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je bute sur le choix d'un moteur



  1. #1
    ABN84

    Arrow je bute sur le choix d'un moteur


    ------

    bonjour tout le monde,
    voilà, j'ai un systeme à realiser. sans entrer trops dans les details, j'ai deux moteurs brushless qui vont chacun tracter une charge. ces deux moteurs sont orientables celon deux directions, il faut donc compter deux moteurs par BRUSHLESS. 4 moteurs supplementaires en tout. pour orienter 3 autres organes j'ai 3 moteurs du meme type que ces derniers. ca fait 7 au final (plus les 2 brushless)
    mes questions sont les suivantes:
    - pour ces 7 moteurs, j'hesite entre moteurs pas à pas et servomoteurs synchrones
    - le tout va etre piloté par un microcontroleur pic
    - on m'a dit que le servomoteur est plus facile à commander, est ce vrai (il peut etre directement lié au pic alors que le pap doit passer par une carte de commande?
    - le servomoteur a-t-il un couple à l'arret (comme le pap)?
    - ne pourrait on pas commander le pap directement a partir du pic (à travers un buffer): 4 bits par moteur?
    - si oui que vaut il mieu le commander dierectement ou à travers une carte de commande dont les entrées sont horloge et sens?
    - et au final quelle difference entre pas à pas et servo? pas du point de vue principe, mais aventages/inconvenients, contraintes technologiques, afin que je puisse faire le bon choix.

    merci

    PS: n'hesitez pas à me demander de plus amples informations

    -----
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

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  3. #2
    verdifre

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonjour,
    il faut avant toutes choses quelques precision, du genre debatement maxi, couple, precision, vitesse de deplacement etc...
    on ne peut pas faire un choix raisonné avec de si faibles renseignements

    fred

  4. #3
    ABN84

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonsoir,
    pour les 7 moteurs:
    courant max 5-7A
    couple: entre 100 et 400 mN.m
    precision: entre 1 degré et 5 degrés
    vitesse: faible (importe peu)

    ma contrainte principale est le poid: entre moteurs, cartes, capteurs et structure (composite), le poid maximal admis est 2Kg.j'ai, donc, interret à utiliser le moins de choses possibles et les plus legers possibles, mais biensur pas au depend du bon fonctionnement (ex: quand je positionne un brushless à 30°, il doit y rester et ne pas bouger sous l'effet d'une quelconque force), et biensur inutile de se compliquer la vie si ce n'est pas un besoin.

    là, c'etais ma premiere idee (le tout commandé par pic):
    Fichiers attachés Fichiers attachés
    Dernière modification par ABN84 ; 06/10/2006 à 21h33.
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  5. #4
    verdifre

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonjour,
    je suis persuadé que tu prends la probleme par le mauvais bout. Il faut que tu commences par une etude mecanique complete de ton systeme et que tu en sortes des caracteristiques chiffrées pour tes actionneurs. Il faut aussi que tu fasses un cahier des charges precis sur les positionnements que tu desires. Quand tu as toutes ces données, cela te permets de faire un certain nombre de choix technologiques, Type eventuel de reducteur ( engrenages, courroie, vis ecrou, vi à bille etc...) type eventuel de capteur, type de moteur,type de commande etc.....
    bref, si tu commences par le choix du materiel et que tu cherches apres à lui imposer des performances tu risques d'avoir de graves deconvenues.
    fred

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    verdifre

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    si en effet tu n'as pas besoin de plus de 5 deg de precision, que tu n'as pas besoin d'une stabilité de position a toute epreuve, et que tu n'as pas besoin d'une course sur un tour complet, certains servo moteurs de modelisme peuvent faire l'affaire
    mais j'insiste encore une fois, ce genre de choses se calcule avant de faire le moindre choix definitif.
    fred

  8. #6
    monnoliv

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    L'inconvénient d'un servomoteur (sauf si l'électronique est déjà intégrée), c'est qu'il faut un pont en H pour le commander (ou alors il faut un relais pour inverser la polarité). Les moteurs pas-à-pas unipolaires n'ont pas besoin de cette inversion. Les PAP peuvent se commander directement depuis le uC (avec un MOSFET sur chaque sortie du uC par ex.) puisque la séquence peut être codée par soft, mais bon, il faut un uC rapide. Ou alors utiliser un CI spécialisé, ou faire la logique soi-même.
    Les PAP les plus courants ont 200 pas/tour, cela donne 1.8° de précision.
    A+
    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

