Moteur pas à pas avec un fort couple

Bonjour,

Je suis tout nouveau en electronique (contrairement à la programmation), et j'aurais donc besoin d'un avis sur des choix hardware, je me tourne donc vers vous :)

Mon projet consiste à faire tourner un axe d'avant en arrière (oscillation), axe portant 2 pales en aluminium de 2,6m. (exemple vidéo de mon travail : https://www.facebook.com/photo.php?v=515217808530883, le pack de bière va être remplacé par les pales). Le tout est relativement lourd, et d'après nos simulations sous logiciel de mécanique, nous avons besoin d'un couple moteur d'environ 10Nm. Les essais réalisé sur la vidéo sont fait avec ce moteur : http://www.robotshop.com/eu/PDF/rb-soy-12-unipolar-stepper-motor-specs.pdf, et dès que nous avons rajouté les pales le moteur n'était plus suffisamment, même avec des pas très lents.

Voici donc la solution que j'envisage pour réussir à faire tourner le tout, en ayant une certaine marge de sécurité :

Moteur : connecté en série http://motioncontrolproducts.co.uk/products/2/7/nema_34_high_torque_stepper_motors/ - http://motioncontrolproducts.co.uk/motionnews/wp-content/uploads/2012/05/FL86STH156-4208A-H-stepper-motor.pdf Motor Shield : http://www.robotshop.com/pololu-dual-motor-driver-shield-arduino-2.html Alimentation : http://www.miniplanes.fr/batteries-accumulateurs/alimentations-stabilisees/power-supplt-regulated-515v-dc-015a-output-p-38208.html

Pouvez-vous me confirmer que cette solution semble bonne ? que le moteur, le motor shield et l'alimentation sont compatible ? est-ce qu'avec ce type de matériel je pourrais toujours utilisé la librairie Stepper ou AccelStepper ?

Si vous avez besoin d'autre information je suis à disposition.

Merci beaucoup d'avance pour votre aide. (Cela m'évitera de débourser trop d'argent dans une mauvaise solution :))

Salut

attention le couple donné dans les notices pour les moteurs pas à pas est le couple de maintien... Par expérience les moteurs PAP n'aiment pas les fortes inerties ce qui est le cas avec tes pales.

Pourquoi ne pas essayer un motoréducteur Doga, ça envoie du lourd pour pas trop cher, quite à mettre des capteurs de position si tu dois avoir un arrêt précis.

Par curiosité : à quoi va servir ton montage?

Tout d’abord, merci beaucoup pour ta réponse.

Effectivement il semble que je sois partie dans la mauvaise direction avec un moteur pas à pas, je t’avoue que je pensais “bêtement” que si le couple de maintien était suffisamment fort, le couple pour faire tourner aussi, quitte à démarrer en douceur.

Pour information, il s’agit d’une installation pour une exposition, il s’agit en quelque sorte d’un arbre mécanique (il y aura des feuille d’aluminium qui pendront des 2 pales), qui réagira à la présence via des capteur PIR (6 en tout). Dès qu’un capteur est activé l’arbre fera un mouvement d’avant en arrière (comme sur la vidéo) et plus il y aura de capteur activé, plus le mouvement sera ample / rapide. Donc pas besoin d’une très grosse précision, je peut avoir des écarts de 20° sur l’angle de rotation sans que ce soit catastrophique : En le pilotant à faible vitesse via PWM et en laissant des “Delay()” très court, puis en utilisant le PIN brake, penses-tu qu’avec un moteur DC je puisse attindre ce niveau de précision ?

Concernant le moteur en lui même, j’ai regardé un peu les DOGA, et il semblerait que pour un moteur qui délivre du 10Nm, le prix soit presque le même que pour le Pas à Pas que j’ai repéré : as-tu une adresse particulière pour ces moteurs ? moins couteux ? :slight_smile:

Enfin, en terme de shield arduino pour piloter avec des courant / tension relativement élevé, rapport au moteur, as-tu des pistes de bon shield pour cela ?

Encore merci pour l’aide, et désolé pour la vague de question mais j’ai besoin d’apprendre :slight_smile:

Merci !

