Probleme couple moteur pas à pas (cnc miller)

[-mr_j-]

Bonjour à tous

Je m'appelle jérémy j'ai 21 ans je suis élève ingénieur en électronique et je me suis lancé dans la réalisation d'une fraiseuse pilotée via usb.

Mon projet avance plutot bien, j'ai déja une idée globale de la partie élec, des plans pour la mécanique et je réalise aussi mon petit logiciel qui interprètera le GCODE (si vous voulez des infos n'hésitez pas ) cependant j'ai un souci avec mes moteur pas à pas :

Chacun est piloté par un pic 16F84A faisant office de L297 suivi d'un pont en H composé de TIP121 (NPN bipolaires darlington). Chaque moteur doit avoir 2A/phase et est un bipolaire. Voici une petite photo de mon montage :



Le souci est que mon moteur n'a aucun couple, il est sensé etre relativement puissant mais dans mon cas lorsqu'il tourne, je peux l'arreter d'un seul doigt j'ai même pas besoin de le pincer

Je peux déjà vous dire que le courant/phase est d'environ 1,4A , que le moteur ne décroche pas (je teste sur plusieurs plages de fréquences) et que la durée d'alimentation de chaque phase est contrôlée via le programme.

Du coup auriez vous une idée ? Je pensais à une histoire de courants résiduels et de temps de commutation du pont en H c'est possible ? Et je me doute que 1,4A au lieu de 2A entraine forcément une perte de puissance méca mais là c'est tout de même abusé

Je vous remercie d'avance pour votre aide

PS : [mode ramasse gifles ON] J'ai pas mis de diode de roue libre car d'apres la datasheet elles sont déjà intégrées dans les TIP121 [mode ramasse gifles OFF]
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[invite07d645db]

Un ptit schéma du câblage du pont en H ?

[-mr_j-]

Le schéma est tout bète, la disposition des transistor est la même que dans le L298 et en résistances de base j'ai des +/-50 ohms (j'arrive jamais à retenir les valeurs exactes )

http://tcremel.free.fr/Image18.jpg

[invite07d645db]

Donc tu pilotes les bases de tes 4 transistors avec ton PIC, c'est bien ça ?
Quelle est la tension nominale du moteur ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[-mr_j-]

Yes c'est bien ça.

J'ai aucune indication sur la tension nominale du moteur je sais juste qu'il encaisse 1,8A/phase (et non 2A je viens de vérifier) mais c'est tout. Du coup j'ai mesuré au ohmmetre la résistance de chaque phase pour avoir un ordre de grandeur de la tension (en négligeant les effet inductifs) et du coup j'ai une résistance de 2,1 ohms. Le pont en H est alimenté en 5v, j'ai pas de valeur précise de Umot mais en tenant compte de Vcesat j'ai 1,4A dans le moteur (donc 2,1*1,4 volt si on néglige l'inductance du moteur)

[invite07d645db]

C'est normal que tu n'es que 1.4V, d'après la doc du TIP121, lorsque 1A traverse ton pont en H alimenté en 5v (et en supposant que tes transistors sont bien saturés), il ne reste plus que 3v pour le moteur (1.5v perdus à cause du Vbe dans le transistor supérieur, et 0.5v dans le Vce du transistor inférieur)

[-mr_j-]

Oui je suis d'accord, mais je ne dispose que d'une alim 5 ou 12v donc j'opte pour le 5v.

De plus lorsque je baisse le courant d'environ 0,5A (j'ai une alim de labo du coup je peux limiter le courant) j'observe quasi aucune variation de couple donc je ne pense pas que mon problème vienne de la tension d’alimentation du moteur. (j'ai aussi tester le moteur alimenté directement par l'alimention : même à 1A le moteur est fortement bloqué)

Je vais peut etre étudier en détail le L298 il me semble qu'il y a des pattes pour "évacuer" les courants lors des commutations des transistors

[gcortex]

le moteur à une f.e.m induite quand il tourne, donc la loi d'ohm ne s'applique plus directement.
la tradition, c'est de prévoir large pour la tension et faire une régulation de courant tout ou rien.

[Antoane]

De plus lorsque je baisse le courant d'environ 0,5A (j'ai une alim de labo du coup je peux limiter le courant) j'observe quasi aucune variation de couple

Es-tu sûr d'être en limitation courant lors de ces essais ?

