Comprendre un datasheet pour évaluer son alimentation

Bonjour,

je souhaite utiliser 3 moteurs, il s'agit de 3 28BYJ-48–5V Stepper Motor, via un arduino uno et les drivers qui vont bien (ULN2003)
sur le datasheet du moteur (trouvé ici) la consommation correspond elle à la ligne :

Insulated electricity power : 600VAC/1mA/1s

si oui et si je comprend bien un moteur va consommé 1mA c'est ça ?
(si non, ben c'est qu'elle ligne s'il vous plait ?)

donc mes 3 moteurs vont consommés 3mA hors l'arduino uno peut délivrer 200mA donc il est inutile de séparer l’alimentation des moteurs est ce bien correct ?

D'avance merci pour vos réponses

P.S: je précise que j'ai lu pas mal de post concernant l'alimentation mais c'est pas très clair
par exemple :

sur un bloc de 6 pile AA la description indique :

va vous permettre de relier 6 piles type AA en série pour réaliser une tension entre 6V et 9V.
Avec des piles alcalines, vous aurez une tension de 9,6V en pleine charge et 6V en fin de batterie, soit une tension nominale de 9V.

9V ok mais du coup combien d’ampère disponible ?
en théorie si le bloc est branché à un circuit d'une résistance presque nulle disons 1ohm :
sachant que
U = R*i
i= 9/1 soit 9 ampères disponible c'est bien ça ?

Insulated electricity power : 600VAC/1mA/1s

Rien à voir. C'est la valeur de tension et courant d'isolation.

La datasheet précise une résistance d'enroulement de 50Ω donc tu sera plus proche de 100mA.

9V ok mais du coup combien d'ampère disponible ?

9V pour alimenter un moteur 5V ? tu es sûr ?
L'ULN2003 va faire chuter la tension de plus de 1V mais il en restera quand même plus de 7.

Ce ne sont pas les tutos sur le sujet qui manquent pourtant : www.google.fr

En ce qui concerne l'utilisation d'une batterie tout dépend de la fréquence de l'utilisation des moteurs.
Avec des batteries NI-MH de 2000mAH si tes moteurs consomment en tout 300mA tu auras tout simplement 6H d'autonomie.

Bonjour merci pour ta réponse

hbachetti:
9V pour alimenter un moteur 5V ? tu es sûr ?
L'ULN2003 va faire chuter la tension de plus de 1V mais il en restera quand même plus de 7.

je donnais ça comme exemple mais du coup si il y a trois moteur la tension ne va t-elle pas chuter de 3V ?

sinon avec le boitier en question et un convertisseur de tension cela n'est pas possible ?

Et je ne souhaite pas utiliser de batterie pour l'instant je souhaite juste comprendre comment alimenter correctement les moteurs sur une dashboard par secteur ou autre.

Merci pour ton temps en tout cas.

Pour faire chuter une batterie de 9V à 6V il faut lui faire débiter un sacré nombre d'ampères.

sinon avec le boitier en question et un convertisseur de tension cela n'est pas possible ?

Si.

je souhaite juste comprendre comment alimenter correctement les moteurs sur une dashboard par secteur ou autre.

Une alimentation secteur 5V, du genre chargeur de téléphone un peu costaud. Il donnent souvent 2A.

Du coup ce que je ne comprend pas ce que tu me dis que l’ULN2003 va faire chuter la tension de plus d’1V hors ici j’en ai trois donc si je prend ce boitier 9V avec un convertisseur pour avoir du 5V ou si je prend un chargeur de téléphone à 5V je vais avoir un problème ?

Peut tu m’expliquer ou m’indiquer un tuto ? Par ce que sérieusement j’en ai mater mais aucun ne pas éclairer sur ce genre de question (je tombe la plupart du temps sur des tutos pour choisir sa batterie mais moi je voudrais déjà comprendre quel courant il me faut appliquer)

Je me répète mais merci pour le temps consacré à mes questions.

Cela ne s'additionne pas. C'est un problème de saturation des transistors.

ULN2003 : cherche vce(sat) et tu verras :
0.9V pour 100mA
1.3V pour 350mA

ICI l'auteur utilise une petite alimentation 3A : MEANWELL 15W

15W c'est beaucoup, on peut le faire avec moins.

