Quel moteur pour une grande plage de vitesse?

[invite9c684c12]

Bonjour, je dois realiser dans le cadre de l'universite une dolly slider motorisee ( pour realiser des timelapse ou des videos avec un mouvement de translation).
Pour cela je suis en train de choisir un moteur et un reducteur (que je ferais moi meme). Je compte prendre un moteur a courant continu.
J'aurais besoin de pouvoir tourner a des vitesses de translation de la dolly de 2cm/seconde a environ 1m/h). Cela est il possible en jouant uniquement sur l'alimentation ou bien je vais devoir faire plusieurs reducteurs?

Sachant que j'ai quand meme besoin d'un couple assez eleve pour faire translater en position horizontale un appareil de 7kg...

Pouvez vous m'aider? La mecanique est mon domaine mais pas l'electronique....

Merci
Camille
-----

[invitebe2a9ce7]

ba tu calcul avec la vitesse max d'une MMC le reducteur pour avoir 2cm/seconde et tu calcul avec ce même reducteur la vitesse de ton moteur pour avoir 1m/h

[romulus123]

Bonjour,

Tu peux regarder du côté des moteurs d'essuie glace de voiture.

leur vitesse doit être de plus ou moins 1 tr/sec à la première vitesse et 2 tr/sec à la deuxième vitesse et ils ont un couple énorme.

tu peux aussi faire varier la vitesse d'un moteur à courant continu en jouant sur la tension ou mieux, avec un variateur PWM.

[invite9c684c12]

Merci pour les réponses. Justement je cherche des infos du coté du variateur de vitesse. Quel est l'avantage d'un variateur PWM ? Un simple potentiometre pour regler la tension d'entrée ne suffirait pas?
Je cherche a éviter d'utiliser deux reducteurs différents. Un seul moteur pourrait il fournir un couple suffisant et atteindre ces deux vitesses avec un potentiometre de reglage de la tension d'entrée??
Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[romulus123]

Les avantages d'un variateur PWM sont le rendement, un réglage précis et une variation ne faisant pas perdre trop de couple.

Utiliser un simple potentiomètre le ferait fumer à la mise sous tension.

Un potentiomètre ordinaire "supporte" seulement 0.25 watts...

Si tu utilise un moteur d'essuie glace, il n'aura aucun problème pour déplacer 7 kg, j'ai un robot avec deux moteurs d'essuie glace de Ford et il me "porte" sans problème (50Kg)

[invite9c684c12]

D'accord, merci de ton aide précieuse ! Existe t'il des modules tout fait de variateur PWM ?
Avec ce type de variateur je pourrais atteindre les deux vitesses voulues, avec un seul type de reducteur?

[Tropique]

Pour avoir une précision raisonnable sur une plage de vitesses de ~100:1, la seule solution réaliste est un moteur pas à pas, ou quelque chose qui l'émule: servo + encodeur de position, mais ici un moteur simple avec une démultiplication adéquate suffira, ce sera nettement plus simple.

[romulus123]

D'accord, merci de ton aide précieuse ! Existe t'il des modules tout fait de variateur PWM ?
Avec ce type de variateur je pourrais atteindre les deux vitesses voulues, avec un seul type de reducteur?

Voir ici par exemple http://www.conrad.fr/kit_regulateur_...74_49282_49285

[invite9c684c12]

Merci à vous. Je n'ai pas besoin d'avoir un réglage précis, enfin je me fiche de faire 2cm/s ou 2.5cm/s je veux juste pouvoir faire varier mon moteur entre environ 2cm/h et 1m/h (voir meme plus de temps pour permettre des timelapses de plusieurs heures si possible)
Dans mon cas un régulateur + courant continu suffira? Ou je dois m'orienter vers un moteur pas à pas?

[romulus123]

Si tu n'as pas besoin de grande précision, prend un simple moteur courant-continu.

Un moteur pas-à-pas coute cher et est plus difficile a piloter.