Clairement le design de ton pont en H est mauvais : les transistors dalington sont inadaptés à un fonctionnement en basse tension en raison de leur tension de déchet élevée, d'autant plus lorsqu'ils sont utilisés en collecteur commun comme c'est la cas pour les transistors supérieurs. Utilise donc un pont en H intégré récent (donc pas le L298) ou construit le tiens en composants discrets à base de MOSFET (ou à la rigueur d'un mélange de NPN et PNP). Et alimente l'ensemble sous 12V (à minima) en surveillant le courant circulant dans le moteur.

[invite01fb7c33]

La connaissance de la valeur de la résistance de bobine ne permet pas à elle seule de connaitre le courant.
Cette résistance varie énormément avec la température du bobinage. (Du simple au double, la température interne du bobinage pouvant augmenter de plus de 100°C, environ 0,43% par degré).
Le phénomène le plus important est la fem du moteur qui varie avec la vitesse.Ton schéma ne fait pas apparaitre les comparateurs, ni la consigne de limitation de courant associée etc... Bref comment gères-tu les deux tensions prélevées sur RSA et RSB?
En gros pour faire simple, ton µC envoie les ordres commutation qui passent à travers des portes qui reçoivent les signaux issu des comparateurs. Les comparateurs reçoivent d'un coté la consigne de courant et de l'autre la mesure de courant effectuée sur RSA et RSB.
Un filtrage (RC) des signaux RSA et RSB s'impose, il y a des pics qui sont liés à la capacité parasite des bobinages et au temps de recouvrement des diodes.

[-mr_j-]

Bonjour a tous et merci pour vos contributions

gcortex=> j'ai pensé à faire cela mais j'ai pas d'idée pour faire un limiteur de courant simple sans faire de radiateur avec des résistances. Je vois pas trop car beaucoup de montages sont faits pour de faibles courants (peut etre faire une sorte de pwm avec un comparateur je vais étudier la chose [edit]:d'apres le msg de fabang je déduit que c'est à coup de comparateurs)

Antoane => Je suis quasi sur de la limitation de courant j'ai un affichage du courant débité et une led qui indique la limitation. De plus les transistors sont bien moins chauds lol. Après peut etre que le courant et beaucoup plus grand que celui indiqué avec les histoires de fem induites,à vérifier.

fabang => C'est vrai j'avais zappé la dérive de résistance avec la température. Puis c'est normal que mon schéma ne fasse pas apparaitre les comparateur et la limitation en courant ... y'en a pas en plus je me suis mal exprimé j'ai mis aucune porte logique quand je parlais du schéma du l298 je parlais uniquement des transistors (aie non aie aie aie arrêtez les coups)


Du coup je vais réaliser les systèmes adéquats pour la limitation de courant. Si je comprend bien RSA et RSB servent à avoir une image du courant pour pouvoir agir dessus. Mais là c'est pareil je vais etre obligé de mettre des résistances de 278867watt vu les courants débités (arrêtez moi si je me trompe).

Pour l'instant je vais garder les NPN, si ça ne marche toujours pas avec la limitation de courant je passerais aux PNP puis mosfets (même si j'en suis allergique ). Par contre je pige toujours pas pourquoi ça marcherait mieux en mélangeant PNP et NPN execpté le fait qu'on ne puisse pas faire de cours circuits.

Enfin j'ai fait un autre test : j'ai bloqué une sortie du pic sur l'état haut et effectivement pilatomic avait raison les transistors ne sont pas saturés à 100% mais pas loin... je vais donc tenter de rajouter des 2n2222

Merci pour vos réponses et désolé pour le roman
bonne journée

[gcortex]

Avec une résistance de mesure sur le 2eme collecteur : http://fr.wikipedia.org/wiki/Paire_de_Sziklai

+ faible résistance base émetteur pour bloquer + rapidement le 2eme transistor

[-mr_j-]

J'ai pas compris, tu parles du couple 2n2222+TIP121 ou juste du darlington seul http://circuits.datasheetdir.com/85/...0-circuits.jpg car j'ai pas accès à r1 ni r2 ?

