Moteur pas à pas/capteurs <==> ascenseur

[Ibis75]

Bnojour à tous,

Dans 2 semaines, je dois avoir fini un projet sur une cafetière automatisé. Je dois lever un support sur lequel est posé une tasse. Je n'ai pas trop une idée précise du poids du support et de l'objet, mais pas plus d' 1Kg.
le moteur doit lever et descendre ce support, sur une course de 70mm (pour une tasse de taille normal, distance adapté aux buses de la cafetière). Or si l'utilisateur prend une grande tasse, comme un mug etc.. cette distance devra alors être plus petite. La cafetière devra, après fin de préparation du café, abaisser le support via le moteur, à sa position initiale.
TOUT doit être automatique.
Pour se faire, j'ai pensé à un capteur de poids, une balance à mettre sur le support, afin de détecter la présence de la tasse, puis un système moteur pas à pas/pignon+crémaillère afin de lever et descendre le support. Pour le guidage en translation, une simple liaison glissière suffira.

Par contre j'ai trois soucis:
-Quels capteurs prendre pour connaître la position du support, et surtout de la tasse?
j'ai pensé à mettre un capteur infrarouge avec un ensemble émetteur/récepteur en bas, afin de détecter le support en descendant, pour ne pas aller trop bas et planté le moteur, mais pour détecter la position de la tasse sous les buses, pour ne pas qu'elles se touchent, je n'en ai aucune idée.

-Comment commander et gérer le moteur pas à pas? Aussi, quels moteurs prendre?

-Enfin, quel micro-contrôleur choisir afin de tout gérer et traiter, et commander? (gestion des signaux des capteurs+moteur)

Je suis un peu novice en la matière, mais j'essaye de faire de mon mieux. Une réponse complète de votre part me serait d'un très grande aide, vraiment ^^

PS:Voici la machine en question, pour avoir une idée plus claire ^^
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[PA5CAL]

Bonjour

Le choix des éléments doit être une conséquence du besoin et des contraintes du problème à traiter. Or, ici il semble que ce soit l'inverse.

Pour quelle raison as-tu choisi d'utiliser un moteur pas-à-pas ? As-tu conscience des inconvénients d'une telle solution ?

En quoi un capteur IR serait mieux qu'un autre type de capteur (mécanique notamment) ?

Bref, je pense que tu as mis la charrue avant les boeufs.

[Ibis75]

Au début, je pensais à un moteur à courant continu, car il est plus facile à gérer, commander. Or il m'a été demandé un moteur pas à pas de préférence, je ne sais pas pourquoi, surement car il consomme moins pour un couple plus important je crois. Si tu pouvais détailler les inconvénients, ce serait assez sympa car je n'en ai aucune idée

sinon je ne connais pas le capteur mécanique, encore une fois il m'a été suggéré d'utilisé un capteur IR émetteur/récepteur, mais si tu as une meilleur solution je suis toute ouïe =)

[PA5CAL]

Le seul intérêt du moteur pas-à-pas est qu'il présente un couple résistif important à l'arrêt.

Sinon il nécessite un circuit de commande complexe, risque de ne pas fonctionner correctement si cette commande ne tient pas compte des caractéristiques dynamiques réelles de la charge (il est nécessaire d'avoir une bonne synchronisation entre les signaux de commande et le déplacement effectué), et coûte souvent très cher. Par ailleurs, il ne me semble pas qu'il consomme moins d'un moteur CC (je dirais même plutôt l'inverse).

S'il a été imposé, c'est probablement parce que rien d'autre n'a été prévu pour freiner la partie mobile, ou bien que c'est le seul matériel disponible pour le projet.

Donc il faudra faire avec...


J'ai peut-être un peu moins d'a priori en ce qui concerne le capteur IR (modèle réflectif, j'imagine) sinon que la détection des objets n'est pas toujours très sûre par ce moyen (mais moi, je n'irais pas en mettre un sur ma cafetière). Ce type de capteur peut être sali par le café, notamment.

Mais s'il t'a aussi été suggéré, mieux vaut faire avec également.


Pour la détection du poids, un simple contacteur mécanique devrait pouvoir faire l'affaire.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Ibis75]

enfaite le problème est que dés la détection de la tasse sous les buses, le moteur DOIT s'arrêter. Vu que la taille de la tasse peut varier, le temps de monter du support peut varier aussi, et il en est de même pour le temps de fonctionnement du moteur. Un moteur CC ne peut pas s'arrêter brusquement, contrairement au moteur pas à pas qui lui peut s'arrêter directement.

Après, si tu m'élabore une solution avec un moteur CC qui s'arrête dés que l'on lui ordonne, je suis toute ouïe comme dit précédemment ^^

sinon pour le capteur IR, il sera sous le support, le protégeant ainsi du café. A la base, ce système de support automatisé a été fait pour éviter justement toute éclaboussure =) donc niveau propreté je pense qu'il n'y a pas trop de soucis.
Je pensais aussi à un capteur aimanté, "N" au niveau des buses, et le "S" au niveau du bas de la machine ou en bas du support. On pourrait ainsi connaître la position du support à n'importe quel moment.
Quand penses-tu ?

[PA5CAL]

Un moteur CC ne peut pas s'arrêter brusquement, contrairement au moteur pas à pas qui lui peut s'arrêter directement.

Ce n'est pas vrai. Un moteur CC peut aussi s'arrêter rapidement, et un moteur pas-à-pas peut aussi sauter des pas au freinage. Ce qui est sûr, c'est qu'un moteur pas-à-pas ne saurait s'arrêter vraiment instantanément : il doit freiner.

Le comportement obtenu dépend des caractéristiques de l'ensemble du système (inertie de la charge, amortissement mécanique et électrique).

Si le moteur pas-à-pas (NB: à aimant permanent ou à champ rémanent) présente effectivement l'avantage d'offrir un couple résistif à l'arrêt, cela n'est d'aucune utilité s'il n'est pas par ailleurs correctement dimensionné et commandé en tension.

Un motoréducteur (combiné moteur CC + réducteur) peut offrir le même avantage, avec en moins le soucis de devoir réaliser une commande synchrone, mais à condition également qu'on le dimensionne correctement.

Choisir l'un plutôt que l'autre revient à porter la difficulté sur un aspect différent de la conception, et à obtenir des comportements spécifiques (avec chacun leur avantages et leurs inconvénients).

sinon pour le capteur IR, il sera sous le support, le protégeant ainsi du café. A la base, ce système de support automatisé a été fait pour éviter justement toute éclaboussure =) donc niveau propreté je pense qu'il n'y a pas trop de soucis.

Je me dis qu'on ne doit pas utiliser les mêmes cafetières. Tu n'as pas idée jusqu'où vont se loger les éclaboussures de café chez moi...

Je pensais aussi à un capteur aimanté, "N" au niveau des buses, et le "S" au niveau du bas de la machine ou en bas du support. On pourrait ainsi connaître la position du support à n'importe quel moment.
Quand penses-tu ?

C'est une solution pour détecter la position du support. Mais est-ce bien utile, puisqu'on doit par ailleurs, semble-t-il, également chercher à connaître la position du haut de la tasse ?

.

[Ibis75]

que dis tu d'un système moto réducteur/pignon+crémaillère? après quelques recherches, je pense que celui la fera l'affaire ^^

je ne vois pas d'autre solution permettant de détecter le support à la descente à part si tu as une idée, je pense rester sur mon IR emt/rct.

sinon, vis à vis du capteur aimanté, tu marque un point =p quel capteur utilisé alors? sachant que la tasse peut être un gobelet en plastique de 4cm comme un gros mug en porcelaine mesurant 7/8cm.

[Ibis75]

d'autres idées svp?

[inviteff3fc9fb]

Bonjour à toi Ibis75, et bien voilà, je suis très très content, je vois que je ne suis pas le seul à galéré sur le "comment stopper le moteur pas à pas en haut et en bas selon la tasse" xD
J'ai le même sujet de bac que toi ! =O
J'ai observé le plateau, et en regardant, je me suis demandé si le fait de placé un capteur ( par exemple infra-rouge ) de façon à se que lorsque le signal est interompu par le bord de la tasse, le plateau s'arrête ( le moteur pas à pas aussi ) et comme la vitesse n'est pas vraiment importante ( c'est pas du 100km/h ^^ ) je ne pense pas que le freinage soit vraiment visible.