Poulpizator: ... Pour information, il s'agit d'une installation pour une exposition, il s'agit en quelque sorte d'un arbre mécanique (il y aura des feuille d’aluminium qui pendront des 2 pales), qui réagira à la présence via des capteur PIR (6 en tout). Dès qu'un capteur est activé l'arbre fera un mouvement d'avant en arrière (comme sur la vidéo) et plus il y aura de capteur activé, plus le mouvement sera ample / rapide. Donc pas besoin d'une très grosse précision, je peut avoir des écarts de 20° sur l'angle de rotation sans que ce soit catastrophique : En le pilotant à faible vitesse via PWM et en laissant des "Delay()" très court, puis en utilisant le PIN brake, penses-tu qu'avec un moteur DC je puisse attindre ce niveau de précision ?

bonjour encore un truc inutile, donc parfaitement indispensable 8) , comme j'aime bien :grin:

simple reflexion : tu n'a pas besoin d'une rotation continue (faire faire plusieurs tours ) , mais plutôt une bonne amplitude ? et rapidité de deplacement CW/CCW ?

exactement !

Poulpizator: exactement !

je remets ma casquette d'ingé qui va (essaye d'aller) au plus court :grin: alors pourquoi pas plutôt regarder du coté des "gros" servo ?

ça embarque toute la tripaille electro/meca( quitte à faire un peu de démultiplication si 180° ne te convient pas) , la gestion arduino est simple et le bilan financier final surement pas plus important pour une plus grande facilité de mise en oeuvre.

maintenant , il faut sourcer le bon candidat et donc exposer les contraintes imperatives celles que je détecte : quelle vitesse angulaire max °/seconde ? quelle amplitude angulaire (si course 180° = +/- 90° te suffit , le choix va etre déjà plus large sans plus de modif meca) masse à deplacer

les specialistes du modelisme pointu sauront alors mieux que moi te conseiller sur un choix mais des servos high torque , high speed ça existe rapidement youtubé http://www.youtube.com/watch?v=Fcp7-l-vJ-Q

Salut,

Concernant le shield pour le moteur, il est possible d'en faire un à partir de MOSFET de puissance comme les STP16NF06 (max 16A et 60V).

Je suis moi même d'en fabriquer un pour moteur pas à pas. J'ai en effet récupérer dans une poubelle d'entreprise un stock de moteurs pas à pas de fort couple (3A) et de faible tension d'alimentation (1,6V).

J'ai fais le circuit imprimé, il ne me reste plus qu'à souder les composant et ... à le tester !

Mais bon, si tu t'orientes vers des moteurs à courant continu, tu vas devoir faire ton propre circuit car le mien intègre un L297...

Philomenale

Encore merci pour l'aide, effectivement un Servo pourrait être la solution, mais j'ai peur que cela soit plus onéreux vu la puissance nécessaire : à voir effectivement ;)

Pour répondre à tes questions :

Vitesse angulaire max : 90°/s Course : 180° c'est déjà très bien, si je peux avoir plus c'est mieux, mais sinon c'est pas rédibitoire. Masse : d'après nos calculs (sous catia - logiciel de CAO) nous sommes sur du 10-12Nm.

Merci encore pour l'aide si vous avec une idée de piste pour trouver un moteur + shield correspondant !

Re Bonjour à tous,

Je reviens ici car après avoir cherché un servo moteur de 12Nm, je n’ai rien trouvé à prix abordable (max 100 -150 €).

Cependant, j’ai trouvé un DC moteur à 20tr/min et 12Nm à seulement 30€ : http://radiospares-fr.rs-online.com/web/p/motoreducteurs-v-cc/3213170/ - http://docs-asia.electrocomponents.com/webdocs/00aa/0900766b800aa326.pdf (ref : 919D8101).

Qu’en pensez-vous ? cela serait-il la solution ? possible de le piloter avec l’Arduino Morot shield rev3 ? (j’ai un doute sur l’amperéage).

Merci encore pour l’aide !

Poulpizator: Re Bonjour à tous,

Je reviens ici car après avoir cherché un servo moteur de 12Nm, je n'ai rien trouvé à prix abordable (max 100 -150 €).

Cependant, j'ai trouvé un DC moteur à 20tr/min et 12Nm à seulement 30€ : http://radiospares-fr.rs-online.com/web/p/motoreducteurs-v-cc/3213170/ - http://docs-asia.electrocomponents.com/webdocs/00aa/0900766b800aa326.pdf (ref : 919D8101).

Qu'en pensez-vous ? cela serait-il la solution ? possible de le piloter avec l'Arduino Morot shield rev3 ? (j'ai un doute sur l'amperéage).

Merci encore pour l'aide !

