux qui ont essayé quoi? De vouloir une polémique? De combler un vide? de commander une inductance en tension comme tout le monde le fait avec un ULN2003+28BYJ48?

Il n'y a jamais eu aucune animosité dans mes propos.
Il y a juste que je suis un des derniers représentants d'une espèce qui est quasi éteinte : l'électronicien pur analogicien.
Qui de plus se rappelle ses cours de magnétisme de classe de première, et ce sont les seuls que j'ai eus.
J'ai donc une vision qui n'est pas la même que celles des personnes plus jeunes qui ont suivi un autre cursus. J'en sais plus sur certains points, j'en sais moins sur beaucoup d'autres.

Et je sais aussi par expérience que raisonner en courant est difficile pour le cerveau humain (le mien comme celui des autres) qui préfère raisonner en tension

Ce que tu as écrit est utile, je l'ai juste survolé dans un premier temps, j'ai voulu le relire calmement et ce n'était malheureusement plus en ligne.

Ce que tu ne comprends pas, c'est que dans le magnétisme seule la valeur du courant compte, la tension n'intervient pas en tant que telle.
Bien sûr, la loi d'ohms s'applique et appliquer une tension de 10 V dans 50 ohms ou y appliquer un courant de 200 mA revient au même du point de vue tension courant..
Mais la grandeur qui intervient dans les formules de magnétisme, c'est le courant.

Les concepteurs des circuits intégrés pour réaliser des microspas ne s'y sont pas trompés : ils n'ont pourvu leur CI que de source de courant.
Dans ces circuits intégrés la source de courant est le seul maître à bord.

La source de tension qui alimente le moteur que j'appelle Vmot doit juste être capable de mettre à disposition une tension supérieure à la tension aux bornes de l'enroulement U=RI , plus une marge de sécurité.

On lit qu'avec une tension plus élevée le courant monte plus vite : ce serait vrai avec une source de tension, mais là on a une source de courant : c'est la source de courant le patron.

Concernant la résistance additionnelle en série avec le bobinage, si j'ai rappelé ce que tu avais écrit et que j'ai lu de nombreuse fois lors de mes recherches, c'est qu'en ajoutant une résistance en série le véritable effet est de diminuer la constante de temps de charge en courant L/R avec bien sûr une dégradation de la puissance électrique consommée, mais ce n'est le sujet du débat.

Cordialement.

C'est toujours en ligne à la même place, c'est juste que mon hébergeur a suspendu mes pages sans me le dire en essayant de prélever la cotisation sans disposer de mes coordonnées bancaires. J'ai payé quand je m'en suis aperçu.
Faut dire aussi que je suis en plein déménagement...

Je suis tout à fait d'accord avec ceci pour ce qui est du couple maximum possible.

Mais je viens de me rendre compte que si j'ai toujours considéré le A4988 comme un générateur de courant, c'est nettement mois catégorique dans la réalité. Un enroulement est bien alimenté en courant tant que l'on va lentement et que le courant s'établit avec un temps faible devant le temps d'un pas. Et que l'alimentation soit de 12V ou 24V cela n'a aucune importance.
Mais si on essaie d'aller vite le courant n'a plus le temps de s'établir et le a4988 met toute la sauce, et l'enroulement se trouve alimenté en tension, limité par l'alimentation générale.
Du coup la tension va jouer, ce que l'on voit bien sur les courbes de couple.

Si on ne peut pas faire tourner un pas à pas au delà d'une certaine vitesse, c'est parce que le courant n'a pas le temps de s'établir, et on n'a plus de couple.

Je crois maintenant que cela n'est vrai qu'en basse vitesse. Ce que fait le A4988 est simplement de limiter le courant à la valeur de consigne. Alors si on va lentement, on alimente le moteur en courant . Mais dès qu'on va vite, la limitation intervient plus tard, ou n'intervient plus.

Voici la courbe de courant dans un enroulement:
image
Si on va lentement la première partie peut être ignorée? si on va vite, c'est la deuxième qui n'existe plus.

Mais dans tous les cas, que le moteur soit alimenté par des uln2003, un pont ou un A4988, au changement de pas, c'est la tension d'alimentation qui est appliquée. Et le courant va monter avec la fameuse exponentielle i= IMax(1-e-t/τ).
pour aller plus vite, il faut soit diminuer τ soit augmenter IMax

Cette résistance additionnelle permet effectivement de diviser la constante de temps. Je n'ai pas encore fait l'essai pour un moteur alimenté en tension (p ex un 28byj48), mais je pense que l'on doit pouvoir aller plus vite.

Si le moteur est alimenté en tension, pour diminuer le temps d'établissement du courant, on peut diminuer τ (en général par 2), avec la résistance additionnelle, mais on peut aussi augmenter IMax en survoltant le moteur pendant un certain temps à chaque changement de pas. Mais c'est plus complexe à mettre en œuvre. Ce sont deux méthodes qui étaient utilisées du temps ou on n'avait pas les CI. Aujourd'hui, plutôt que de bricoler avec ce type de moteur, on utilise un driver et un moteur qui va bien.

Avec un moteur alimenté avec un A4988, pour commuter plus vite, il suffit d'augmenter la tension du driver. Je fais un petit calcul avec un17HS3401 alimenté en 12V (je suppose que le driver a une RDSon négligeable devant ces 12V). Caractéristiques du 17HS3401: 1,3A 2,4Ω 2,8mH ce qui donne un RI de 3,12V
− Montée du courant sans résistance additionnelle:
image
En rouge le courant, en vert le courant si il n'était pas limité par le A4988
IMAX = 12V/2,4Ω = 5A
&tau: = 2,8mH/2,4Ω = 1,17ms
i= 5A(1-e-t/0,00117;)
On atteint 1,3A au temps T = -0,00117 ln(1-1,3A/5A) = 0,3ms

− Montée du courant avec résistance additionnelle de 2,4Ω tension 12V+3,12V=15,12V:
IMAX = 15,12V/4,8Ω = 3,15A
&tau: = 2,8mH/4,8Ω = 0,583ms
i= 3,15A(1-e-t/0,000583;)
On atteint 1,3A au temps T = -0,000583 ln(1-1,3A/3,15A) = 0,31ms

Bilan:
− si on met une résistance additionnelle, en augmentant la tension, on n'est même pas sûr d'y gagner.
− si on peut mettre 15,12 avec une résistance, on peut aussi mettre 15,12V mais sans résistance additionnelle. Ce sera encore mieux (T=0,27ms)
Avec un montage en tension, on ne peut pas augmenter facilement la tension sans la résistance (on ne peut pas alimenter un 28BYJ48-5V en 10V!).