[invite9c684c12]

D'accord c'est noté
Mon projet n'a pour objectif que de modeliser et de rediger un dossier pour repertorier les composants nécéssaires, autonomie du systeme, etc...)
Mais je compte bien réaliser ce système une fois le projet fini, car je suis un grand amateur de photographie/video et c'est l'occasion de cumuler université/hobby.

Aurais tu un moteur a me conseiller en particulier? Le moteur d'essuie glace me parait une bonne solution "bidouille", mais pour un projet universitaire c'est pas très pro
Je cherche un moteur qui consomme le moins de courant possible, faible encombrement. Je cherche une autonomie de 10h avec une (ou deux) batteries adaptées.

[invite9c684c12]

Je viens de trouver ca:
http://www.gotronic.fr/art-moteur-mfa-re850-11708.htm Cela pourrait convenir?

[romulus123]

Je pense qu'un moto-reducteur serait plus approprié; la mécanique n'est pas vraiment mon domaine

[invite9c684c12]

Merci mais je préférais concevoir le réducteur moi même, ca me ferait un peu plus de méca dans mon projet
Autre petite question concernant le moteur ci dessus (http://www.kesslercrane.com/product-p/100130.htm)
* Que signifie "EN CHARGE", car par exemple la vitesse affichée à 6v est de 10800tr/min en charge, mais comment sait on avec quelle charge?
* Une consommation de 7,10A (toujours EN CHARGE) signifie qu'il me faut une batterie de 70Ah pour tenir 10h en autonomie? C'est énorme c'est une batterie complète de batterie de voiture diesel...

J'éspère me tromper!
Merci

[Tropique]

Merci à vous. Je n'ai pas besoin d'avoir un réglage précis, enfin je me fiche de faire 2cm/s ou 2.5cm/s je veux juste pouvoir faire varier mon moteur entre environ 2cm/h et 1m/h (voir meme plus de temps pour permettre des timelapses de plusieurs heures si possible)
Dans mon cas un régulateur + courant continu suffira? Ou je dois m'orienter vers un moteur pas à pas?

Ce n'est pas très réaliste: si tu pars d'un moteur ayant une vitesse de rotation nominale de 6000 t/minute, et que cela correspond à la vitesse maxi, en vitesse lente, il faudra environ 100x moins, soit ~60t/min ou 1 tour par seconde. C'est vraiment très peu, et il ne sera pas possible d'employer une démultiplication, parce que ça obligerait à augmenter aussi la vitesse maxi.

Certains bons moteurs pourront tourner à peu près régulièrement à 1t/s, mais le problème c'est que la moindre charge, le moindre point dur dans la mécanique le feront ralentir ou caler complètement.

Pour avoir un point de comparaison, emploie une perceuse: la vitesse max est normalement de ~3000t/min. Pour rester dans le même rapport la vitesse lente devrait être de 0.5 t/s. Essaye de régler le variateur pour obtenir de manière stable cette vitesse de rotation, et tu comprendras ce que je veux dire....

[paulfjujo]

bonjour,

on ne voit aucune donnee tchnique sur ton lien ?
Il faudrait connaitre la puissance de ton moteur ,
sa vitesse nominale et son courant nominal pour cette vitesse
afin d'evaluer quelle peut etre la charge ( le couple max utile) .

Une regulation de vitesse moteur DC (avec retour dynamo tachymetrique ) peut
tres bien assurer le 1% de precision (voir mieux) avec un ration de vitesse
de 1 à 100 du nominal.

[invite9c684c12]

Merci de ton avis Tropique, pourtant, en regardant ici: http://www.kesslercrane.com/product-p/100130.htm (ce moteur est employé pour pratiquement le meme systeme que moi), ils semblent utiliser un moteur a courant continu et un réducteur 200:1 (je ne sais pas comment c'est possible avec un si petit système).
Il doit donc bien exister un moyen d'arriver a ces vitesses...

