Contrôler un moteur brushless pour réaliser une assistance électrique

Bien le bonjour tout le monde,

Je suis à la recherche d'informations et/ou de conseils pour un projet sur lequel je suis en train de travailler.

Pour faire simple, je cherche à réaliser une assistance électrique pour un chariot. Cela permettra de déplacer un chariot chargé tout en évitant un effort trop important pour l'utilisateur.
Pour cela, j'ai pu récupérer deux moteurs brushless de 250W (voici le lien pour les curieux : 2023 Nouveaux Produits Kits De Moteur De Fauteuil Roulant Kit De Conversion De Fauteuil Roulant Électrique 24v Moteurs 250w Avec Roues Pour Fauteuil Roulant - Buy 24v 250w Dc Electric Motor,24v 250w Electric Wheel Hub Motor,Electric Wheel Hub Motor Product on Alibaba.com)
À savoir que je souhaite réutiliser uniquement les moteurs et non le contrôleur qui est fourni dans le kit. Pour contrôler mes moteurs brushless je souhaite utiliser un contrôleur pouvant être piloté par une carte Arduino.

(la carte de controle en question : https://www.amazon.fr/Contrôleur-Commande-Régulateur-Performances-Durables/dp/B08J41636G/ref=asc_df_B08J41636G/?tag=googshopfr-21&linkCode=df0&hvadid=454710450610&hvpos=&hvnetw=g&hvrand=10660958182389068960&hvpone=&hvptwo=&hvqmt=&hvdev=c&hvdvcmdl=&hvlocint=&hvlocphy=9055520&hvtargid=pla-1053448155329&psc=1&mcid=74d8768e1aec39788859f9e0f1f3399e)

J'ai pu voir qu'il existait plusieurs tutoriels permettant de contrôler les moteurs brushless avec un contrôleur recevant la commande d'une carte Arduino, donc je sais que cela est possible.

Pour réaliser cette assistance, je pensais envoyer une commande qui serait celle de la vitesse actuelle de la roue (et donc du chariot) en effet, mon moteur est équipé d'un capteur à effet hall, je peux donc connaître la vitesse de la roue à tout moment.

Pour l'instant, il s'agit d'une idée, mais je souhaiterais savoir si cela pourrait marcher pour pouvoir acheter le contrôleur et réaliser les premiers tests.
Pensez-vous que cela puisse fonctionner ?

Merci d'avance,
Thibaut

:warning:
Post mis dans la mauvaise section, on parle anglais dans les forums généraux. déplacé vers le forum francophone.

Merci de prendre en compte les recommandations listées dans Les bonnes pratiques du Forum Francophone

Bonsoir,

Bienvenue sur ce forum.

Excuse moi de te l'écrire, tes besoins ou attentes ne sont pas clairement exprimées.

Et tes liens vers les produits que tu a choisit n'aboutissent à rien d'évident.

Donc faute d'info claires, c'est difficile de te répondre très clairement.

La réponse à ta question suivante:

Est OUI...

Bonjour,

Finalement, j'ai trouvé plein d'info autour de ça
71bfPZqTzQL.AC_SL1500~3

Le circuit integré qui gére le contrôleur.

Il y a plein d'avis négatif sur Amazon, sûrement car c'est un produit qui se monte avec certaines protection, il est probable que beaucoup n'aient pas su le monter correctement?

A mon avis, se ne serait pas un luxe de le monter sur un radiateur...

Mais la carte que tu voudrais acheter sur Amazon peut se passer d'un Arduino!

Un potentiométre, 2 Switch, une batterie, un moteur BLDC ( Brush Les Direction Courant) et ses 3 capteur à effet Hall integrés, et c'est prévu pour marcher il me semble.

Je rassemble tout ça et n'envoies.

A+

SUITE:
JY01_V3.5_2018-English.pdf (1,6 Mo)

...

Bonjour Jef,
Tout d'abord merci pour ta réponse et pour tes docs. Je m'excuse si mes besoins ne sont pas correctement exprimés, c'est la première fois que je me tourne vers un forum pour demander un avis externe donc je ne savais pas comment bien exprimer ma demande.

