NEMA 23 et drivers TMC5160 ou TB6600 (peu de bruit pour moteur 1.8A)

[bvking]

Bonjour,

Pardon d'avance pour la recurrence de mes questions, mais je sais plus quoi choisir!

Je souhaiterais avoir des conseils et connaitre les meilleur drivers pour controller ce NEMA 23 tirant 1.8 Amperes.

nema23. 2.4NM

Voici sa courbe de force de couple en fonction de la vitesse

23HS41-1804S_Torque_Curve.pdf (159.4 KB)

Pour mon projet j'ai besoin de 10 moteurs pouvant faire tourner dans l'ideal un poids de 127 grammes, le long d'une barre de 1 m en aluminium de 60 grammes.
Mais je veux bien diviser la longueur de la barre an alumium par deux. Donc 50 cm et 30 grammes

Dans la video que j'ai mise, on voit 6 moteurs faisant tourner des barres 30 cm de 20 g auxquelles j'ai collé au bout des lumières de 15 grammes.
Ce sont de simple NEMA 17 pilotés par des DRV8825 avec une alimentation de 28 Volt

test 6 moteurs NEMA couple .42 NM

Dans l'ideal, j'aimerai faire des mouvement d'un demi tour quasi instantanément, les accelerations sont tellement grandes que les moteurs vont forcément décrochés, alors je vais limiter ma barre comme précisé avant.

J'ai vu qu'il ya des drivers qui sont contrôlés en digital ce qui donne un mouvement plus lisse, souple et surtout moins bruyant. Mon projet étant une installation artistique, il faut que le mouvement soit parfait et pas bruyant car l'ensemble du mouvement générera de la musique et j'ai que des spectateurs déambulent entre les moteurs.

Je dois faire tourner mes moteurs de manière pendulaire et circulaire. Dans le premier cas, j'ai forcement des à-coups, surtout quand le mouvement va de 21h à 3 h.

Dans la video que j'ai mise on voit les lumières, donc les moteurs, décrocher à vitesse nulle quand ils doivent changer de position, il faut absolument que je n'ai plus ce probleme!

J'ai vu TMC5160 (je crois qu'il est controlé en DSP, en 32 bit, si j'ai bien lu) et TB6600

TMC5160

Pour cela, j'ai deja des supports de drivers pour les contrôler, mais ces support driver peuvent supporter 30 volt max, à mon avis, il faut que j'essaye au dessus voir si les modules crament au risque de bruler un DRV 8825 à 1 euros, c'est pas grave.

TB6600

Je ne crois pas que le TB6600 soit en DSP (digital), mais il est pas cher et j'ai déja testé le TMC 2209 V1.0 TMC2209 qui est normalement suffisant pour contrôler un moteur jusqu'a deux amperes, mais il fonctionne moins bien qu'un DRV 8825.
Le moteur décoche au bout d'un moment et pas avec le DRV8825.
Je viens de me dire que je devrais essayer TMC2209 V3.0, mais le probleme des TMC22XX est qu'ils sont limités à 28 Volt, et que si je veux benificier du maximum de couple, il faut que j'alimente mes moteur en 48 V.

DM320C celui là est censé faire moins de bruit que le TB6600 et il coute 10$, mais il peut fonctionner en 36 volt max et 2.2 A max, est ce que ses caractéristiques sont assez bonnes pour mes besoins?

Aussi, quel serait le meilleur systeme (si besoin) pour refroidir les drivers? Est ce que du fait qu'ils soient chaud les moteurs sont chaud aussi, ou c'est le simple fait de les utiliser à la limite de leur couple maximal?

Merci de m'avoir lu et si vous pensez qu'il y a des meilleurs choix de moteurs et drivers pour 50eur max pour l'ensemble, dites le moi.

[fdufnews]

@bvking

pouvant faire tourner dans l'ideal un poids de 127 grammes,

Il n'y a pas moyen de gagner du poids là-dessus.
On trouve maintenant des LEDs de puissance qui ne pèsent que quelques grammes. Et même en plaçant un diffuseur devant pour donner l'impression que c'est une ampoule tu devrais être en-dessous des 100g.

@bvking

le long d'une barre de 1 m en aluminium de 60 grammes

A voir, mais je pense qu'une tige en fibre de carbone pourrait être plus légère.
Encore que si tu fais le choix des LEDs la barre métallique pourrait servir de dissipateur.

[bvking]

Blockquote tige en fibre de carbone

J'ai vu ceci tige plate en carbone, elles font 50 cm et je peux la fixer directement sur le moyeu qui est fixé sur mon axe moteur.

Mais, j'ai peur qu'elle soit un peu trop souple et que les à coup vont la faire osciller à cause du poids de la lumière. En fait ce sont par les LED qui sont lourdes, mais les piles qu'il faut mettre (3 piles AAA).
Pour l'instant, celles que j'ai font deux watts avec deux piles plates CR2032, donc j'ai 17 grammes en tout.
Si, je mets deux lumières cote à cote, est ce que je gagne en luminosité? Normalement oui?

Et si oui, une barre en carbone avec un poids de 34 grammes devrait facilement tourner et tenir des à coups pour faire un tour en quart de seconde, j'espère

[fdufnews]

@bvking

mais les piles qu'il faut mettre (3 piles AAA).