[invite9c684c12]

Paul, je me suis trompé de lien dans mon premier post, je parlais de ce moteur: http://www.gotronic.fr/art-moteur-mfa-re850-11708.htm
Avec un rapport de reduction de 200:1 pourrais je arriver a faire fonctionner mon système (qui équivaut a lever une charge de 7kg a la verticale) ?
D'autre part, le couple fournit par le moteur est il fonction de la vitesse, par exemple en réduisant la vitesse nominale avec le variateur a 1% de sa vitesse nominale je vais perdre en couple?

[Tropique]

Merci de ton avis Tropique, pourtant, en regardant ici: http://www.kesslercrane.com/product-p/100130.htm (ce moteur est employé pour pratiquement le meme systeme que moi), ils semblent utiliser un moteur a courant continu

Je ne vois pas où c'est précisé, il faut dire que leur doc n'est pas un modèle de clarté

Il doit donc bien exister un moyen d'arriver a ces vitesses...

On peut toujours faire tout ce qu'on veut.... mais ce n'est pas parce que quelque chose est possible que c'est une bonne idée.
En mettant un codeur sur l'axe d'un moteur tout pourri, tu arriveras toujours à lui faire faire ce que tu veux, mais ça nécessitera des prouesses en asservissement, controle, etc, surtout pour des grands rapports de vitesse.
Ça s'emploie pour les très grosses puissances, pour lesquelles il n'existe pas de moteur pàp suffisant, mais ici, ce serait idiot de s'embêter avec ce genre de chose, alors qu'un moteur pàp n'est pas plus cher qu'un moteur DC décent, permet l'économie d'un réducteur, et se pilote très facilement.
L'absence de feedback est un gros point positif également, le moteur fait exactement ce qu'on lui dit de faire, il n'y a pas besoin de controle, et la vitesse de sortie est complètement indépendante de la charge, tant qu'on est pas au couple de blocage.
Bref, pour moi il n'y a pas photo..... mais c'est toi qui décide.

Si tu veux, je transfère le topic en Techno, où ils seront beaucoup plus à même de te conseiller pour les aspects non purement électroniques.

[Qristoff]

Sachant que j'ai quand meme besoin d'un couple assez eleve pour faire translater en position horizontale un appareil de 7kg...

Il faut déja que tu fasses un pré-dimensionnement de ta chaine cinématique en partant du type d'entrainement que tu prévois, des vitesses min et max de l'ensemble suivant les charges attendues et pour estimer le rapport de réduction en optimisant le couple qui devra être le plus constant possible...
Plus ton rapport de réduction sera élevé, moins tu auras besoin de couple moteur mais une vitesse plus élevée et des pertes par frottement plus élevés alors qu'avec un rapport de réduction plus faible, il faudra un moteur plus musclé et qui tourne moins vite..
Un rapport de 50 entre la vitesse min et max ne me parait pas insurmontable mais cela va orienter le choix techno du type de moteur par la suite.

[paulfjujo]

Le couple nominal etant de 92mN.m (920 g.cm)
avec un reducteur de 200:1 tu pourait obtenir en theorie 180 kg.cm
reste à tenir compte du rendement reducteur ?
et du diametre utilisé en sortie reducteur pour lever ta charge ?
avec une vitesse de sortie maximale = N nominal / 200.

En theorie le couple est independant de la vitesse, mais dans la pratique
vitesse fonction de FCEM
Fcem=U-R*I.
Cest pourquoi une regulation de vitesse cascade
Boucle de vitesse englobant une boucle de ciurant est necessaire pour une bone precision
dans un rapport de 1 à 100.

Couple bloqué 6.14Kg .. mais quid du courant maxi ? uniquement limité par R induit.
ou par ton generateur 12V.
Riski avec une batterie voiture !!
Une regul de vitesse (cascade) te limiterait le courant au nominal du moteur ..
prevoir aussi un disjoncteur thermique !

[Tropique]

Pour un mécanicien, c'est assez flou, pour ne pas dire contradictoire:

Sachant que j'ai quand meme besoin d'un couple assez eleve pour faire translater en position horizontale un appareil de 7kg...

Pouvez vous m'aider? La mecanique est mon domaine mais pas l'electronique....

