Servomoteur et carte son PC

[siltoon]

Bonjour à tous les Futuronautes

Je viens d'acquérir 1 petit servo moteur à rotation continue dont voici la référence: S04NFWH et je me suis lancé dans l'idée de pouvoir controler celui-ci à l'aide d'un signal PWM généré par la carte son de mon PC.

Je précise: je n'ai que très peu de connaissances en électronique et toutes réponses pédagogique sera la bienvenue

Donc, revenons à nos moutons !

J'ai beaucoup cherché sur le net et j'ai trouvé une quantité d'information, de schéma, de vidéos qui explique comment réaliser cette opération: jusque là pas de problème.

1) J'ai adapté le petit montage issue de ce tutorial trouvé sur le site make : http://makezine.com/projects/trs-drawbot/, pour controler 1 seul moteur pour commencer.

2) J'ai utilisé matlab pour "construire" mon signal a envoyé au moteur.
Je vous donne un peu plus de détail sur la fabrication de mon signal:

J'utilise des pas de temps de 20ms (standard 50Hz) et à l'intérieur de ces 20ms je programme des temps haut par exemple de 1 à 2 ms (standard pour la commande de servomoteur).

Ensuite, je converti ce "vecteur" en fichier audio wav et je le "joue" (ou plutot je l'envoi à mon moteur par le biais de ma prise jackà avec le volume du son au maximum.

Et la, patatra rien ne bougeait ! J'ai modifié la durée de l'impulsion, mais toujours rien.

J'ai eu l'idée de prendre un vieux voltmètre et de mesurer le voltage du courant alternatif en sortie de mon jack quand je jouais mon petit fichier wav censé faire bouger mon moteur: suivant l'impulsion j'étais entre 0.3 et 0.6v alternatif.

J'ai essayé d'augmenter mon "duty cycle" en augmentant, toujours avec une fréquence de 20ms, la durée de mes impulsions et la oh miracle: le moteur tourne pour des impulsions allant de 8ms à 19ms.
J'ai donc placé mon voltmetre et j'ai remarqué que j'étais entre 1.4 et 1.6v alternatif ...

Mon problème: le moteur ne tourne pratiquement toujours à la même vitesse (quelque soit la durée de l'impulsion) et que dans un sens ! C'est déjà bien, mais je ne comprends pas pourquoi il tourne.

Je me dit que c'est peut-être un problème de "voltage" et que le servo a besoin de recevoir un signal d'1.5v alternatif pour pouvoir fonctionner ? Mais dans ce cas là je n'arriverais jamais à le faire tourner "normalement" avec des impulsions entre 1 et 2ms !

Alors je me dit peut-être qu'en augmentant la frequence: des plus petites impulsions mais plus souvent me permettrait d'atteindre ces fameux 1.5v, mais je ne suis pas trop sur ...

Qu'en pensez-vous ?

Je remercie par avance toutes celles et ceux qui se poseront quelques minutes sur ce problème et prendront le temps de m'expliquer mes erreurs
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[jiherve]

Bonjour
erreur
JR

[jiherve]

Bonjour,
le soucis avec une carte son c'est que la sortie est couplée en alternatif et que cela ne conviendra pas à un servo.
amha il faudrait rajouter un transistor(et quelques composant annexes) pour obtenir une impulsion correctement référencée à la masse .
JR

[siltoon]

Bonjour Jiherve,

Merci pour ta réponse

Pourquoi la sortie en alternatif ne convient pas pour la commande d'un servo ? j'aimerais comprendre

Pourquoi l'ajout d'un transistor donnera une impulsion "correctement référencée à la masse" ? et que signifie "correctement référencé à la masse" ?

Merci d'avance pour tes réponses

[A voir en vidéo sur Futura]

[alainav1]

bonjour,
il faut un signal de carre
voici un petit tuto bien fait
http://remy-p.pagesperso-orange.fr/aae/aaeserv.htm
cordialement
Alain

[siltoon]

Bonjour alainav1,

Merci pour ton lien, mon signal est carré comme dans le lien que tu me proposes

Par exemple pour une trame de 20ms (avec une frequence d'échantillonage de 192000) , j'ai 288 "pas" avec la valeur 1 et 3552 pas avec la valeur -1 (pour un total de 3840 pas) ... et ainsi desuite ... ce qui correspond à une impulsion de 1.5ms a 50Hz.

