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Détection de surcharge moteur



  1. #1
    Tony78

    Détection de surcharge moteur


    ------

    Bonsoir,

    Je commande un moteur par le biais d'un microcontrôleur (commande en tout ou rien).
    J'aimerais pouvoir détecter la fin de course du mécanisme afin d'en couper automatiquement l'alimentation.

    J'ai pensé à intercaler une résistance (de valeur connue) en série avec le moteur. Grâce au convertisseur analogique / numérique du µC, je pourrais connaître la tension aux bornes de cette résistance, et donc en déduire le courant circulant dans le circuit.

    Plusieurs problèmes se posent :
    - Étant donné le courant circulant dans le circuit (quelques ampères), ce système nécessiterait une résistance de puissance...j'aimerais pouvoir m'en passer....
    - Un tel système ne risque-t-il pas d'engendrer une forte chute de tension aux bornes du moteur ?

    Existe-t-il un autre moyen de détecter cette fin de course ?

    Merci,

    Tony

    -----

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  3. #2
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Détection de surcharge moteur

    Salut,
    pour mesurer le courant moteur une réistance shunt en série de trés faible valeur 0,1 ohm. La chute de tension est trés faible 0,1V par ampére et cette tension peut être amplifiée par un ampli opérationnel. La puissance de la résistance restant assez faible. La position de cette résistance dépendra du montage utilisé pour ta commande moteur.
    Sinon, suivant ton montage mécanique (je ne sais ce qu'entraine mon moteur) tu peux aussi envisager les mini-contacts electrique "fin de course"

    De manière générale, la solution à résistance est plus élégante car cela protége en plus ton moteur même en cas de blocage d'arbre.
    A+

  4. #3
    gienas
    Modérateur

    Re : Détection de surcharge moteur

    Bonjour Tony78 et tout le groupe

    Citation Envoyé par Tony78 Voir le message
    ... détecter la fin de course du mécanisme ... en déduire le courant ... quelques ampères ...
    Hum! Sans connaître la tension, associée à ces ampères, difficile de connaître la puissance mise en jeu.

    Mon idée est que ce type de détection n'est ni fiable, ni prudent. Un dur mécanique peut être assimilé à une fin de course, irréelle, donc un défaut de fonctionnement.

    En outre, et là c'est plus grave, le blocage mécanique qui résulte de la butée, nécessite de forcer pour repartir dans l'autre sens, provoquant l'arrêt en place, sans même démarrer. Donc, pas très sûr.

    Citation Envoyé par Tony78 Voir le message
    ... Existe-t-il un autre moyen de détecter cette fin de course ? ...
    Traditionnellement, ce sont des microswitches, faits pour, avec rampes réglables ou non. Des capteurs de proximité, magnétiques, optiques ...

    Là, on est assuré d'être en position pour arrêter. Dans certains cas, on complète la protection, par une détection de courant, pour éviter les accidents: cas des portails électriques, qui ne doivent pas écraser une personne ou un animal coincé.

  5. #4
    ibtihel

    Re : Détection de surcharge moteur

    bonjour
    il ya un truc pas clair ?
    -sur le titre "Détection de surcharge moteur" tu parle de surcharge ,qui est une action involentaire (imprévisible) ,.......et qui peut etre détectée par une CTP .
    -ensuite tu dis "Existe-t-il un autre moyen de détecter cette fin de course ? " ,qui est une action volentaire ,qui peut etre détectée comme a dis gienas.


    type moteur ? tension ?........
    A+

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  8. #5
    gienas
    Modérateur

    Re : Détection de surcharge moteur

    Citation Envoyé par ibtihel Voir le message
    ... sur le titre ... tu parle de surcharge ,qui est une action involontaire ... ensuite tu dis "Existe-t-il un autre moyen de détecter cette fin de course ? " ,qui est une action volontaire ...
    Il me semble, au contraire, que c'est parfaitement clair. Tony78 veut utiliser la surcharge pour détecter les fins de course, et ainsi, se faciliter la vie du point de vue mécanique.

    C'est ce à quoi j'ai voulu répondre, en disant pourquoi ce n'est pas une bonne solution.

    Citation Envoyé par ibtihel Voir le message
    ... et qui peut être détectée par une CTP ...
    Je pense que ta véritable idée était "et qui peut être limitée par une CTP", car une thermistance, en elle même, ne peut pas détecter.

  9. #6
    ibtihel

    Re : Détection de surcharge moteur

    bonjour
    Citation Envoyé par gienas Voir le message
    Tony78 veut utiliser la surcharge pour détecter les fins de course, et ainsi, se faciliter la vie du point de vue mécanique.
    maintenant c'est claire .....................