(qui équivaut a lever une charge de 7kg a la verticale) ?

La première chose à faire est de décider s'il faut lever ou translater la charge: c'est extrêmement différent. En levage, l'effort est relativement élevé mais constant à peu de chose près. En translation, c'est le contraire: l'effort est faible, voire quasi nul, mais il dépend énormément des frottements, de la qualité de la mécanique....
Les problèmes sont très différents, et les solutions le seront aussi.

[invite9c684c12]

J'essaye de vous faire un croquis du montage au plus vite.
En fait dans la plupart des cas le montage sera horizontal (sur rail coulissant), mais dans le pire des cas il faut considerer que l'on peut la placer en position verticale (toujours sur rail coulissant). En négligeant les frottements, cela revient a lever la charge de 7kg.
Voici un montage ressemblant au mien:
### Lien image supprimé ###
### Lien image supprimé ###

[Tropique]

Bonjour,

Merci de respecter les http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html et de replacer l'image en PJ

[invite9c684c12]

Oups d'accord désolé.
dolly1.jpg
dolly2.jpg

J'ai recu une réponse du vendeur de Kesslercrane (le moteur que je vous ai montré sans aucune donné technique) qui m'a simplement répondu: These are 12v, 1 amp motors.

[bobflux]

Si c'est pour du timelapse, tu n'as pas besoin de variateur de vitesse.

En effet, tu prends une photo toutes les N secondes, il suffit de faire tourner le moteur plus ou moins longtemps entre les deux photos...

Pour de la vidéo en continu par contre, ce ne sera pas possible, et il faudra faire très attention aux vibrations. En timelapse, le moteur ne tourne pas quand tu prends la photo, donc ce n'est pas important.

> de 2cm/seconde (=72 m/h) a environ 1m/h

Tu peux définir les plages d'utilisation, par exemple vas-tu faire une vidéo de 1h à 1cm/h ? À mon avis tu vas plutôt utiliser les vitesses très basses pour du timelapse, et les vitesses plus élevées pour de la vidéo. Si tu décides que ton moteur peut varier de 14 à 72 m/h en continu (donc une plage de seulement 5) c'est déjà beaucoup plus facile à réaliser sans boîte de vitesse. Et pour faire du timelapse, tu ajoutes un fonctionnement discontinu du moteur.

Le plus précis est un moteur pas à pas, mais c'est plus compliqué (sauf si tu achètes un moteur et un contrôleur tout fait).

Pour ce qui est de la puissance du moteur :

Si la dolly est horizontale, le moteur a juste besoin de compenser les frottements. Si la dolly est en pente ou verticale, il faudra compenser le poids de l'appareil photo, pour ça si tu laisses le moteur sous tension tout le temps ça va consommer un max de batteries, donc je te conseille d'utiliser un frein (ajustable à la main) qui soit moins puissant que le moteur. Tu peux aussi utiliser une "vis sans fin" (une tige filetée de 2m par exemple). Dans tous les cas la puissance demandée au moteur est minuscule à cause de la démultiplication énorme, donc t'auras pas de soucis de couple moteur ni de batteries.

[bobflux]

Lever un appareil photo de 7 kg sur une hauteur de 2m : E = mgh = 137 joules ... une pile AA (1.2V 2.2Ah) contient 2.6 Wh soit 10 kJ ; même avec les pertes une petite batterie (lithium ou des piles AA) devrait aller non ? Il faut par contre t'assurer que ton électronique n'active le moteur que quand c'est nécessaire, et ne consomme pas un max en veille...

Note que tu peux construire facilement une "boîte de vitesses" manuelle avec une plage très élevée en utilisant des poulies crantées et une courroie, tu mets la courroie sur le bon couple de poulies et hop...

[invite9c684c12]

Bonjour, et merci encore pour les réponses !!