Mais dans ce cas la mon moteur ne tourne pas, il faut que j'augmente le nombre de "pas" avec la valeur 1 aux alentours de 8ms pour que le moteur tourne ... dans un seul sens et je ne comprends pas pourquoi

[jiherve]

Re
en couplage alternatif la valeur crête de l'impulsion varie avec sa largeur donc on pourrait ne pas passer le seuil d'entrée du circuit utilisé dans le servo qui lui est référencé à la masse. Ceci dit ici vu les mesures, que je présume à vide, je suis conduit à estimer une impulsion d'environ 4V, je viens de comparer avec une sortie calée à 1,5ms mesurée par un voltmètre digital et un à aiguille qui me donne environ 0,65V pour un pulse de 4,2V , serait il possible d'avoir une mesure en charge sur le servo.
JR

[siltoon]

Qu'appelles-tu mesure en charge sur le servo ? et reciproquement mesure à vide ?

Merci encore

[jiherve]

Re
tu écris avoir mesuré ton signal avec un voltmètre, cette mesure a t elle été faite avec le servo branché ou bien sans rien sur la sortie son du PC?
A noter que si le servo est déjà au neutre l’envoi d'un pulse correspondant à cette valeur (1,5ms) ne le fera pas tourner, il faut envoyer le max(2ms) ou le min(1ms) en alternant les valeurs.
Ton servo est bien alimenté séparément avec une masse commune avec celle du PC ?
JR

[siltoon]

Ok !
Pour mon branchement: mon servo est alimenté séparement par 4 pile 1.5v. Le moteur et le jack de mon pc ont une masse commune. (regarde le lien que j'ai posté dans mon premier message vers le site de makezine, j'ai fait le même schéma mais avec 1 seul moteur)

Pour ma mesure: la mesure a été fait lorsque je "joue" mon signal via la prise audio de mon pc, si je ne "joue" rien, mon voltmètre est à 0v.

Je n'ai pas testé qu'a 1.5ms, j'ai tester de 1ms à 2ms sans succès... puis entre 8 et 20ms: là ma roue tourne.

Note: Je prends ma mesure entre la masse de mon jack et la partie "Tip" de mon jack qui est censé envoyé mon signal vers le moteur

[siltoon]

Et je rajoute que la valeur que je mesure lorsque que mon moteur tourne varie entre 1.4 et 1.6V

[jiherve]

Re
ok mais pendant la mesure le servo est il branché?

Note: Je prends ma mesure entre la masse de mon jack et la partie "Tip" de mon jack qui est censé envoyé mon signal vers le moteur

là j'en doute, et donc rien ne prouve que ta sortie son ne s’écroule pas lorsque tu l'utilises réellement.
JR

[siltoon]

Ah ... pour les mesures je n'avais pas branché le servo, juste pris la mesure sur le jack ... c'est pas bon du coup ?

Pourquoi tu doutes de ma mesure ?

[jiherve]

Re
je ne doute pas de ta mesure mais la sortie son présente une certaine impédance de sortie qui influera sur le niveau du signal selon que la sortie est chargée ou non, donc il faut refaire les mesures avec le servo branché sur la sortie son.
JR

[siltoon]

OK je vais refaire les mesures avec la sortie chargée

Tu penses donc que cela pourrait venir de là ?

[jiherve]

re
ben oui si tes impulsions n'ont pas un niveau suffisant alors le servo ne vois rien, en les élargissant tu augmentes la valeur moyenne du signal ce qui fait qu'elles sont alors vuesmais le moteur ne tournera que dans un sens.
JR

[siltoon]

D'ou l'idée de brancher quelque chose en sortie pour "amplifier" les impulsions sans les "dénaturer", c'est ça ?

[jiherve]

re
oui, il suffit d'un petit transistor npn et de 2 resistances, plus une diode pour les puristes.
JR

[siltoon]

Merci beaucoup pour tous tes conseil Jiherve !

Je vais me renseigner un peu plus en détail sur le fonctionnement des transistors avec ce que tu me propose

Question bête en passant: Si je trouve un moyen d'augmenter le volume du son de ma carte son, ça ne pourrait pas remplacer cet "amplificateur" ? du coup j'obtiendrais un voltage plus important non ?

[jiherve]

Re
sur quelle sortie de la carte son es tu : écouteurs/enceintes ou line?
JR

[siltoon]

je suis sur la sortie casque.

[siltoon]

Re Jiherve,

En fouillant dans ma boite à composants, j'ai trouvé 2 transistor PNP que j'avais récup sur une vieille souris.
Est ce que je pourrais envisager des les utiliser pour le montage que tu me suggères ? ou bien je dois absolument utiliser
des NPN ?

Merci par avance de ta réponse

[siltoon]

J'ai un peu fouillé le net pour savoir ce qui différencié les deux et d'après ce que je comprends les PNP attende un voltage négatif "pour ouvrir ses portes" alors que le NPN attent un signal positif.
Si je pars de ce principe, en inversant mon signal ça devrai marcher non ou je dis une grosse betise:
NPN: Pulse de 1.5ms et "temps mort" de 18.5ms
PNP: Puse de 18.5ms et "temps mort" de 1.5ms
?

En tout cas merci de tes réponses, grâce à tes informations j'ai appris beaucoup de chose aujourd'hui

[siltoon]

Bonjour JiHervé et tous ceux qui voudront bien m'aider

Je progresse, je progresse

Voilà j'ai fait un petit schéma du circuit que me suggérait Jihervé pour mon amplification du signal carré vers mon servomoteur.

Je voulais savoir ce que vous en pensiez ? Est-ce correct ?

Merci par avance à tous

[jiherve]

Bonjour,
il faudrait une diode en inverse sur la base(1N4148 ou eq) , cathode à la base, anode à la masse, comme la sortie de la carte son est couplée en AC donc avec un condensateur en série cela fera un clamp(le niveau bas ne descendra pas en dessous de 0,6V) et cela protégera la base si la sortie est vraiment costaud, peu probable ici mais c'est une précaution usuelle.
Il faut bien sur inverser la commande, donc générer une impulsion basse, au lieu de haute.
JR

[siltoon]

Merci beaucoup jihervé, je vais essayer ça et te tiendrait au courant

[siltoon]

Toujours en pleine découverte du fonctionnement des transistors, j'ai plusieurs questions:

- Lorsque l'on parle d'amplification, c'est quoi qu'on amplifie en fait à la sortie du transistor: la tension, l'intensité, la puissance ?

J'ai fait plusieurs mesures hier soir et je voudrais bien comprendre ce qu'il se passe:

- Pas de signal, j'ai une tension constante entre le collecteur et l'emetteur.
- Lorsque j'envoie un signal à la base, ma tension entre collecteur et emetteur chute légèrement.

Est-ce cela l' "effet transistor" ?

Je pensais que c'était la tension qui était amplifiée et que du coup j'aurais du avoir un "gain" de tension lorsque j'envoyais mon signal, mais en fait non ... donc je me dis que c'est peut-être l'intensité ou la puissance ?

Qu'en pensez-vous ?

[alainav1]

bonjour,
si ça peut t'aider

http://robert.cireddu.free.fr/SI/Cou...ransistors.pdf
cordialement
Alain

[siltoon]

Merci Alain pour ce lien ,

Donc d'après ce que je lis pour mon cas: Ic = B*Ib, donc au final, arretez moi si je dis une betise: c'est une amplification d'intensité !

Du coup pour une tension à peu près constante entre le moment ou j'envoi un signal dans la base ou pas, j'ai un changement de l'intensité de courant, et c'est cela qui amplifie mon signal c'est bien cela ?

[siltoon]

Rebonjour tout le monde,

Je continue mon projet et je commence à avoir quelques résultats mais tout ne marche pas comme je veux et je voudrais, avec votre aide, essayer de comprendre ce que je pourrais améliorer

Tout d'abord voici le montage que j'ai fait pour "amplifier" mon signal, suivant les conseils de Jihervé:



Le speaker qui représente mon moteur est également alimenté directement par la pile de 6V (ce que l'on ne voit pas sur le schéma)

Dans le cas ou le Jack (dans mon schéma représenté par la source de courant alternatif) est branché à mon PC j'arrive parfaitement à controler mon servomoteur:
Impulsion de 1ms: le moteur tourne dans un sens
Impulsion de 1,5ms: le moteur ne tourne pas
Impulsion de 2 ms: le moteur tourne dans l'autre


Dans le cas ou le Jack est branché sur mon smartphone, le moteur ne tourne que dans un sens quelque soit l'impulsion fourni.

J'ai donc pris des mesures de tension et d'intensité à la sortie de mon jack pour voir les différences et essayer de comprendre les différences qui me mènent à ces deux "fonctionnement":

JACK PC:
Impulsion 0ms : 0V et 0mA
Impulsion 1ms : 0.16V et 0.7mA
Impulsion 2ms: 0.35V et 1.6ma

JACK Smartphone:
Impulsion 0ms: 0.5V et 1mA
Impulsion 1ms: 0.5V et 1.3mA
Impulsion 2ms: 0.5V et 1.5mA

Question 1:
J'imagine qu'il doit y avoir quelque chose au niveau de la sortie casque de mon PC qui diffère de la sortie casque de mon smartphone et j'aimerais comprendre quoi ?

Question 2:
En partant du schéma que j'ai posté, comment pensez-vous l'adapter pour que j'obtienne toujours le même comportant indifféremment que je sois sur mon PC ou mon smartphone ?

Merci beaucoup à ceux qui prendront quelques minutes pour m'aiguiller

Bonne journée.