    Citation Envoyé par gienas Voir le message
    Je pense que ta véritable idée était "et qui peut être limitée par une CTP", car une thermistance, en elle même, ne peut pas détecter
    t'as raison ,l'expréssion limitée est + adéquate .
    A+

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  11. #7
    Eric0269

    Re : Détection de surcharge moteur

    Un petit pdf à lire http://www.atmel.com/dyn/resources/p...ts/doc7678.pdf. Je suis tombé dessus en cherchant des infos. A lire, ça pourrait de donner des idées.
    @+.

  12. #8
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Détection de surcharge moteur

    Bonsoir à tous,
    Le choix de la philosophie de détection fin de course est trés variable suivant les constructeurs, les puissances mises en jeu et ce que le moteur commande.
    Par exemple pour les volets roulants, je sais que Buddendorf utilise uniquement de la détection de courant et je crois savoir que son concurrent direct SOMFY utilise des micros switch fins de course. Pour les portails, les deux techniques sont combinées effectivement...
    Alors, qui croire !

  13. #9
    Tony78

    Re : Détection de surcharge moteur

    Bonsoir et merci à tous pour vos réponses.

    En l'état actuel des choses, le moteur est alimenté par une tension variant de 11,5 à 13,5V.
    Le courant circulant dans le circuit est de 3 ampères en fonctionnement normal. En fin de course, le moteur tire 10 ampères.

    Utiliser la détection de courant uniquement m'arrangerait beaucoup, je vais donc mettre de côté les microswitchs et me concentrer sur cette histoire de mesure de courant.

    Merci Eric0269, le document que tu as trouvé est très intéressant ! Un peu compliqué, mais intéressant ! En plus, coïncidence : Mon système est un mécanisme de lève vitres electrique !

    Qristof, tu proposes d'utiliser une résistance 0,1 Ohm...pourquoi pas. Par contre, d'après les données de courant, j'aurais donc 0,9W dans R en fonctionnement normal, et 10W en fin de course du moteur.
    Etant donné que l'instant durant lequel 10A circuleront dans R, peut-on se permettre de choisir une résistance 5W plutôt que 10 ?

    Merci et bonne soirée,

    Tony

  14. #10
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Détection de surcharge moteur

    Si en régime permanent tu as 3A sur le moteur, tu peux diviser ton shunt par 3. soit 50 mOhm. Tu auras donc 150mV pour 3A et 500mV en cas de surcharge.
    soit 5W en instantané avant que ton µC réagisse.
    http://radiospares-fr.rs-online.com/...duct&R=3668738
    Tu peux aussi essayer avecc deux résistances de 0.1 ohm en parralèle.
    http://www.gotronic.fr/catalog/passif/passif-frame.htm

  15. #11
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Détection de surcharge moteur

    Petite précision, en programmation si tu détecte en sur-courant (en modulé ou TOR), il faudrat inhiber la mesure car le courant de démarrage sera du même ordre que le courant de fin de course à quelque chose près, c'est à dire le courant à rotor bloqué..

  16. #12
    Tony78

    Re : Détection de surcharge moteur

    Merci Qristoff pour cette précision, j'en tiendrai compte lorsque j'en serai à l'étape de prog

    Tony

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  18. #13
    Tony78

    Re : Détection de surcharge moteur

    Bonsoir,

    J'ai un peu de nouveau quant à la réalisation de mon module.

    J'ai effectué quelques essais du circuit moteur + résistance 0.1 Ohm / 3W. Bilan : La résistance chauffe un peu lorsque le montage est alimenté, mais c'est très acceptable. Aussi, la chute de tension occasionnée par la résistance ne perturbe pas trop le système d'origine.
    Bilan plutôt positif ! .

    Un nouveau problème se pose :
    - La tension varie en gros, entre 0 et 1,5V lorsque l'on actionne le moteur dans un sens, et...entre -1,5 et 0V dans l'autre sens.

    Traitant cette information de tension à l'aide d'un microcontrôleur, je suis obligé de transformer cette tension en tension positive.
    Dans un premier temps, j'ai pensé utiliser un simple pont redresseur. Cette solution n'est pas envisageable : La chute de tension introduite par ce pont, de l'ordre de 1,2V est bien trop élevée.

    J'ai alors pensé à une autre solution, que j'ai résumée par le schéma suivant :


    Nomenclature :
    R1 : 0,1 Ohm, 3W
    R2 = R3 = R4 = R5 : 3.3 KOhm
    AOP : LM324, quadruple AOP (Les deux AOP du schéma sont contenus dans la même puce, alimentée en 0-5V).

    Si cette solution fonctionne, il y aura surement un rapport de 3 entre R3 / R4 et R2 / R5.

    Mon raisonnement est le suivant : Si l'on actionne le mécanisme, on obtiendra une tension comprise entre 0 et 1,5 sur un AOP 'A', et une tension nulle sur l'autre AOP (AOP 'B'). Dans l'autre sens, l'AOP 'A' donnera une tension de nulle tandis que l'AOP 'B' délivrera la tension entre 0 et 1,5V.
    J'utiliserai alors deux entrées CAN sur le microcontrôleur, ce qui n'est pas un problème en soi.

    D'après vous, ce montage fonctionnerait-il ?

    Merci,

    Tony

  19. #14
    MiGaNuTs

    Re : Détection de surcharge moteur

    Citation Envoyé par gienas Voir le message
    Il me semble, au contraire, que c'est parfaitement clair. Tony78 veut utiliser la surcharge pour détecter les fins de course, et ainsi, se faciliter la vie du point de vue mécanique.

    C'est ce à quoi j'ai voulu répondre, en disant pourquoi ce n'est pas une bonne solution.
    Pourtant c'est comme ça que fonctionnent de nombreux mécanismes de lève vitre ou de portails automatique, afin de tirer les coûts et de se passer de limiteur de couple mécanique.

  20. #15
    Tony78

    Re : Détection de surcharge moteur

    Bonjour,

    J'ai fait le choix de ne pas utiliser d'éléments tels que des microswitches afin de pouvoir installer mon système sur un système existant en le modifiant au minimum.
    Ayant observé différents systèmes de vitres électriques auto, je n'ai trouvé que des systèmes se branchant uniquement au niveau du moteur (Donc certainement basés sur une mesure de courant). J'en déduis que la méthode de mesure de courant est une solution qui peut convenir à mon problème.

    Pour en revenir à mon post précédent, que pensez-vous de mon schéma à "double AOP" ?

    Merci,

    Tony

  21. #16
    gcortex

    Re : Détection de surcharge moteur

    difficile de répondre sans savoir où se trouve la masse
    moi je pencherais pour un ampli inverseur et un non inverseur
    ou un redresseur sans seuil avec un LM358

  22. #17
    Tony78

    Re : Détection de surcharge moteur

    Bonjour,

    Sur mon schéma, la borne "VERS_MOTEUR" est reliée à un des deux pôles du moteur.

    Aussi, la masse ne se situera pas toujours au même endroit selon l'état du système :
    - Au repos, on trouvera une masse au niveau de "VERS_COMMANDE", ainsi que sur la deuxième borne du moteur.
    - Dans un sens (Disons déplacement haut), on trouvera une masse en "VERS_COMMANDE", tandis que la seconde borne du moteur sera au 12V.
    - Dans l'autre sens (Déplacement bas), on trouvera une masse en seconde borne du moteur et du 12V en "VERS_COMMANDE".

    Par rapport au redresseur sans seuil, je ne connaissais pas ce montage.
    De ce que j'ai trouvé, je n'ai vu que des montage transformant une tension négative en positive, et une tension positive en tension nulle. Existe-t-il un montage redresseur sans seuil similaire à un pont de graetz ?

    Merci,

    Tony

  23. #18
    simon.

    Re : Détection de surcharge moteur

    Citation Envoyé par Tony78 Voir le message
    Un nouveau problème se pose :
    - La tension varie en gros, entre 0 et 1,5V lorsque l'on actionne le moteur dans un sens, et...entre -1,5 et 0V dans l'autre sens.
    Je pense que si tu es confronté à ce problème c'est que tu n'as pas placé ta résistance de puissance au bon endroit. Tu aurais un schéma de ta commande moteur ?

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  25. #19
    Tony78

    Re : Détection de surcharge moteur

    Bonjour,

    Voici la commande de mon moteur :


    La commande se fera par des relais dont la position de repos est "contact à la masse".
    Les combinaisons retenues pour la commande sont :
    GND / GND : Moteur au repos
    GND / +12V : Mouvement bas
    +12V /GND : Mouvement haut

    La combinaison +12V / +12V n'est pas utilisée.

    Merci,

    Tony

  26. #20
    gcortex

    Re : Détection de surcharge moteur

    tu peux aussi bien mettre une ou deux résistance(s)
    sur les bornes de repos. çà sera beaucoup + simple


  27. #21
    Ouk A Passi

    Re : Détection de surcharge moteur

    Bonjour à tous,

    J'arrive un peu tard, aussi voudrez-vous m'excuser de reprendre depuis le début:

    Plusieurs problèmes se posent :
    - Étant donné le courant circulant dans le circuit (quelques ampères), ce système nécessiterait une résistance de puissance...j'aimerais pouvoir m'en passer....- Un tel système ne risque-t-il pas d'engendrer une forte chute de tension aux bornes du moteur ?

    Existe-t-il un autre moyen de détecter cette fin de course ?
    En l'état actuel des choses, le moteur est alimenté par une tension variant de 11,5 à 13,5V.
    Le courant circulant dans le circuit est de 3 ampères en fonctionnement normal. En fin de course, le moteur tire 10 ampères.
    Ainsi que précisé par Qristoff au message #8
    ...la philosophie de détection fin de course est trés variable suivant les constructeurs, les puissances mises en jeu et ce que le moteur commande.
    Aussi, il convient d'effectuer un choix entre l'aspect didactique et la simplicité d'un montage.

    L'emploi d'un PIC et de son CAN est toujours instructif.

    Cependant, dans l'éventualité où la simplicité du montage serait recherchée, il m'a déja été donné de proposer sur ce forum une solution aisée à mettre en oeuvre:
    je préconiserai alors l'emploi d'un polyswitch

    Par exemple: pour 2 euros ou moins, les références Rue 300 ou Rue 400 pourrait satisfaire à votre cahier des charges.

    Doc technique ici

    Afin de répondre aux esprits chagrins, je précise que je n'ai aucun lien,
    tant avec le manufacturier qu'avec le revendeur
    ______________________________ _________________________

    Je présente toutes mes excuses à ceux qui m'ont fait l'amitié de m'adresser des mp,
    et qui sont restés sans réponse jusqu'à présent.

  28. #22
    gcortex

    Re : Détection de surcharge moteur

    ton polyswitch va se réarmer sans arrêt non ?

  29. #23
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Détection de surcharge moteur

    Salut Tony,
    pour répondre à ton probléme de sens du courant, ta résistance shunt doit être placée dans la partie commune du montage, c'est à dire comme cela:
    Images attachées Images attachées
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

  30. #24
    Tony78

    Re : Détection de surcharge moteur

    Bonsoir,

    Tout d'abord, merci Qristoff pour ton schéma.

    Il y a un point que je ne comprends pas : L'utilité des diodes D1 / D2 / D3 /D4.
    Quelqu'un pourrait m'expliquer ?

    Sinon, je me suis remis à ce projet aujourd'hui, et ai relevé la tension aux bornes de R (R = 0,1 ohm), selon mon ancien schéma (d'où une tension négative).
    J'ai capturé ce signal et l'ai mis en pièce jointe à ce post.
    Le signal enregistré correspond à la descente de la vitre, une pause d'environ 1 seconde, puis la remontée de la même vitre.

    Au cours des deux phases, on observe bien un pic de tension au démarrage, comme Qristoff le présageait (je m'y attendais aussi, mais n'imaginais pas qu'il puisse être aussi important que le montre la figure !).
    Aussi, on peut voir que le moteur demande plus de courant en phase de montée qu'en phase de descente de vitre(normal me direz-vous ).

    Vous aurez constaté que j'ai fait une pause sur ce projet depuis un mois. J'espère vous tenir un peu plus souvent informé de la progression du schmilblik d'ici la réalisation d'un premier circuit.

    Bonne soirée,

    Tony
    Images attachées Images attachées

  31. Publicité
  32. #25
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Détection de surcharge moteur

    Bonjour,
    Lorsqu'une self (un moteur, un relais, etc...) est alimentée par un courant, elle emmagasine une énergie (au même titre qu'un condensateur emmagasine de l'énergie lorsqu'il est soumis à une tension). cette energie est proportionnelle à la valeur de la bobine (ou par analogie à la valeur du condensateur).
    Lorsque le circuit s'ouvre, la self a besoin de libérer cette energie. Comme le circuit de courant est ouvert, l'énergie se transforme en tension qui peut devenir très importante (phénoméne que l'on exploite dans un moteur de voiture pour créer l'étincelle des bougies !). Cette tension peut être si importante qu'elle peut dépasser la tension maximum d'un transistor et là, paf !
    Pour une commande à relais, c'est moins critique car les relais supportent généralement des tensions plus élevées en position ouverte mais ça peut quand même finir par stresser les contacts du relais à la longue.
    Donc ces diodes de "roue libre" sont là pour refermer le courant fourni par la self jusqu'à l'arrêt du moteur et ainsi évacuer l'énergie.
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

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