[gcortex]

oublie les darlingtons. il faut associer pnp/npn en haut et npn/pnp en bas

[gcortex]

tu peux utiliser des diodes Schottky 1N5822

PS : Si tu as vraiment 1,4A et pas de couple, ton moteur est peut être démagnétisé

[-mr_j-]

Jamais je laisserais les NPN c'est toute ma vie !!! Plus sérieusement je ne suis pas du tout amis avec les PNP, bon ça c'est un détail mais surtout je ne vois pas la nuance lorsqu'on associe NPN/PNP pourquoi faire ça plutôt que deux transistors du même type ?

Puis j'avoue commencer à etre largué là, je ferais quoi des diode Schottky ? j'oublie RSA et RSB ?

Puis je ne pense pas que le moteur soit démagnétisé car sous 1,4A mais alimenté directement par le générateur il a un couple résistance assez fort (je peut pas le faire tourner à la main)


Juste au cas où,voici un bout de code très simple a moins d'avoir totalement loupé un détail je pense qu'il n'y a pas d'aberration : les entrées des deux pont en H sont sur RB2 à RB5


start
movlw 4
movwf PORTB
call tempo

movlw 8
movwf PORTB
call tempo

movlw 16
movwf PORTB
call tempo

movlw 32
movwf PORTB
call tempo

goto start


END

[-mr_j-]

Problème réglé !!

En fait la cou*lle venait de mon programme : j'utilise un timer pour la temporisation et comme un boulet j'ai oublié de changer de bank pour configurer ce dernier du coup il faisait n'importe quoi mais à l'oreille ça ne paraissait pas aberrant.

Voila tout j'ai réglé ce detail et le moteur a un fonctionnement plutôt mignon, je suis à 1,4A et il parait impossible à arrêter

Je vais donc laisser le montage tel quel, je vais juste rajouter une limitation de courant pour pouvoir alimenter le tout en 12v

Je vais modifier le nom de mon topic pour vous donner un suivi de mon projet
Sur ce bonne soirée

[-mr_j-]

Bonsoir

J'ai deux petites questions :

- Comment editer un post ? mdr je ne sais pas si je plane totalement mais je ne vois nul part le bouton editer :s

[edit]: en fait si je le vois que sur mon dernier message posté, est-ce qu'il y a un moyen d'éditer le titre de mon topic ainsi que le premier post ?

- Pouvez vous m'indiquer où placer des capas et pourquoi svp ? Par exemple j'ai déja vu des circuits où des condensateur de différentes tailles étaient placés entre le + et le - de l'alim apparemment pour proteger le montage. Une fois un prof m'a dit qu'il serait bon de cours-circuiter un MCC avec une capa, peut etre pour une histoire d'appel de courant je sais pas. Si vous avez d'autres astuce à base de capacités je suis preneur


Merci d'avance

[invite07d645db]

Pour l'édition des postes, ce n'est possible que pendant les 10 minutes qui suivent l'écriture du post.

Pour les capas, montée en // de la MCC cela permet d'éviter les pics de tension qui proviennent du fait que tu pilote une charge inductive, et qui dans le cas de gros moteurs, pourraient détruire l'électronique de commutation ( cherche SNUBBER sur google ).

En // de l'alim, cela permet de lisser la tension, et d'absorber le courant qui retourne à l'alim lors des phases de roue libre ( ici comme c'est du moteur pàp, leur intérêt est limité ) .

[-mr_j-]

Ouki !! merci pour ta réponse rapide

[gcortex]

Je comprend pas : ton prog alimente une seule sortie à la fois ??

[-mr_j-]

Dans mes phases de test, oui. Après je vais surement inclure des modes de pas complet, demi pas ou couple élevé.

Sinon pour le montage global je vais utiliser un 16F84A par moteur (globalement avec le même fonctionnement qu'un l297) + 18F4550 pour gérer l'USB et les trois 16f84a. Je suis en train de faire un logiciel sous visual studio qui interprete le gcode pour le convertir en coordonnées absolues X Y Z et qui enverra fréquence, sens et mode de marche pour chaque moteur (en passant par le 18F4550 of course).

Voila grosso merdo la config que je veux adopter. Il faut aussi ajouter à cela les fins de course, un mode manuel, un arret d'urgence et quelques fioritures d'IHM

[gcortex]

En demi pas tu ne perds pas beaucoup de couple. Et c'est beaucoup + souple