Asservissement position moteur pas à pas.

[Osmose52]

Bonjour tout le monde,

Etudiant ingénieur, je souhaite asservir en position un moteur pas à pas bipolaire à l'aide d'une carte Arduino Uno.
J'ai vu qu'il existe déjà quelques schéma pour l'asservir de ce type :


Cependant j'ai plutôt l'impression que ce principe permet d'asservir le moteur en vitesse...
Pour mon projet j'ai besoin de l'asservir en position : Pouvoir le faire bouger d'un nombre précis de pas (à une vitesse très lente).
Me conseillez vous d'ajouter un codeur pour connaitre la position du moteur ? Est-il possible d'utiliser un module de l'Arduino Uno pour réaliser cette fonction?

Merci d'avance pour l'attention que vous porterez à mon post !

Bonne journée à tous!

Valentin
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[DAUDET78]

Un moteur pas à pas bouge du nombre de pas (dans la mesure où il ne va pas trop vite ou qu'il n'a pas un couple de freinage trop grand) qu'on lui demande. Donc il n'y a jamais de codeur de position en sortie d'un pas à pas .

[jiherve]

Bonjour,
deux solutions:
Le moteur entraine un mécanisme qui possède un zéro, c'est à dire un capteur capable de déterminer une position initiale, alors après avoir rejoint le zéro il suffit de compter les pas pour rallier la position désirée..
Le moteur est muni d'un capteur de position absolu(optique, potentiométrique, électromagnétique), sur un tour ou plus et la cela revient au même, on compte les pas pour rallier la position désirée.
JR

[Antoane]

Bonjour,

En plus de ce qui a déjà été écrit :

Cependant j'ai plutôt l'impression que ce principe permet d'asservir le moteur en vitesse...

Ce schéma n'est qu'un circuit de contrôle, il fonctionne en boucle ouverte.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Osmose52]

Hello Daudet,

Merci pour ta réponse rapide !
Ok c'est bon à savoir merci bien ! Du coup tu penses qu'avec le schéma que j'ai poster il est possible d'asservir le moteur en position?
A priori je vais utiliser un moteur de précision 2°.
Donc imaginons que je veuille faire bouger le moteur de 10° dans le sens horaire:
Je lui transmet simplement 5 coups d'horloges avec le CW à 1 ?

Bonne journée,

Valentin

[Osmose52]

Bonjour Jiherve !

Merci pour ta réponse,
Mon moteur entraine un mecanisme qui ne possède pas de zéro.
Du coup je vais plutôt m'orienter sur la solution avec le capteur de position absolu. Il faut donc que je le rajoute en sortie de mon moteur ?
Comment faire par la suite pour faire tourner de moteur disons par exemple de 10 pas ? Cela se commande via le schéma que j'ai poster sur mon premier message ?

Je ne suis pas du tout familier avec les moteurs, merci de votre patience

Bonne journée !

Valentin

[DAUDET78]

'avec le schéma que j'ai poster il est possible d'asservir le moteur en position?

Non , non et non . Tu positionnes le moteur !

Mon moteur entraine un mecanisme qui ne possède pas de zéro.

Ca veut dire quoi ?
Tu peux donner une photo de ta mécanique ? Ca sert à quoi ?

Du coup je vais plutôt m'orienter sur la solution avec le capteur de position absolu.

Puisqu'on te serine qu'un moteur pas à pas n'a pas besoin de codeur ..... tu as la tête duraille !

[Murayama]

Bonjour!

Donc il n'y a jamais de codeur de position en sortie d'un pas à pas .

Mais si mais si!
Je suis en ce moment sur 2 projets (2 clients différents en plus, ce qui semble montrer
que ce n'est pas si rare) sur des steppers avec feedback. En plus, en googlant "stepper
motor with encoder feedback", on trouve pas mal de références, dont la première:

http://www.applied-motion.com/videos...-motor-systems

En plus, ce n'est pas vraiment nouveau, la page date de 2012.

Puisqu'on te serine qu'un moteur pas à pas n'a pas besoin de codeur ..... tu as la tête duraille !

Ce n'est pas la peine d'insulter ou d'humilier parce que les steppers avec feedback, ça
existe. Et même si ça n'existait pas, d'ailleurs. Ça permet de vérifier que des pas n'ont
pas été sautés. Et ça permet aussi de connaître la position au démarrage aussi, sans avoir
à faire un aller-retour à une butée ou un capteur optique. Pour info, il existe des
encodeurs multitours, donc utilisables pour connaître la position exacte d'un mobile sur
une vis, par exemple, qui donnent la position angulaire du moteur + à combien de tours
on est de la position 0.

A priori je vais utiliser un moteur de précision 2°.

Il faut compter les pas. Mais par contre, il faut savoir exactement où on est.
Je m'explique: le steper a 4 états. Du moins le schéma que vous utilisez montre un
bipolaire. On peut les noter 0, 1, 2, 3. Si vous positionnez le moteur à la main
n'importe où, vous allez le mettre sur une position aléatoire correspondant à un
des états électriques ci-dessus. Si vous ne connaissez pas la position et que
vous imposez un des états électriques, alors le permier pas du moteur se fera
dans un sens imprévisible, de +/- 0, 1 ou 2 pas. Pour les pas suivants, tout ira
bien puisque l'état du moteur correspondra à celui du logiciel.
Donc comme votre système "ne possède pas de 0", l'encodeur est certainement une
bonne idée. Après, il va falloir savoir si vous avez besoin d'un multitours ou
non, mais sans plus de détails, je ne peux pas vous aider.

Dernier point: il existe des drivers plus modernes que ce que vous utilisez, avec
diodes intégrées, tout en un seul chip.
J'utilise souvent le DRV8848 de Texas (2 moteurs DC ou 1 stepper). Il permet de
contrôler (ou non) le courant, a aussi un contrôle de surchauffe, etc...
Attention: je ne dis pas qu'il convient! Vérifiez avec votre moteur.

Pascal

[polo974]

pour le pilotage (coté réalisation), les fous d'imprimantes 3d ont bien débroussaillé le sujet, il suffit de chercher "pololu a4988 arduino" (pour de petits modèles de moteur (12 à 24V 1A si on ne veut pas tout fumer (même si la doc dit 2A)) ...

pour le feed back, et bien oui, il y a parfois des codeurs optiques ou autres derrière un stepper (qui devient sans le savoir un moteur synchrone asservi). ça permet de ne pas (trop) louper de pas (mais c'est moins dans le diy, plus dans l'industrie et dans des rapports de recherche qu'on retrouve des infos récentes, là-dessus).

un feed-back en position absolue est coûteux si on cherche de la vitesse et/ou de la précision.

(j'en profite pour redonner un coup de gueule contre les docs de moteurs pas à pas:
on n'a jamais le KV (coeff vitesse de rotation sur tension d'alim) qui permet de facilement évaluer la tension d'alim minimale pour une vitesse donnée ou d'expliquer à un gars qui alimente des pap en 12V et s'étonne de perdre des pas quand il monte en vitesse.
Bon, il faut aussi tenir compte du courant, de la résistance, de l'inductance, mais sans ce paramètre, on est dans le black...)

[antek]

. . . (qui devient sans le savoir un moteur synchrone asservi) . . .

. . . on n'a jamais le KV (coeff vitesse de rotation sur tension d'alim) . . .

Ben non, tout comme un PAP sans retour n'est pas un moteur synchrone non asservi.

Je vois pas comment l'appliquer à un PAP.
C'est la fréquence des impulsions qui détermine la vitesse et le courant pendant l'impulsion qui détermine le couple.

[Murayama]

Bonjour!

ça permet de ne pas (trop) louper de pas

En l'occurrence, ça permet de ne pas louper de pas du tout.

Pascal

[DAUDET78]

Ce n'est pas la peine d'insulter ou d'humilier parce que les steppers avec feedback, ça
existe.

Pour ma culturation, tu peux donner un lien WEB sur ce produit ?

[Murayama]

Re!

un feed-back en position absolue est coûteux si on cherche de la vitesse et/ou de la précision.

Tout dépend de ce que vous appelez coûteux. Un TW11 (iC-Haus, le plus bas de gamme)
échantillonne la position absolue à 4000 Hz (@ 10 bits). Si vous voulez être certain de
ne rien louper, vous ne pouvez pas avoir un moteur qui tourne à plus de 120 000 rpm. Mais
dans le cas général, on a de la marge non? Il coûte dans les 2~3 euros. Auxquels il faut
ajouter un aimant.

Pour la précision du plus bas de gamme, il se trouve que c'est dans les +/- 1 lsb, donc
360 / 1024 degrés. Ce qui est bien au delà de ce qui est nécessaire pour toutes les
applications amateur.

Pascal

[polo974]

Ben non, tout comme un PAP sans retour n'est pas un moteur synchrone non asservi.

Je vois pas comment l'appliquer à un PAP.
C'est la fréquence des impulsions qui détermine la vitesse et le courant pendant l'impulsion qui détermine le couple.

Et pourtant, un pap n'est qu'un moteur synchrone avec une caisse de pôles.

Et comme tout moteur électrique à aimant permanent, il y a une fcem qui augmente avec la vitesse, cette fcem fois le courant donne (à quelques pertes près) la puissance fournie par ce moteur.

sans ce kv, on ne peut pas connaître à priori la tension d'alim nécessaire pour faire tourner le pap à une vitesse donnée.


sinon, le "(trop)" entre parenthèse était dans le sens que si on a un glissement du moteur (trop forte accélération ou charge), on peut toujours rattraper le coup grace au feed-back, même si à ce moment, on peut ne plus être en phase avec d'autres axes (le temps que l'asservissement remette tout le monde d'accord).

pour le capteur absolu (la vie ne s'arrête pas après un tour moteur), je pensais à un capteur de mouvement linéaire, sur disons 250mm, avec une précision de 5 microns, soit 16 bits de résolution environ (on est en droit de chipoter sur 1 ou 2 bits, mais ça ne change pas trop la donne). j'ai parlé d'un capteur absolu, car il semblait que le truc de ce fil ne pouvait pas faire un zéro puis utiliser un capteur incrémental.

dans le cas d'un capteur linéaire incrémental, j'ai vu un capteur hall biphasé qui survolait une règle magnétique alternant nord/sud au pas de 2mm permettant d'obtenir les 5 microns de résolution. mais l'ensemble coûtait plus cher que le moteur.

sinon, je suis preneur de capteur optique 32*32 environ assez rapide et pas cher afin d'en faire un capteur linéaire absolu (en l'associant à un règle optique encodée gray par exemple). il y a eu un temps des trucs comme ça dans les souris optiques, mais maintenant tout est plus qu'intégré...

[nornand]

Pour ma culturation, tu peux donner un lien WEB sur ce produit ?

http://jmcmotion.en.made-in-china.co...-RoHS-OEM.html

[tututito]

Hello Osmo52

Je suis également étudiant en ingénieur et j'aurais aimé connaitre les solutions que tu as choisies.

Je dois concevoir un pousse-seringue. J'ai donc besoin d'une avance très lente du moteur. Je dois en plus pouvoir connaitre la position "0" de mon poussoir.

Je t'ai également envoyé un message privé,

Merci