Alors toujours dans le mode DIY et bidouille Je cannibaliserais une perceuse sans fil bas de gamme genre ça, le couple et vitesse doit etre largement suffisant http://www.castorama.fr/store/Perceuse-sans-fil-12-V-HP12CD-PRDm488105.html et je controlerais sens et vitesse avec un pont en H hybryde (relais+mosfet) http://cjoint.com/11dc/ALtoCcSTp40_hhybr.jpg le rapport qualité prix doit etre assez optimum :grin:

Si il faut 10Nm sur l'arbre, cela ne veut pas dire qu'il faut un moteur de 10Nm! La façon la plus simple d'accoupler un arbre et un moteur c'est poulies et courroies crantées : pas de problème d'alignement et d'accouplements coûteux. Avec des poulies on peut déjà obtenir un rapport de réduction de 3 ou 4. Ce qui ramène le couple entre 2,5 et 3Nm. Après il faut savoir à quelle vitesse. Les moteurs PàP sont faciles à utiliser mais ils ont des inconvénients : - le couple maxi ne peut être obtenu qu'en dessous d'une certaine vitesse (en général autour de 1000step/s soit 300 tr/mn pour un 200 pas) - en mode pas entier il y a souvent des problèmes de résonance qui les font grogner. En demi pas, on perd du couple et en micropas on alourdit l'addition. - sauf à rajouter un encodeur, on ne sait pas si on a raté des pas aussi bien en accélération qu'en décélération. Sinon il y a les moteurs à courant continu avec ou sans balais. On trouve tout et à tous les prix ! Pour une application "événementielle", on a pas besoin d'une qualité industrielle capable de milliers d'heures de fonctionnement. Donc oublier RS! On peut aussi exclure les "jouets" peu fiables. Ce qui me parait le plus accessible et simple à mettre en oeuvre ce sont les moteurs de roues de robots. Ils incorporent tout ce qui est nécessaire : moteur, encodeur et réducteur. Dans les gammes moyenne puissance ont doit trouver du chinois à prix acceptable.

Deuxième question : shield arduino ? Réponse formelle : NON. (ça va faire hurler ;-) )

Deux raisons essentielles : - dans l'univers arduino on peut trouver des cartes autorisant, au mieux, un courant maximal de 4A, sans radiateur ni ventilateur. En pratique on ne pourra les utiliser qu' à 1-1,5 A car au delà elles vont cuire faute de refroidissement. - quand on joue avec des moteurs, on entre dans l'univers des "glitches" et des "surges" (en français des parasites) . - un moteur bloqué ou au démarrage, c'est une charge purement résistive (U=RI) donc on peut avoir de grosses pointes de courant. - en décélération, il peut se transformer en générateur. - un moteur à balais crache des parasites HF qui peuvent envoyer un microcontrôleur au paradis des fumeurs de moquette.

Il est de bonne pratique d'isoler les alimentations et si possible les circuits de commande vie des opto-isolateurs.

En terme de rapport qualité/prix + fiabilité, on ne fera jamais mieux que le moteur d'essuie-glace. Seul inconvénient : il ne tourne pas très vite (env. 1 tr/sec) . Mais avec une surmultiplication ?

http://cjoint.com/11dc/ALtoCcSTp40_hhybr.jpg

Faudrait tester mais j'ai peur qu'à la deuxième ou troisième commutation le mosfet s'envole au pays du rêve.

Si le moteur tourne encore quand on commute, cela va faire des étincelles.

J'ai fait pire.

Damned, la perceuse sans fil, c'est LA solution .

Avec une carte de commande moteur de 30A à 30 zorros, il y a une chance que ça fonctionne !

Vraiment, merci à tous pour vos réponses !

Bon déjà, je penses qu’il y a une chose de clair maintenant, pour mon projet il faut un moteur à courant continu.

Concernant la solution de la perceuse, je vous avoue que je suis pas complètement convaincu : cela risque d’être complexe de la fixé proprement à ma structure et cela me semble relativement hasardeux :s Sachant que je suis vraiment pas doué en électronique.

J’ai enfin trouvé un motoreducteur qui me semble tenir la route, le voici : http://www.robotshop.com/eu/productinfo.aspx?pc=RB-And-69&lang=fr-CA
Il a un très gros couple ce qui me permettra d’avoir plus de marge de manoeuvre pour chargé la structure.

En revanche il semble consommé un max de courant, donc je pensait m’orienté vers cette carte, piloté via Arduino : http://www.robotshop.com/eu/productinfo.aspx?pc=RB-Pol-181&lang=fr-CA

C’est une solution qui n’est pas très DIY, et pas non plus donné, mais pouvez-vous me dire si cela vous semble bon ?

Merci encore !

alienboats: http://cjoint.com/11dc/ALtoCcSTp40_hhybr.jpg

Faudrait tester mais j'ai peur qu'à la deuxième ou troisième commutation le mosfet s'envole au pays du rêve.

Si le moteur tourne encore quand on commute, cela va faire des étincelles.

J'ai fait pire.

Damned, la perceuse sans fil, c'est LA solution .