Effectivement, je suis d'accord, elle pourrait se passer d'un Arduino, mais pas dans mon cas, car je souhaiterais récupérer la vitesse de la roue via le capteur hall et ainsi réinjecté sous forme de signal analogique la valeur de la vitesse trouvée précédemment.

Cela permettra à mon sens d'offrir à l'utilisateur une assistance active :
==> Si l'utilisateur pousse son chariot a une vitesse X (vitesse récupérée via le capteur Hall de la roue), l'Arduino (sous forme d'un signal ana) renvoie au moteur une consigne X, les roues du moteur n'iront pas plus vite ni plus lentement que la personne, mais en théorie à la même vitesse. Qu'en penses-tu ? :slightly_smiling_face:

Si le chariot est à l'arrêt, il avance à 0km/h. Donc l'assistance force à rouler à cette vitesse, elle bloque le moteur quoi. L'utilisateur ne peut donc plus faire avancer le chariot.
La remarque, absurde j'en conviens, est vrai à n'importe quelle vitesse. Si l'assistance, maintient une vitesse V, l'utilisateur ne peut plus le ralentir ou l'accélérer. Il faudrait donc un capteur qui remonte une information sur l'effort que fournit l'utilisateur pour pousser ou retenir ledit chariot pour que celui-ci adapte la vitesse.

Bonsoir,

Je ne peux rien dire de différent que ce que dit @fdufnews

C'est le principe même d'un asservissement, asservir à une consigne

  • vitesse
    -couple
    -position
    ...
    Et pour asservir correctement, il faut un retour, cohérent par rapport à la consigne.

Mais aussi, il faut une consigne cohérente par rapport à ce que toi tu veut atteindre.

La consigne "je pousse mon chariot pour qu'il aille à la même vitesse que celle à laquelle je le pousse", ça ne colle absolument pas, pousser, ce n'est pas une consigne de vitesse.

Définit toi une consigne cohérente.

Tu veut quoi exactement, que l'utilisateur n'ait pas à pousser trop fort son chariot, mais uniquement toujours avec la même force?

Alors là oui, il faudrait un capteur de force, tu mesure la force fournit par le pousseur, et tu régule la vitesse du chariot de sorte que le force reste constante ou inférieure à un seuil.

Sur un vélo électrique, il y a soit un capteur de couple, directement installé sur l'axe du pédalier et qui mesure le couple de pédalage pour fournir une assistance en couple mécanique (en fait, c'est un capteur de torsion, ou une jauge de contrainte, qui mesure la torsion de l'axe du pédalier produite pas le cycliste qui pousse sur la manivelle de l'axe du pédalier (via la pédale), et la roue et le poids du vélo qui freine, et au milieu l'axe du pédalier qui du coup subit une torsion!

Il existe aussi des capteurs de rotation sur l'axe du pédalier, la régul se fait par asservissement de vitesse, je dirais plutôt une assistance hybride, si on ne pédale pas, il n'y a pas d’assistance, si le vélo dépasse 25km/h, il n'y a plus d’assistance, et c'est l'utilisateur qui choisit (avec le contrôleur) le niveau d’assistance en couple du vélo (en tout cas sur le vélo elec de ma fille, c'est comme cela que ça se passe).

Mais pour ton chariot, avec les capteur à effets hall qui mesurent une vitesse, pour l'instant, c'est la seul info dont tu dispose, et avec seulement elle, ce serra plutôt un asservissement de vitesse avec une poignée accélérateur, un peu comme sur les trans-palettes électriques qui serait le plus évident.

Sinon, pour faire un asservissement de force, sans capteur de force, il faudrait pouvoir modéliser le système pour pouvoir évaluer les pertes (échauffement du moteur, pertes magnétiques...) pour pouvoir définir, à partir de la puissance absorbée (U et I mesurés sur la batterie), quelle serait la puissance utile (Pabsorbée - Pertes = Putile = Couple x Vitesse de rotation).
Régle de 3, si tu connais la Puissance absorbée, les Pertes, et laVitesse de rotation, Bingo tu connais le Couple. (Pa - Pertes)/Vitesse de rotaion = Couple

Alors peut-être, à vérifier, que l'on peut estimer que les pertes soient purement proportionnelles au courant, genre pertes = k I ou K (I x I) avec K constant et connut.
Alors dans ce cas Couple = (Pabsorbée - Ki)/Vitesse de rotation, tu connais Pabsorbée, K, I, Vitesse de rotation, donc tu a (enfin) le couple.

Ce qui donnerait:
Le pousseur doit toujours pousser un minimum pour que le chariot avance, si le chariot est trés lourd, il sera assisté, et il n'aura pas besoin de pousser comme un âne.

Mais je ne m'avance pas sur mon concept "asservissement couple sans capteur de couple" je lance juste l'idée.

Cela est-il possible avec le genre de contrôleur cité de ralentir ou de bloquer le moteur?

Bonjour,

Sur le principe, compte tenu du schéma proposé par le fabricant du kit, si les 3 phases du moteur sont reliées entre elles et à la masse par le biais des transistors, ça fait l'effet d'un frein electromagnétique.

Je m'explique.

Les bobines sont dans le champ magnétique des aimants permanents, et quand elles ne sont pas alimentées, la machine fonctionne en génératrice de courant, comme une dynamo.

Si on pousse le chariot bobine non alimentées, elles veulent produire du courant.

Tu te trouve dans un cas similaire quand tu charge l'alternateur de ta voiture (plein phare...et moteur au ralentit), l'appel de courant freine l'alternateur, donc le moteur qui l'entraîne .

La question n'est pas là, c'est un raisonnement par l'absurde.
Ceci dit comme le contrôleur peut piloter le moteur dans les 2 sens, il peut toujours créer un couple résistant à l'avancement et donc bloquer le chariot.
La question que je voudrais que @thibaut36 se pose c'est quel sera le moyen d'agir sur la consigne une fois le système en route pour que le chariot n'avance pas à vitesse constante ad vitam æternam.

Oui et non, si tu ne bloque pas le moteur ou tu as un frein forcé de celui-ci, tu pourras toujours quitter une vitesse inférieur, donc 0.
La question devient alors comment tu freine l'assistance, car tu as toujours la possibilité d'augmenter la vitesse :slight_smile:
Par contre sinon effectivement tu reste à 0, mais je me demandais alors comment techniquement cela se réalise.

Du coup oui, j'ai personnellement bien compris ton objectif, ma question n'était absolument pas pour indiquer que ton raisonnement est erroné, mais comprendre le mécanisme

Bonsoir,

C'est justement en se penchant un peu sur le mécanisme des asservissements, avec le principe de la boucle de contre réaction qui permet de comparer par exemple la vitesse obtenue avec la consigne de vitesse envoyee.

Si la consigne est "roule à la même vitesse que tu roule" il y aura je le craint un risque d'auto emballement du système.

Parce que si le système, dans une descente par exemple, change de vitesse, la consigne de vitesse va en faire de même, et ainsi de suite.

Donc il faut choisir une consigne cohérente (vitesse, couple, position, etc...).

Non, je parlais du mécanisme physique dans le montage driver + moteur, pas de l'algorithme d'asservissement.
Je pensais que si tu n'applique pas une demande de rotation inverse, tu ne peux pas freiner ou bloquer le moteur, lorsque celui est entrainer manuellement.
En gros, tu ne peux pas rester à 0 km/h, si tu fais un entrainement manuel.

Mais c'est un questionnement de principe, cela ne remet pas en cause l'asservissement proposé par @fdufnews

Un frein en quelque sorte?

Si on relie les fils d'un moteur cc ou dans le cas présent, les 3 phases en court-circuit, ça freine le moteur, mais de là a le bloquer, je ne pense pas.

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