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  10. #7
    verdifre

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonsoir,
    quand je parlais de servomoteurs, je pensais aux servomoteurs de modelisme avec electronique integrée. Ils presentent beaucoup d'avantages, une commande simple, une mise en oeuvre tout aussi simple, mais malheureusement dans le cas des servomecanismes de modelisme la boucle d'asservissement reste a l'interieur du servomecanisme, ce qui nuit à la precision et à la stabilité de l'ensemble.
    Si on cherche a utiliser les servomecanismes sans leur electronique de commande, certains presentent une exelente realisation mecanique.
    fred

  11. #8
    ABN84

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonsoir,
    Il faut que tu commences par une etude mecanique complete de ton systeme et que tu en sortes des caracteristiques chiffrées pour tes actionneurs
    certe, tu as raison. helas la methodologie de travail nous est imposé: plusieurs groupes travaillent en // entre autre il y a ceux qui font la conception mecanique, ceux qui font la commande (aux quels j'appartiens), ceux qui s'occupent duconditionnement des signaux des capteurs. ce qui fait qu'une equipe ne peut attendre les resultats de l'autre.
    il est evident que les revendications que j'ai cité au debut ne pourront etre toutes satisfaites, d'ou ma question sur la difference entre les deux, ainsi je pourrais choisir celon les priorités (dans ce cas c'est le poid, le faible pas: precision de positionnement, et le couple à l'arret). d'apres ce que j'ai vu sur le toile, un servomoteur, est un moteur, qqsoit son type, accouplé à un encodeur, et son couple à l'arret est du uniquement au reducteur. est ce vrai?
    L'inconvénient d'un servomoteur (sauf si l'électronique est déjà intégrée), c'est qu'il faut un pont en H pour le commander (ou alors il faut un relais pour inverser la polarité). Les moteurs pas-à-pas unipolaires n'ont pas besoin de cette inversion. Les PAP peuvent se commander directement depuis le uC (avec un MOSFET sur chaque sortie du uC par ex.) puisque la séquence peut être codée par soft, mais bon, il faut un uC rapide. Ou alors utiliser un CI spécialisé, ou faire la logique soi-même.
    dans ce cas, ne serait il pas judicieux d'accoupler un pas à pas à un encodeur?
    ainsi, corrigez moi si je me trompe:
    - j'aurais un couple important à l'arret
    - j'aurais une masse plus faible (grace à l'absence de reducteur)
    - j'aurais un pas faible (1,8°)
    - le moteur serait concient de sa position angulaire (grace à l'encodeur)
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  12. #9
    verdifre

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonjour,
    si un moteur pas à pas est bien dimentionné, le codeur est inutile car si il est bien dimentionné, il ne saute pas de pas et tu es toujours "conscient" de sa position.
    si tu as besoin d'un couple de maintient important, il faut peut etre t'orienter vers un systeme vis/ecrou (surtout que la vitesse ne semble pas etre importante)
    par experience, le couple massique, c'est à dire le couple que peut te fournir 1 kg de mecanique + moteur, est plus important avec un reducteur que sans reducteur ( à titre d'exemple, un reducteur par dix pese souvent moins lourd que dix moteurs) donc la vitesse de deplacement est primordiale dans ton probleme car elle seule te permettra de determiner la puissance de ton moteur.

    pour determiner à peu prés la puissance de tes moteurs, une idée des masses à deplacer et des vitesses a atteindre reste indispensable. La conception mecanique n'a pas besoin d'etre finalisée, mais des ordres de grandeur sont nessecaires

    fred

  13. #10
    monnoliv

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    Comme verdifre,
    Pas besoin d'encodeur puisque tu n'as qu'à compter le nombre d'impulsions, par exemple 100 impulsions pour un PAP de 200 pap/tour correspond à un demi tour.
    Je parlais du dispositif qui convertit une impulsion de commande + direction, en un code à 4 bits, ici par exemple:
    http://perso.orange.fr/college.claud...s/pas_stru.htm
    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

  14. #11
    FSE

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    Bonsoir
    Dans le cas du système vis écrou comment se protéger si l'organe commandé est forcé par maladresse ou a l'issue d'une fausse manoeuvre ? Embrayage ? Friction ?
    Comment réaliser simplement cette protection ?

  15. #12
    verdifre

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonsoir,
    un systeme vis/ecrou à part les systemes vis a bille, sont rigoureusement irreversibles. Ceci implique que quelque soit la force que tu exerces sur l'ecrou, cela ne fera jamais tourner la vis. Donc une protection contre des surcharges de l'organne commandé est trés complexe a mettre en oeuvre d' une facon mecanique.
    dans le cas inverse, si tu veux limiter l'effort que produit l'ecrou, tu peux limiter le courant du moteur (limitation de couple) mettre un limiteur de couple (friction, ressort, rupture) le choix est vaste
    fred
    Dernière modification par verdifre ; 08/10/2006 à 20h08.

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  17. #13
    ABN84

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonsoir,
    d'habord, je vous remercie tous pour vos reponses constructives.
    personnellement, l'unique revendeur de ce genre d'equipement que je connaisse c'est RadioSpare. a votre connaissance y en a t'il d'autres avec autant de gammes de produits et de choix? merci

    PS: Farnel n'a pas un choix tres vaste: 7 modeles
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  18. #14
    mécano41

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    Bonjour,

    Pour compléter ce que t'a dit Verdifre : dans le cas d'un système vis/écrou simple (c'est à dire sans billes) le meilleur moyen d'avoir un contrôle précis de l'effort et de s'arrêter lorsque cet effort est atteint, est de monter le palier de la vis motorisée sur un boîtier coulissant maintenu vers l'avant par un système de ressorts précontraints. Lorsque la tige mobile portant l'écrou arrive en butée, le boitier recule et commande un contact qui arrête le moteur. En montant le boitier entre deux jeux de ressorts, on contrôle de la même manière le mouvement de recul de la tige. Cette disposition a l'avantage d'utiliser l'effort exact et non effort + frottements comme dans le cas d'un contrôle par mesure d'intensité sur le moteur ou par friction.

    Si nécessaire, demande-moi de te faire un croquis.

    A bientôt

  19. #15
    verdifre

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonjour,
    einstein, il y a toujours trop peu de données pour pouvoir te repondre et faire un choix
    Dans ce qui suit j'entend par actionneur, le moteur + la mecanique qui lui est liée.
    Pour faire le choix d'un actionneur il faut au moins quelques caracteristiques de ce que l'on cherche a deplacer. Masse, moment d'inertie, frottement entre autre
    Il faut aussi quelques caracteristiques sur le mouvement que l'on veut obtenir. Course, vitesse, precision etc.....
    à la question , j'ai un cylindre de 400 g que je doit faire tourner sur son axe, je doit le positionner a +/- 1 deg et le mouvement doit pouvoir etre toujours fait en moins de 2 secondes on peut repondre precisement. Mais à la question "j'ai un truc a faire mais quel moteur choisir ?" c'est plus dur de repondre.

    Sans ces données minimum, faire le choix de l'actionneur releve de la sorcellerie.
    fred
    Dernière modification par verdifre ; 09/10/2006 à 11h19.

  20. #16
    verdifre

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonsoir,
    j'ai deux moteurs brushless qui vont chacun tracter une charge. ces deux moteurs sont orientables celon deux directions
    il va aussi falloir t'assurer des couples gyroscopiques si tu orientes tes moteurs brushless pendant qu'ils tournent, si le moment d'inertie de la charge (+ rotor) des moteurs brushless est importante et si la vitesse de rotation est elevée les couples gyroscopiques peuvent etre trés surprenants
    fred

  21. #17
    ABN84

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonsoir,
    OK Fred.
    comme j'ai dis le tout doit peser au plus 2kg. sur les arbres des deux brushless, sera fixee une helice. le flux d'air induit par ces helices va tracter l'ensemble. la direction devant etre parfaitement definie, j'ai interret à bien diriger mes brushless cad, l'actionneur qui va les diriger doit repondre rapidement et avec precision (1,8° pour les pap, qqch de comparable pour les servo). et maintenier ce brushless à cette position ce qui veut dire que les arbres des deux actionneurs (par brushless) doivent passer par le centre de gravité de celuici (la charge du brushless est bien equilibrée puisque c'est une helice=>symetrique). le brushless devra effectivement etre piloté quand il tourne.
    question masse, l'engain compostera de la mecanique (en composite), de l'electronique embarquée, deux brushless, 7 actionneurs (pap ou servo), des batteries LiPol, le tout pour un poid de 2kg.
    merci
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  22. #18
    verdifre

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonsoir,
    pour ce type d'applications, je te conseillerai de regarder ce qui se fait en modelisme. La gamme de servomoteurs disponibles est trés large, les montages et les logiciels pour les commander à partir d'un micro p , tu en trouves a la pelle sur internet. Cela te permet en plus de valider la mecanique et la motorisation avec une simple telecommande. A moins de faire des developpements poussés avec de gros moyens, tu trouvera difficilement mieux .
    De plus enormements d'accessoires existent tout faits, chappes biellettes , supports, melangeurs etc... Dernier point, cela reste compatible avec tes moteurs de propultion, qui sont aussi surement issus du monde du modelisme.
    fred

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  24. #19
    ABN84

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    salut,
    si tu parle de ce genre de servo, ce sont des moteurs à couple insignifiant.
    Dernier point, cela reste compatible avec tes moteurs de propultion, qui sont aussi surement issus du monde du modelisme.
    là ausssi, on a preferé s'eloigner des moteurs de modelisme pour des moteurs plus puissants.
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  25. #20
    verdifre

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonjour,
    180 newton/cm c'est loin d'etre negligeable......
    fred

  26. #21
    ABN84

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    Ah! j'avais pas vu cette valeur
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  27. #22
    verdifre

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonsoir,
    je crois (a confirmer) qu'il existe des servo moteurs qui sortent jusqu'a 5 N/metre ou 500 N/cm
    fred

  28. #23
    ABN84

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    merci pour l'info.
    en rotation, n'est ce pas?
    ce a quoi, je n'ai pas encore eu confirmation c'est si ce genre de moteur a un couple à l'arret.

    PS: j'ai beau chercher je n'ai pas trouver autre que ceux de chez CONRAD. connaitrais tu d'autres fournisseurs.
    merci
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  29. #24
    verdifre

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonsoir
    la plupart des servo moteurs actuels sont en roation, comme d'une facon interne ce sont des asservissements de position, ils ont le couple nominal comme couple de maintient. Il suffit de continuer a leur envoyer leur consigne au moins une fois toutes les 20 ms
    fred

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  31. #25
    ABN84

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    EDIT: je serais interessé si vous connaisez d'autres constructeurs de brushless que RS et Mclennan
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  32. #26
    verdifre

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonjour,
    tu peux peut etre jetter un coup d'oeil la......
    http://www.maxxprod.com/mpi/mpi-26.html
    fred

  33. #27
    ABN84

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonsoir Fred,
    Citation Envoyé par verdifre Voir le message
    bonsoir,
    j'ai deux moteurs brushless qui vont chacun tracter une charge. ces deux moteurs sont orientables celon deux directions
    il va aussi falloir t'assurer des couples gyroscopiques si tu orientes tes moteurs brushless pendant qu'ils tournent, si le moment d'inertie de la charge (+ rotor) des moteurs brushless est importante et si la vitesse de rotation est elevée les couples gyroscopiques peuvent etre trés surprenants
    fred
    c'est par calcul ou par essai?
    pourrais tu developper un peu plus stp, juste histoire de mettre les premieres briques?
    merci
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  34. #28
    verdifre

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonjour,
    tu devrais aller voir
    http://artemmis.univ-mrs.fr/cybermec...00/GYRO_00.htm
    http://mecamotors.free.fr/e_theorie/...que/gyro1.html

    et si tu as un prof de meca sous la main il pourra surement t'aider
    fred

  35. #29
    ABN84

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    bonsoir,
    on vient de me poser un question à laquelle je n'ai pas su repondre avec certitude. les servos etans commandés en PWM, est ce qu'il leur faut des sorties specifiques du dspic ou de simples in/out logiques suffisent?
    mon avis etais que les i/o suffisent et que tout ce passe en software. ai-je raison?
    merci
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  36. #30
    ABN84

    Re : je bute sur le choix d'un moteur

    et un petit up!
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

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