Tu peux définir les plages d'utilisation, par exemple vas-tu faire une vidéo de 1h à 1cm/h ? À mon avis tu vas plutôt utiliser les vitesses très basses pour du timelapse, et les vitesses plus élevées pour de la vidéo

Oui, comme dit dans mon premier message les vitesses très basses seront pour le timelapse et la plus rapide pour la video. Mon principal probleme etant d'atteindre ces deux vitesses extrêmes avec un même moteur/réducteur.

Lever un appareil photo de 7 kg sur une hauteur de 2m : E = mgh = 137 joules ... une pile AA (1.2V 2.2Ah) contient 2.6 Wh soit 10 kJ ; même avec les pertes une petite batterie (lithium ou des piles AA) devrait aller non ? Il faut par contre t'assurer que ton électronique n'active le moteur que quand c'est nécessaire, et ne consomme pas un max en veille...

Dans ce calcul, tu tiens donc uniquement compte des batteries??? Il faudrait tenir compte du type de moteur et de sa consommation non? (d'ailleurs comment la calculer sachant que les données ne donnent souvent pas la puissance du moteur ?)

Note que tu peux construire facilement une "boîte de vitesses" manuelle avec une plage très élevée en utilisant des poulies crantées et une courroie, tu mets la courroie sur le bon couple de poulies et hop...

Oui, par courroie ou par train d'engrenages je compte concevoir le réducteur également. Le problème c'est qu'en regardant sur les sites des produits existants, les ratio nécéssaires sont aux alentours de 1:200/1:500. Et je visualise mal comment obtenir un tel ratio avec un train d'engrenages, avec un encombrement réduit...

[bobflux]

> les vitesses très basses seront pour le timelapse et la plus rapide pour la video.
> Mon principal probleme etant "d'atteindre ces deux vitesses extrêmes avec un même moteur/réducteur".

OK, tu n'as donc pas besoin "d'atteindre ces deux vitesses extrêmes avec un même moteur/réducteur" puisque ton réducteur doit couvrir uniquement la plage "vidéo". La plage timelapse, plus lente, sera assurée par un fonctionnement discontinu du moteur.

> Dans ce calcul, tu tiens donc uniquement compte des batteries???

Je me dis que 10 piles AA (donc environ 12-14V avec des NiMH) contiennent assez d'énergie pour faire 700 allers-retours en vertical, donc même avec un rendement moteur+transmission ultra pourri de 5% (ce qui est vraiment ultra pourri) tes 10 piles AA qui ne pèsent pas bien lourd suffiront largement. Donc pas de soucis.

> Et je visualise mal comment obtenir un tel ratio avec un train d'engrenages, avec un encombrement réduit...

Avec une vis sans fin. Tige filetée de 10, pas de 1.5mm donc le chariot (fixé sur un boulon qur la tige) bouge de 1.5mm/tour.
100 m/h (27 mm/s) => 18.5 tours/s = 1100 rpm
10 m/h (2.7 mm/s) => 1.85 tours/s = 110 rpm

Il te reste à trouver un motoréducteur qui sort 1100 rpm max et qui fonctionne correctement de 110 à 1100 rpm, et à le coupler à la tige filetée.

Certes, il y aurait moins de vibrations avec une courroie crantée... mais pour ça il te faudrait un réducteur plus élaboré.

Autre solution : moteur pas à pas + réducteur + courroie crantée. Comme dans une imprimante, en somme...

[invite9c684c12]

Merci pour toutes ces infos bien utiles, j'ai encore quelques points pas tres clairs:

La plage timelapse, plus lente, sera assurée par un fonctionnement discontinu du moteur.

Peut on faire tourner le moteur si lentement sans reducteur? Pour ce qui est de l'electronique pure, comment gerer ce fonctionnement discontinu? Un microcontrolleur (ou plus simple?)

Il te reste à trouver un motoréducteur qui sort 1100 rpm max et qui fonctionne correctement de 110 à 1100 rpm, et à le coupler à la tige filetée.

En partie mecanique j'avais prevu de separer reduction et transmission (moteur/chariot). Pour la reduction rien de defini encore (roues dentees, vis sans fin (pire rendememt existant) courroie....). La transmission mecanique se fera par courroie comme ici: