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Piloter la vitesse de rotation d'un moteur



  1. #1
    Romu33g

    Piloter la vitesse de rotation d'un moteur


    ------

    Bonjour,
    Nous sommes un groupe d'étudiants ingénieurs mécanique et dans le cadre d'un projet, nous devons réaliser un support de caméra qui permet de faire tourner la caméra à 360° et de l'incliner sur une plage d'angles. La partie mécanique est dimensionnée mais nous avons de grosses difficultés avec la partie électronique du projet étant donné que nous avons que quelques notions.

    Nous voudrions piloter la vitesse de rotation de la caméra sur elle-même de 1.5 à 4 tr/min. Pour cela, nous avons sélectionné ce moteur :
    http://www.gotronic.fr/art-motoreduc...0001-11732.htm
    Donc d'après les caractéristiques du moteur, si on l'alimente à 4.5V il tournera à 1.5 tr/min et si on l'alimente à 15V il tournera à 5 tr/min. Pour réaliser cette variation de tension, nous avions pensé utiliser un potentiomètre mais nous avons des avis différents sur la résistance de ce composant. En effet, certains personnes nous ont expliqué qu'un potentiomètre "ne passe pas de puissance" donc il va très vite cramer !

    J'aurais donc voulu avoir votre avis sur cette histoire de potentiomètre svp.

    Merci d'avance pour votre réponse !

    -----

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  3. #2
    PIXEL

    Re : Piloter la vitesse de rotation d'un moteur

    oui , un petit variateur , un exemple basique :

    http://www.sonelec-musique.com/elect...imple_001.html

    il faudra le montage à DEUX transistors

  4. #3
    Romu33g

    Re : Piloter la vitesse de rotation d'un moteur

    Merci pour votre réponse.
    Par contre j'ai un peu de mal à comprendre comment cela fonctionne et surtout comment au dimensionne ce montage en fonction des performances que l'on souhaite avoir. J'imagine que l'on doit déjà savoir quelle sera les caractéristiques de notre alimentation ainsi que celle du moteur que l'on utilisera mais ensuite on doit faire comment svp ? Quel sera le coût d'un tel montage aussi ?

  5. #4
    zibuth27

    Re : Piloter la vitesse de rotation d'un moteur

    bonjour,

    il faut bien commencer par quelque chose par exemple
    - exprimez votre besoin mécanique (couple-vitesse)
    - trouver le moteur qui va bien (je prends votre exemple de motoréducteur), il nous donne sa tension et son courant nécessaires
    - vérifiez la cohérence: un besoin de 4g.cm à 4rpm ne devrait pas se traduire par un moteur de 48V 15A!
    - en déduire les specs du circuit de commande

    le "problème" du potentiomètre:
    je pars du moteur décrit qui consomme 0,84A sous 12V à fond.
    En supposant (ce qui est théoriquement inexact, mais on raisonne uniquement sur les puissances) qu'à 6V le moteur consomme la moitié soit 420mA, la puissance dissipée par le potard sera 2,5W, c'est plus un potentiomètre, c'est un rhéostat qui exige un refroidissement à l'azote liquide (j'exagère à peine)

    On peut voir le montage classique décrit par sonelec comme un amplificateur de courant du potentiomètre :
    le montage fonctionne en "émetteur suiveur" ou "mode collecteur commun". La tension de sortie est la tension d'entrée (la base de Q1) diminuée d'une "constante" d'environ 1,2V. Le potentiomètre est monté en diviseur de tension réglable de la tension d'alimentation, il est peu chargé en puissance.
    Le transistor de sortie est en fait constitué par le montage de deux transistors en Darlington pour consommer un minimum de courant du potentiomètre (les gains en courant se multiplient)
    La constance de la tension de décalage (1,2V environ) dépend en fait du courant débité et de la température, qui dépend aussi du courant, c'est pourquoi la stabilité de la vitesse de rotation n'est pas parfaite: quelle est votre spécification de stabilité ?

    monter le transistor Q2 sur un radiateur, feuille d'alu de 2-3 mm pour disspier les 3W probables
    Comme vous annoncez la couleur : non électroniciens. Un minimum de précautions sont donc nécessaires pour éviter les étincelles!

    - utiliser des transistors à boitier isolé par ex Q1=2N3906 en boitier TO-92 et Q2=BUV48 en boitier TO-247 à 0,4€ et 5,50€
    - le montage est fragile, en cas de court-circuit à la masse = précaution élémentaire : mettre un fusible par ex 1A pour ce moteur (150mA), s'il est trop faible, il fondra à chaque démarrage. Le transistor tient 15A, on espère que le fusible le protègera (on a parfois des surprises)
    - alimenter sous 15 à 17V pour la vitesse max

    si une plus grand stabilité est nécessaire ou si la spec impose une batterie 12V, utiliser un PWM (modulation de largeur d'impulsion en french) qui permet en plus d'utiliser la tension totale de la source. Une stabilité absolue exigerait un asservissement.
    Le montage le plus facile devient : potentiomètre-microcontroleur-MOS de sortie, ce qui peut se décliner en : potentiomètre (ou bouton-poussoir puisqu'on a un processeur) un microcontroleur (par ex un Atmel AT tiny13 à 2€, compilateurs-programmateurs gratuits ou 3 résistances, sous linux) et un BS170 à 0,6€ et un régulateur d'alimentation 78L05 à 0,5€. plus de détails sur demande

    saluts

  6. #5
    zibuth27

    Re : Piloter la vitesse de rotation d'un moteur

    Oooops


    erreur: le BS 170 ne supporte que 500mA !
    plutot IRFP064 en TO-247 à 6€ qui tient ses 100A, résistera bien aux non-électroniciens avec un fusible

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    paolo123

    Re : Piloter la vitesse de rotation d'un moteur

    Un microcontroleur, une MLI bien programmée et un MOS en sortie 'une patte du microcontroleur et le tour est joué!

    Sinon un trigger de schmit en cascade avec un comparateur suivi d'un MOS peut fair l'affaire

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  10. #7
    Romu33g

    Re : Piloter la vitesse de rotation d'un moteur

    Salut à tous,
    Je vais vous expliquer plus précisément notre projet et les caractéristiques attendues pour que vous puissiez mieux nous orienter car là je ne comprends pas tout ce que vous nous expliquez...

    Tout d'abord, voici une petite CAO (très simplifiée) du support que nous voulons concevoir.
    CAO Maquette.png

    La partie supérieure en "U" tourne donc à 360° par rapport au support inférieur qui est fixe (il sera posé sur une table). Le plateau central, sur lequel sera fixée la caméra s'inclinera sur une plage d'angles (pas à 360°).
    Je pense que pour commencer nous devrions nous intéresser à la partie électronique pour incliner le plateau central. Nous avons fait une étude rapide pour estimer le couple qu'il faudra apporter pour incliner le plateau. Pour cela, nous avons fait une étude très critique en considérer une force (comptabilisant la masse de l'appareil et du plateau) au point extrême du plateau. On trouve alors un couple nécessaire de 0.6 Nm.
    Pour mettre en mouvement ce moteur, nous avons choisi un moto-réducteur :
    http://www.selectronic.fr/motoreduct...mfa-927-d.html
    On arrive à des vitesses et des couples qui correspondent à nos attentes.
    Ces moteurs doivent être alimenter par une tension entre 1.5 et 3V. Nous voudrions pouvoir faire varier la vitesse ainsi que le sens de rotation.
    Nous avions déjà réalisé un schéma du câblage :
    Capture.PNG
    Légende :
    1 : interrupteur marche/arrêt
    2 : fusible
    3 : interrupteur fin de course (butée gauche)
    4 : interrupteur fin de course (butée droite)
    5 : interrupteur (court-circuit)
    6 : résistance
    7 : potentiomètre
    8 : résistance
    9 : inverseur
    10 : moteur à courant continu

    En revanche, nous allons avoir un problème d'enroulement des fils. Nous voudrions donc faire un système totalement embarqué sur le plateau rotatif et commander l'inclinaison par une télécommande. Pour cela, j'ai pensé utiliser le système électronique d'une vieille voiture télécommandée mais je n'ai pas si ce sera adaptable. Qu'en pensez-vous ? Dessus, il y a une alimentation de 4.8 V et 620 mAh.

    Nous aurions donc voulu déjà avoir vos avis ainsi que vos conseils pour que nous puissions passer commande et débuter l'assemblage.

    Je précise que l'on cherche dans ce projet à réduire au maximum les couts.

    Merci d'avance pour vos réponses !
    Images attachées Images attachées

  11. #8
    Qristoff

    Re : Piloter la vitesse de rotation d'un moteur

    Nous sommes un groupe d'étudiants ingénieurs mécanique
    il y a la mécanique et l'électronique ! trouvez vous une petite équipe coté électronique pour votre projet pluridisciplinaire ! vous gagnerez du temps !
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

  12. #9
    man-x86

    Re : Piloter la vitesse de rotation d'un moteur

    0.6Nm, ça me semble énorme pour le un motoréducteur avec des petits engrenages en plastique comme le MFA 927D. Je n'ai aucune idée du couple maxi admissible en sortie du réducteur, mais celui-ci risque de ne pas apprécier.

    Je me rappelle avoir joué avec des lego technic en étant petit et avoir senti les engrenages en nylon chauds pour moins que ça...
    Autant mettre un moteur + réducteur mieux dimensionné, par exemple un MFA 919d, ou un 970D, plus solide). Rien que pour ces réducteurs, le couple maxi en sortie est de 0.6Nm... Il vaudrait mieux avoir de la marge (j'ai utilisé plusieurs moteurs + réducteurs MFA, le réducteur prend vite du jeu quand on l'utilise à ses limites).
    Si vous avez des moyens (vraiment beaucoup), regardez les catalogues de Maxon, Portescap et Faulhaber.

  13. #10
    paolo123

    Re : Piloter la vitesse de rotation d'un moteur

    il faut un motoréducteur avec une électronique de commande adaptée pour ne pas avoir de surprise. Si vous n'avez pas les compétences pour concevoir la partie électronique, faites vous aider car c'est aussi important que la mécanique, sans électronique correctement concu, vous arriverez a quelque chose de catastrophique.

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