Il faut placer les piles sur l'axe de rotation pas à l'extrémité du bras, voir de l'autre coté de l'axe pour équilibrer l'ensemble. Cela limite le couple nécessaire au mouvement en réduisant le balourd.
Une barre est moins rigide qu'un tube (qu'il soit de section circulaire ou rectangulaire). On trouve plus facilement des tubes en carbone maintenant, car c'est pas mal utilisé pour faire des drones multi-rotors.
Éventuellement, une barre avec une section en U, mais un tube sera toujours préférable.

@bvking

si vous pensez qu'il y a des meilleurs choix de moteurs et drivers pour 50eur max pour l'ensemble

Si ton budget était plus élevé, j'aurais proposé des servomoteurs à base de moteur brushless mais je pense que cela doit dépasser les 50€. J'avais vu des projets open source je ne sais plus où, il faudrait que je recherche ça.

[bvking]

@fdufnews

Il faut placer les piles sur l'axe de rotation

je vais essayer merci

[vileroi]

Concernant le bruit
Les drivers ne font quasiment pas de bruit comparativement aux moteurs. Et le bruit du moteur va dépendre de son alimentation, mais je ne vois pas pourquoi un driver pourrait faire plus ou moins de bruit.
Ce que j'ai observé, c'est que le bruit ne dépendrait que de la vitesse du moteur et du nombre de micros pas. En mode pas le bruit est épouvantable, passer en au moins 16µpas permet de le réduire considérablement. Je n'ai pas essayé en 256µpas. En tout cas en mode pas, il peut y avoir des résonnances qui font beaucoup plus de bruit et limitent la vitesse des moteurs.

Equilibrage

@fdufnews

Il faut placer les piles sur l'axe de rotation pas à l'extrémité du bras, voir de l'autre coté de l'axe pour équilibrer l'ensemble. Cela limite le couple nécessaire au mouvement en réduisant le balourd.

Entièrement d'accord, il vaut mieux équilibrer les masses.

Pour l'alimentation
Le couple ne dépend que du courant. Et ce dernier est le même quel que soit la tension d'alimentation pour les basses vitesses. Quand les vitesses deviennent importantes, les courant n'ont plus le temps de s'établir et augmenter la tension permet d'accélérer les montés du courant. Mais dans ce que je vois de la vidéo, c'est que les vitesses de rotation sont faibles (de l'ordre d'un ou deux tours par seconde. Dans ces conditions, augmenter la tension d'alimentation ne devrait pas se sentir.

A propos de la courbe de couple
Il s'agit de la courbe "torque out" et non pas de la courbe "torque in". La deuxième serait la courbe donnant le couple maximal que l'on peut attendre en fonction de la vitesse, départ arrêté. La courbe torque out donne la même chose mais non pas moteur arrêté, mais moteur lancé. Cela fait référence à la sur-vitesse. Un pas à pas ne peut pas démarrer à une vitesse de 1000tr/mn, mais si on le lance avec une accélération, on peut atteindre ces vitesses.
Deuxième chose qui me paraît suspect est que pour les basses vitesses la courbe de couple ne devrait pas dépendre de la tension.
Troisième chose qui me paraît suspect est que le couple est nul vers 330tr/mn, alors qu'un pas à pas peut largement aller au delà.
Conclusion: je ne sais pas d'où sort cette courbe, mais je n'ai aucune confiance en ce graphe.

Le décrochage
Si le moteur chargé est capable de démarrer à 1tr/s, une inversion de sens instantanée +1tr/s -> -1tr/s correspond à un démarrage de à 2tr/s. Pour éviter le décrochage, on peut soit diminuer les vitesses (passer par exemple à 0,5tr/s) soit freiner le moteur et le relancer dans l'autre sens. Il faut donc procéder à une accélération. On peut par exemple pour que cela ne se sente pas trop, freiner sur 1/10 tour et accélérer sur 1/10 tour. Sans bibliothèque c'est faisable avec quelques paliers de vitesses.

Décrochement avec un TMC2209 et pas avec un DRV8825
J'ai de gros doutes avec le même moteur si les courants de réglages sont le mêmes. Quels sont les réglages des courants?

Réglage du courant
Si le moteur est un moteur donné pour 1,8A par phase, on peut régler le driver jusqu'à √2. 1,8A soit 2,5A. Ben entendu le driver va chauffer car il laisse passer du courant et le moteur va chauffer si il est au maximum de ses capacités. Il n'y a pas de choix: soit on utilise le moteur au maximum de ses capacités et il chauffe soit on diminue le courant ce qui diminue d'autant le couple.

Pour les piles
Un système avec deux bagues circulaires et deux balais permettrait de ne plus utiliser de piles. ce serait mécaniquement plus complexe, mais on diminue les masses en mouvement et on peut allumer les led "automatiquement".

Tige rigide ou pas?
Dans un pas à pas, si il est parfaitement aligné, le couple est nul. Le couple est maximal si il est en retard d'un pas, et on peut aller un peu plus loin au démarrage, environ un pas et demi. Si la tige est parfaitement rigide, on ne peut pas démarrer avec plus d'un pas et demi entre la position réelle et la position demandée. Si la tige est légèrement flexible, on peut avoir la rotation du moteur de quelques pas avant que la tige ait bougée en bout. On peut donc démarrer plus vite. Il y a donc un compromis à trouver entre démarrage rapide er oscillation de la tige.

[edit]
Les drivers SPI se semblent pas pouvoir faire d'accélérations douce. Mais on peut faire des accélérations par paliers. Leur intérêt est que les impulsions step ne sont plus gérées par le micro. C'est intéressant en 256µpas car à 1tr/s, on est à 50000 impulsions par seconde à gérer.