Merci à toi et bon dimanche

Plutôt que d'utiliser des antiques ULN2*** ou des ULN28** qui sont tous les deux des circuits intégrés transistors bipolaires à montage Darlington n'existe-t-il pas un circuit intégré équivalent en MosFet qui n'aurait pas l'inconvénient de la tension de déchet à la saturation ?

J'ai déjà cherché des alternatives au L293D : TB6612FNG. On trouve des modules.

Mais je n'ai pas encore trouvé de remplaçant à l'ULN2003.
On trouve beaucoup de MOSFETs doubles par contre.

J'ai trouvé le TPIC2701, compatible pin à pin avec l'ULN2001, limité à 500 mA permanent et 3A pulsé sous Vgs = 5V.

Ebay : pas disponible sous forme de module, CI nu vendus entre 5 et 10 €
Ali express : idem, prix encore pires.
Les différents ULN ont encore de l'avenir surtout que le constructeur dit qu'on peut les paralléliser.
Vu qu'ils ont été fabriqués en même temps sur le même morceau de silicium à moins d'un mm les uns des autres c'est plus facile pour avoir des transistors identiques.
La parallélisation permettra de diviser le courant par transistor ce qui aura pour conséquence de diminuer la tension de saturation. Elle sera plus faible mais ne pourra pas être divisée par deux, il ne faut pas rêver.

En fait pour un moteur pas à pas unipolaire un bloc de 4 transistors est suffisant => passer de préférence à un ULN2801 qui a 8 sorties au lieu de 7 pour l'ULN2001.

Bon je n'ajouterai pas les ULN à la liste des obsolescences : ne vous inquiétez pas cela avance ... doucement.

En fait pour un moteur pas à pas unipolaire un bloc de 4 transistors est suffisant

Je n'ai pas encore analysé la commande des pas à pas unipolaires, et j'aurais dit aussi que les ULN2800 sont intéressants. Mais je joue avec un unipolaire de la famille des Nema17 avec comme caractéristiques principales un courant de 1,3A et une tension de 2,8V, alimenté par un A4988 le tout sous 12V. D'après ce que j'ai compris, plus la tension est élevée, plus le courant s'établit vite, ce qui permet d'augmenter la vitesse. J'aurais tendance à dire qu'il doit être alimenté en courant et pas en tension.
Or si on alimente un unipolaire avec un ULN2800, on l'alimente en tension, et les performances doivent être nettement moins bonnes. J'ai vu passer des montages qui permettent de sur-alimenter les bobines à leur mise sous tension. Le type de commande est-il complètement différent suivant que l'on ait des unipolaires (alimentés en tension) ou des bipolaires (alimentés en courant)? Ne doit-on pas alimenter les unipolaires en courant et ajouter les ULN à la liste des obsolescences?

Un moteur c'est un bobinage. Dans un bobinage le courant ne peut pas plus s'établir instantanément que la tension ne peut le faire dans un condensateur => les deux doivent se charger.
Le courant qui charge un condensateur en tension c'est simple à comprendre pour les neurones (j'y inclus les miens).
La tension qui charge un bobinage en courant c'est beaucoup moins intuitif pour les neurones (et j'y inclus toujours les miens)

Si mes souvenirs sont encore bons (?) :
La charge d'un condensateur c'est Q = CU.
Celle d'un bobinage c'est Q = LI.

Commander un bobinage avec une source de courant constant ne marchera pas.

D'après ce que j'ai compris, plus la tension est élevée, plus le courant s'établit vite, ce qui permet d'augmenter la vitesse.

Si on parle d'un moteur à collecteur et balais la vitesse est proportionnelle à la tension. Le courant dépend d'une "fonction magnétique" que l'on appelle la force contre électromotrice (fcem) qui est nulle à l’arrêt et qui augmente avec la vitesse.
Si on appelle force électromotrice (fem) la tension appliquée au moteur on a
fem - fcem = Rbobinage* I

Le couple est proportionnel au courant.

Dans le cas d'un moteur pas à pas le couple sera toujours proportionnel au courant dans les bobinages mais la vitesse ne dépendra que de la vitesse avec laquelle on commute les bobinages.
Un moteur pas à pas non alimenté n'a presque pas de couple : juste celui apporté par les aimants permanent et les noyaux de fer doux.
Si on veut du couple de maintien à l’arrêt il faut toujours alimenter les bobinages, sans les commuter bien sûr.

Commander un bobinage avec une source de courant constant ne marchera pas.

Je me suis peut être mal exprimé. Dans les moteurs pilotés par des A4988, il y a une régulation en courant. En mode une phase à la fois, à la commutation, le A4988 laisse tout passer puis régule le courant pour avoir le courant de consigne, sans s'occuper de la tension qu'il peut y avoir aux bornes de la bobine. Si l'alim est de 12V, il y aura 12V aux bornes du bobinage tant que le courant n'a pas atteint sa valeur. Au moment ou la phase doit être coupée, le moteur est mis en cout-circuit car la consigne est 0A (peutêtre pas en mode une phase à la fois, mais c'est le cas pour les microsteps. C'est pour cela que je dis que le moteur est alimenté en courant.

On ne peut pas parler de charge pour une bobine, mais le courant s'établit d'autan plus vite que la tension est élevée. la tension c'est le Ldi/dt, on double la tension, la pente du courant double.

Si on utilise une tension supérieure le courant, donc le couple s'établissent plus vite.

J'alimente mon nema en 2,8V, mais l'établissement du courant se fait avec une tension de 12V. Mais si je l'alimente en 12V continu, il grille. Et si je l'alimente en 2,8V, le courant mettra du temps à s'établir. Je suppose que c'est ce qu'il se passe pour les moteurs commandés avec un ULN2800

Dans le cas d'un moteur pas à pas le couple sera toujours proportionnel au courant dans les bobinages mais la vitesse ne dépendra que de la vitesse avec laquelle on commute les bobinages./quote] A vide oui, Mais en charge il faut que le courant ait le temps de s'établir. Et il y a une vitesse limite car si on augmente la vitesse, le courant diminue parce qu'il n'a plus le temps de s'établir, et on perd le couple.

On ne peut pas parler de charge pour une bobine,

Et si.
Sauf que ce n'est pas une charge électrostatique comme pour un condensateur mais une charge magnétique.
La charge magnétique d'un bobinage, la tension de Lentz quand on coupe brutalement le courant dans un bobinage et la diode de roue libre tout est lié.
Capacité et inductance sont des composants duaux.

Plus qu'un long discours cherche un tuto de conception d'un convertisseur de tension.
Chez Linear Technology (Analog Device maintenant) ils en ont de très bons (j'avais réussi à comprendre et pourtant le magnétisme me donne des boutons) et même un outil de simulation dédié.

Dans un convertisseur de tension le point le plus troublant est qu'un convertisseur de tension optimisé pour 3A aura une inductance plus faible qu'un convertisseur prévu pour 1 A. C'est pour éviter la saturation du noyau magnétique en lui injectant une charge trop importante.

Ce dont tu parles c'est la durée du phénomène transitoire à l'établissement du courant qui dépend du rapport R/L.
Les "drivers", les organes de puissance ont une très faible impédance de sortie (égale au Rds_on d'un MosFet de puissance) et donc ce temps est négligeable devant la durée de l'impulsion de commande.

Capacité et inductance sont des composants duaux.

Cela facilite les choses, quand on a un problème avec un géné de courant, on passe dans l'espace dual et c'est plus facile.

N'empêche que je ne sais pas comment tu peux définir une charge magnétique, ni la mesurer...

Ce dont tu parles c'est la durée du phénomène transitoire à l'établissement du courant qui dépend du rapport R/L.
Les "drivers", les organes de puissance ont une très faible impédance de sortie (égale au Rds_on d'un MosFet de puissance) et donc ce temps est négligeable devant la durée de l'impulsion de commande.

Sauf que ce n'est pas la seule résistance, il y a surtout celle de la bobine. Je reprend un brouillon sur un nema17:
ImageCiDessus.jpg

1,65ohm et 2,8mH fait une constante de temps de 1,65/2,8 soit 0,6ms. Alimenté en 2,8V le courant atteint 70% de sa valeur finale (= nominale) en 0,6ms. Alimenté au départ avec 12V on atteint 100% du courant nominal en environ 0,15ms. On peut donc tourner plus de 4 fois plus vite en 12V qu'en 2,8V pour un couple donné. Au delà de 10V, c'est quasiment proportionnel:
ImageCiDessus2.jpg

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ImageCiDessus.jpg

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