Que pense tu de ça ?

EDIT : J'avais parler du système de la diode avec un prof de mon lycée, il m'avais dis avec ses mots " c'est peut-etre une voie envisagable"

[Ibis75]

hehe oui j'ai pensé à la même chose pour le capteur: finalement après quelques recherches, j'ai décider donc d'utiliser un moto-réducteur, donc du CC, commande très facile, du moins plus qu'un PAP, puis le petit plus afin d'avoir un couple plus important
ensuite, pour détecter la tasse sur le support, ainsi que le support en phase de descente (pour ne pas toucher le fond de la cafetière et donc endommager le M-R, deux simples et pas cher capteurs de contact
pour la détection de la tasse sous les buses, j'ai vu qu'il y avait des capteurs infrarouges E/R: des capteurs qui émettent une onde lumineuse, et un récepteur pour les retours, et le tout, sur le même composant.
pour monter et descendre, une crémaillère de 10cm avec de petites dents.

Voilà, je pense avoir trouver ma solution si vous avez des remarques à faire, n'hésitez pas s'il vous plait, très important !! ^^

[invitef6fc0d0c]

Salut salut, Bon bah cette année j'ai eu l'heureuse nouvelle d'avoir ce projet bac aussi.

Donc moi aussi je travail sur la problématique 3
=> Dans mon lycée la problématique ce coupe en deux :

1er partie: Ajouter une assistance électrique au positionnement du plateau.

2eme partie: automatiser le procéder.

Donc je doit d'abord faire la 1er partie pour enchainer sur la 2eme.
Moi j'ai pensé metre un moteur pas-à-pas avec un vis sans fin ( enfin systéme vis ecrou) plus deux capteur de contact pour la position haut et position basse ( pour ne pas endomager la machine.)

Mais le probleme ici est de trouver et non frabiquer une carte de commande du moteur pas-à-pas et qui prend en compte les deux capteur.

pour la 2eme partie on ajoute a la 1er partie un capteur IR E/R qui viendras se brancher sur cette même carte. après a nous la programation du pic mais faut deja trouver la carte ou les carte en question. ( Les profs on besoin de plusieur proposition )

[inviteff3fc9fb]

Me re voilà
Takanagi, j'ai éxactement la même chose que toi niveau problèmatique ^^
Cependant moi, il n'y a pas d'obligation de faire la 3° c'est surtout la premiere
Sinon Ibis, je pense pas que tu ai besoin de reducteur, le couple et la vitesse du moteur sont pas très faible, et comme c'est du moteur PàP, je pense pas qu'un moto reducteur ( micro reducteur pour notre cas ) soit nécéssaire car même si je n'ai pas tester, le leve tasse ne devrai pas bouggé tellement après l'arret du signal de monté/ descente.
Je suis 100% d'accord avec ton idée des capteurs de positions ( mais bon, à mon avis un capteur pour le bas suffira )
Pour le rayon infrarouge par contre j'suis pas vraiment d'accord, tu dois prendre en couple le fais que si le tasse est en verre ca ne marchera pas ( le rayon sera ou perdu en traversant la tasse ou même refléchi nimporte où )
Pour la crémaillère, j'vois rien d'génant, perso j'vais verifié la distance nécéssaire, mais sinon les petites dents j'suis pas contre, ca pourrai permettre une meilleur precision.


Takanagi : Pour la carte, tu n'a pas obligatoirement besoin de l'acheter toute faite, c'est très simple de crée une commande driver ( commande du moteur ), tu n'a qu'a cablé via Labtec ( je ne sais pas l'écrire parfaitement >< ) un L297 ( suivit d'un L298 c'est obligatoire, mais très simple, tu trouvera tout ici http://www.gotarmed.com/attachments/046_L297.pdf )
Après si toi dois obliatoirement acheter la carte, j'ai aucune idée ^^.


Si je me suis trompé quelque part dites le, j'ai beau écrire beaucoup, il se peut bien que je me trompé

[Ibis75]

bon ba un prof m'a aider à peser le pour et le ontre, et finalement, la meilleur solution serait un moteur Pas à PAs donc, et niveau capteur, un capteur E/R ultrason détecte n'importe quel objet de n'importe quelle couleur ;o

reste plus qu'à faire l'algorigramme pour le micro-contrôleur je crois :/

[inviteff3fc9fb]

bon ba un prof m'a aider à peser le pour et le ontre, et finalement, la meilleur solution serait un moteur Pas à PAs donc, et niveau capteur, un capteur E/R ultrason détecte n'importe quel objet de n'importe quelle couleur ;o

reste plus qu'à faire l'algorigramme pour le micro-contrôleur je crois :/

Fuck, moi le prof m'a remballé sur cette idée, il m'a fais " mais t'es fou ! et tu pense pas àà la nature, au chameau du pays qui sont sensible au ultrason " ( il parle de mes origines ) mais en traduction, ca veux dire " faut pensé au fait que certains animaux sont sensibles au ultrasons ><

Moi j'ai opter pour un capteur de distance, lorsque la tasse montre grace au leve tasse, le rayon est coupé, la distance est donc plus petite, et le leve tasse s'arrête ^^

Et oui, il est évident que le moteur PàP est le plus approprié
Et oui, pour le PIC faut faire du flowcode de merde xD
Sinon, y'a aussi la possibilité d'utilisé un GAL, ou même un système de portes logiques ^^

[PA5CAL]

Et oui, il est évident que le moteur PàP est le plus approprié

... Pour pouvoir l'affirmer, il faudrait déjà l'avoir essayé.

Je serais curieux de connaître les caractéristiques du moteur et de la crémaillère choisis, et le résultat obtenu (notamment la complexité nécessaire du système numérique de commande, ou bien à l'inverse la quantité de café renversée ).

[PA5CAL]

Moi j'ai opter pour un capteur de distance,

Capteur optique ? Barrière ou réflectif ?

[inviteff3fc9fb]

Capteur optique ? Barrière ou réflectif ?

Alors là, franchement, aucune idée, mais je pense que le capteur optif Barrière serai le mieux .. Le probleme de la tasse qui peut être en verre c'est vraiment une contrainte embétante pour le capteur reflectif ^^

Pour les cara du moteur, si je me souviens bien, après debat en classe, on utiliserai un moteur qui fais environ 7tr/minute, je crois, pas sûr <_<

[PA5CAL]

on utiliserai un moteur qui fais environ 7tr/minute

La vitesse d'un moteur pas-à-pas n'est qu'indicative.

Les caractéristiques les plus importantes seraient plutôt le couple de détente, le couple nominal de maintien et le diamètre du pignon.

Pour ne pas se rater, il faut connaître les frottements et les inerties (masse de la tasse et de son contenu, notamment) du système en situation réelle.

[inviteff3fc9fb]

La vitesse d'un moteur pas-à-pas n'est qu'indicative.

Les caractéristiques les plus importantes seraient plutôt le couple de détente, le couple nominal de maintien et le diamètre du pignon.

Pour ne pas se rater, il faut connaître les frottements et les inerties (masse de la tasse et de son contenu, notamment) du système en situation réelle.

Ah okay !
Bah le problème, c'est que la masse de la tasse est toujours differente !
Tasse de taille et masse differente, contenu versé dans la tasse different aussi ! :S
Et pour les cara du moteur, aucune idée malheureusement ..

[PA5CAL]

Ah okay !
Bah le problème, c'est que la masse de la tasse est toujours differente !
Tasse de taille et masse differente, contenu versé dans la tasse different aussi ! :S

C'est pour ça que l'utilisation d'un moteur pas-à-pas n'est pas si évidente. Pour que ça fonctionne, il faut que le choix du moteur et la chronologie de la commande (durant les phases d'accélération/décélération) conviennent dans tous les cas de figure.

On n'aurait pas un problème aussi ardu à résoudre avec un moteur à courant continu.

[Ibis75]

j'ai essayé 11 capteurs infrarouge et de proximité, résultat: utilisé tout sauf des tasses noirs et/ou en verre S: donc c'est inutile lol..

franchement, je ne vois aucune autre solution mise à part le capteur E/R ultrason :/

sinon après des calculs, j'en ai conclu que:
-charge à porter: 200g < X < 1Kg
-vitesse de montée: 0.018m/s

[invite2f9fb68e]

Slt Je vois que je suis pas le seul a avoir penser au moteur CC mai mon prof d'elec me dit qu'il vaut mieux utiliser un PAP car le role de base du mot CC n'est pas de positionner qqchose :/ sinn je pense que le plus apprprié niveau capteur est le capteur ultrason tant pis pour les animaux (en meme temps y vont pas se faire de café les animaux xD )

[invite2f9fb68e]

Sinn un systeme roue et vis sans fin peu etre bien aussi mai a voir ^^

[PA5CAL]

le role de base du mot CC n'est pas de positionner qqchose

Ça ne signifie pas qu'un moteur PAP soit préférable dans le cas présent.

Le principal intérêt du moteur PAP est de pouvoir contrôler le positionnement en comptant les pas effectués. Or, ici ce n'est pas ce qu'on demande au moteur. Comme il n'est pas possible de déterminer a priori la position à atteindre (qui dépend de la taille de la tasse), on doit utiliser un capteur extérieur, et la course effectuée par le moteur n'a aucune importance.

L'autre intérêt du moteur PAP est, comme je l'ai dit, de présenter un couple à l'arrêt qui peut, si le moteur est correctement dimensionné, maintenir la position atteinte. Mais un motoréducteur CC peut également remplir d'emblée cette fonction.

[invite2f9fb68e]

En 1ere Partie on cherche juste a motorisé le leve tasse de la machine donc je pense que le PAP serai le plus adapté niveau controle de position. aprés pour les capteurs j'avai penser a utiliser des detecteurs de proximité capacitifs mais c un peu cher malheuresement

[Ibis75]

Un motoréducteur à l'arrêt, sans AUCUNE énergie en entrée, peut fournir un couple, comme par exemple ici, maintenir le lève tasse en haut??

[PA5CAL]

... donc je pense que le PAP serai le plus adapté niveau controle de position.

Soit dit en passant, et par pure curiosité, j'aimerais savoir ce qui mène à cette conclusion, que je ne partage pas. Enfin...

As-tu déterminé les caractéristiques mécaniques de ton système, choisi le moteur PAP, et calculé les différentes pentes d'accélération/décélération qui devront être appliquées à la commande du moteur en fonction du poids de la tasse et de son contenu ?

Es-tu sûr qu'il ne faudra pas ajouter un capteur pour mesurer le poids et calculer les pentes nécessaires correspondantes ?

...

[invite2f9fb68e]

Franchement je sais pas trop les profs nous donne pas d'information.
Niveau capteurs j'ai pensé mettre un détecteur de proximité capacitif et vutilisé un systeme vis ecrou pour faire monter et descendre le leve tasse

[invite2f9fb68e]

Soit dit en passant, et par pure curiosité, j'aimerais savoir ce qui mène à cette conclusion, que je ne partage pas

De plus le moteur PAP nous est impossé

[PA5CAL]

Franchement je sais pas trop les profs nous donne pas d'information.

À moins que les profs fassent eux-mêmes une grosse partie du travail de conception, il va bien falloir que vous réunissiez toutes les informations qui vous permettront de faire les calculs de dimensionnement, et de vérifier que votre construction aura des chances de fonctionner.

Je dirais même qu'il faut commencer par ça.

Niveau capteurs j'ai pensé mettre un détecteur de proximité capacitif et vutilisé un systeme vis ecrou pour faire monter et descendre le leve tasse

Le détecteur capacitif impose que la partie de l'objet à détecter soit conductrice. Or, je doute que ce soit le cas du haut de la tasse.

De plus le moteur PAP nous est impossé

C'était une chose entendue. Je trouve d'ailleurs tout-à-fait louable qu'un type de moteur puisse être imposé pour répondre à d'autres critères que celui invoqué (fonction de freinage, disponibilité, budget, visée pédagogique).

En revanche, c'est le lien entre les affirmations lues ici et la conclusion qui me gêne.