Avec une carte de commande moteur de 30A à 30 zorros, il y a une chance que ça fonctionne !

bonjour J'ai testé (pour une application de positionnement d'antenne, recherche du maxi, depassement et retour, sur base PIC pas arduino , mais là la problématique est identique ) , pas eu de problème avec les commutations, en gérant correctement la cinématique de commutation mosfet puissance et relais, et avec une demultiplication moteur importante le temps d'inertie est tres court , au louchometre de précision :D , ça doit etre +/- = au temps de commutation mécanique du relais (en tous cas dans mon appli , rien de critique n’était visible à l'oscillo, pas d’étincelage, ni signe de charbonnage sur les contacts relais)

J'aime bien réutiliser/devoyer (je precise : en mode en loisir :grin: ) de l'existant pas initialement prévu pour 8) Quand on a pas deux main gauche 8) , un peu d'outillage, pas mal de reflexion, on peu sortir quelques trucs sympa. l'interfaçage meca/electro rebute souvent beaucoup de personne, c'est souvent du à un manque de culture/pratique concernant les différentes "techniques"

c'est le charme de la "discipline" :grin:

Poulpizator: ...

C'est une solution qui n'est pas très DIY, et pas non plus donné, mais pouvez-vous me dire si cela vous semble bon ?

Merci encore !

Bonjour Sur cette simple question , il semblerait que l'ensemble tienne la route j'ai lu rapidement le DS du controleur , il semblerait qu'il soit possible de //leliser ses sorties pour augmenter le courant disponible pour un seul moteur. attention peut etre au thermal shutdown l'ideal serait de mesurer les conso du moteur en situation reelle et ensuite de sourcer le bon candidat driver conducteur mais dans la mesure ou là le fournisseur est le meme , les fraits de porc 8) impactent le budget ? tu es dans quel coin ? (pour infobarquee , j'ai dit coin ! , pas coin-coin :grin: )

Merci beaucoup pour ta réponse.

Concernant le moteur, d'après les specs, la consommation en pique, avant décrochage est de 22A.

Pour ce qui est de la carte, encore d'après les specs, en branchant sur les deux canaux on peut aller max à 24A en continue, et jusqu'à 60A en pique. Au pire je pourrai installer un système de refroidissement.

Je penses effectivement commander les deux ensembles pour les frais de port.

Pour information, je suis à Paris et pas au coin coin :)

Merci encore !

Après avoir répondu à toutes mes questions, j'en ai une dernière pour être certain de pas me planter : est-ce qu'avec cette alim c'est bon ? http://www.rc-france-modelisme.com/shop/alimentations-230v-12v/225-alimentation-regulee-230v-12v-30a.html

Et encore merci !!!

Poulpizator: Après avoir répondu à toutes mes questions, j'en ai une dernière pour être certain de pas me planter : est-ce qu'avec cette alim c'est bon ? http://www.rc-france-modelisme.com/shop/alimentations-230v-12v/225-alimentation-regulee-230v-12v-30a.html

Et encore merci !!!

A priori ça tient la route 100% full load burn-in test mais c'est pareil l’idéal aurait été de faire d'abord qq mesures sur le moteur en charge

je suis aussi sur Paris (pour encore quelques mois :grin: ) En MP , tu es dans quel coin-coin de Paris ? 8) Si ce n'est pas a perpete, selon mes dispos, lorsque tu aura reçu ton moteur et si tu n'a pas de matériel de mesure je peux éventuellement passer une heure ou deux là dessus.

bonjour je profite de cette discussion si vous le permettez, pour vous demander conseil à mon tour je viens d'acheter un moteur pas à pas et je suis une bille en la matière étant impatient j'ai éssayé de le faire tourner avec un l293d, ça l'a fait tourner un peu mais bizzarement et s'est mis à chauffer ...(alim 12v 40w) en lisant les spec ça semble évident, paix à son âme je remballe donc mon impatience. j'ai cherché l'élément qui pourrait le driver, le bon pont en H (capable d'encaisser 3A par phase) mais j'ai l'impression que ça n'est pas si simple, qu'il faut faire un shield avec d'autres composants que le pont en H je suis tombé sur ça : https://www.sparkfun.com/products/10859 un peu cher et je ne comprend pas tout (le brancher à un PC pour le regler? ...) ou ça à base de L298 : http://www.evola.fr/product_info.php/arduino-motor-shield-rev3-p-257

ma question est donc : faut il passer par ce genre de shield ou tout simplement acheter un L298 et le monter simplement suivant ce shéma :

ou auriez vous un autre shéma avec liste de composant et une référence de pont en H? merci d'avance! bien à vous

L298 est donné pour 2A et 4A maxi mais serait ce suffisant?