Moteur DC et joystick : problème vitesse mini

[inviteea089649]

Bonjour,

J'ai actuellement branché un petit motoréducteur 12v sur un joystick variateur 10k . Entre les deux j'ai mis une carte arduino et un pont en H pour le moteur. Le joystick permet au moteur de faire varier la vitesse mais aussi de modifier le sens de rotation (stick en haut ou en bas, au milieu = arrêt).
Lorsque je monte le stick du joystick, on entend le moteur faire du bruit mais celui-ci ne commence à tourner uniquement qu'à partir d'un seuil. J'ai mesuré la tension à ce seuil qui correspond à env. 5v. Une fois lancé, si je redescends le stick, le moteur est capable de tourner moins vite.

Je me suis dit que 5v est peut-être la tension mini qu'il faut délivrer au moteur pour le faire démarrer.
Mais, en branchant le moteur en direct sur une alim à tension variable (3v, 4,5v, 6v, 9v) le moteur démarre sans problème à 3v.

Mes questions :
- le problème vient-il du système arduino/pont en H qui n'est pas fiable ?
- quelle alternative existe t-il pour se passer de l'arduino et utiliser un joystick pour faire varier la vitesse mais aussi le sens de rotation, tout en analogique ?

Merci
-----

[cougar73]

bonsoir

sa serais bien d avoir un schéma et le code de l arduino.

bonne soirée

[inviteea089649]

Voici le code :

//Set pin numbers:
const byte joyStickPin = A1;
const byte motorSpeedPin = 9;
const byte motorDirPin1 = 6;
const byte motorDirPin2 = 5;

//variables
//Joystick input variables
int joyValue = 0;
int joyValueMax = 1023;
int joyValueMin = 0;
int joyValueMid = 512;
int joyValueMidUpper = joyValueMid + 20;
int joyValueMidLower = joyValueMid - 20;
 
//DC motor variables
byte motorSpeed = 0;
byte motorSpeedMax = 255;
byte motorSpeedMin = 90; //set to smallest value that make motor move (default 0)
                         // mon moteur démarre à cette valeur
 
void setup()
{
    pinMode(joyStickPin, INPUT);
    pinMode(motorSpeedPin, OUTPUT);
    pinMode(motorDirPin1, OUTPUT);
    pinMode(motorDirPin2, OUTPUT);
}
 
void loop()
{
    joyValue = analogRead(joyStickPin);
     
    if(joyValue > joyValueMidUpper) //Forward
    {
        motorSpeed = map(joyValue, joyValueMidUpper, joyValueMax, motorSpeedMin, motorSpeedMax);
        MotorForward(motorSpeed);
    }
    else if(joyValue < joyValueMidLower) //Backward
    {
        motorSpeed = map(joyValue, joyValueMidLower, joyValueMin, motorSpeedMin, motorSpeedMax);
        MotorBackward(motorSpeed);
    }
    //joyValue Between joyValueMidLower - joyValueMidUpper.
    //Need some range here, because joystick sometime not in  exact center.
    else
    {
       MotorStop();
    }
     
 
}
void MotorForward( byte Spd)
{
    digitalWrite (motorDirPin1, 1);
    digitalWrite (motorDirPin2, 0);
    analogWrite(motorSpeedPin, Spd);
}
 
void MotorBackward( byte Spd)
{
    digitalWrite (motorDirPin1, 0);
    digitalWrite (motorDirPin2, 1);
    analogWrite(motorSpeedPin, Spd);
}
 
void MotorStop()
{
    analogWrite(motorSpeedPin, 0);  
}

Le schémas :
- joystick branché sur l'entrée A1
- sortie analog pin 9 branchée sur EN A du motorshield;
- sortie digitalin pin 6 branchée sur IN1 du motorshield;
- sortie digitalin pin 5 branchée sur IN2 du motorshield;

Le motorshield est celui ci :
http://www.ebay.fr/itm/281473143655?...%3AMEBIDX%3AIT

[antek]

Et aussi :

Qu'est-ce qui fournit le 12 V ?
Lien vers la doc du pontH ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteea089649]

Deux alim séparées alimentent le système. Une à 12v pour la partie puissance : motorshield (pont H) relié au moteur et une à 6v pour la partie commande : l'arduino.

Sur le net j'ai trouvé ceci : il faut un rapport cyclique d'impulsions PWM suffisant pour que le moteur commence à tourner (sinon trop d'inertie au démarrage).

Une idée pour contourner ce problème ?

[Yvan_Delaserge]

Lorsque je monte le stick du joystick, on entend le moteur faire du bruit mais celui-ci ne commence à tourner uniquement qu'à partir d'un seuil. J'ai mesuré la tension à ce seuil qui correspond à env. 5v. Une fois lancé, si je redescends le stick, le moteur est capable de tourner moins vite.

Je me suis dit que 5v est peut-être la tension mini qu'il faut délivrer au moteur pour le faire démarrer.
Mais, en branchant le moteur en direct sur une alim à tension variable (3v, 4,5v, 6v, 9v) le moteur démarre sans problème à 3v.

Dans le cas de l'alim 3 V, c'est du continu, mais dans le cas où le moteur est alimenté par le pont en H c'est de l'alternatif. Quel est le rapport cyclique de ce signal alternatif et son amplitude en Volts? Comment obtiens-tu la valeur de 5 V?

[inviteede7e2b6]

ATTENTION !!

dans ce genre de truc , il faut prendre un poil de recul.

un moteur CC ne se réduit pas facilement à basse vitesse , en gros tu peux compter sur 50%

en deça le couple s'effondre , et ses propres frottements le stoppent.

SAUF à monter d'un cran technologique , et asservir la variation ,
qui la rendra alors indépendante du couple de freinage

[Yvan_Delaserge]

Si ce que tu veux, c'est que ton moteur ait un couple suffisant pour tourner à basse vitesse, il vaut alors mieux avoir un signal PWM de faible rapport cyclique, mais de forte amplitude, que l'inverse.
Il serait envisageable d'utiliser 24 V pour l'alimentation du moteur. De mémoire, je crois que c'est le maximum que le L 298 supporte, mais c'est à vérifier.
Et pour me pas endommager le moteur, limiter (par software) le rapport cyclique à une valeur maximale. Par exemple 50% lorsque le joystick est à fond, mais à déterminer selon les caractéristiques de ton moteur.
De toutes façons, le L298 a (à nouveau de mémoire) une tension de déchet de plus de 2 V.

[Yvan_Delaserge]

Pour le L 298, la tension d'alimentation max n'est pas de 24, mais de 46 V. Il y a donc de la marge.

[inviteea089649]

ATTENTION !!

dans ce genre de truc , il faut prendre un poil de recul.

un moteur CC ne se réduit pas facilement à basse vitesse , en gros tu peux compter sur 50%

en deça le couple s'effondre , et ses propres frottements le stoppent.

SAUF à monter d'un cran technologique , et asservir la variation ,
qui la rendra alors indépendante du couple de freinage

Merci pour la réponse mais je n'ai jamais parlé de moteur CC

[inviteea089649]

Si ce que tu veux, c'est que ton moteur ait un couple suffisant pour tourner à basse vitesse, il vaut alors mieux avoir un signal PWM de faible rapport cyclique, mais de forte amplitude, que l'inverse.
Il serait envisageable d'utiliser 24 V pour l'alimentation du moteur. De mémoire, je crois que c'est le maximum que le L 298 supporte, mais c'est à vérifier.
Et pour me pas endommager le moteur, limiter (par software) le rapport cyclique à une valeur maximale. Par exemple 50% lorsque le joystick est à fond, mais à déterminer selon les caractéristiques de ton moteur.
De toutes façons, le L298 a (à nouveau de mémoire) une tension de déchet de plus de 2 V.

Effectivement, le moteur tourne avec un couple suffisant à partir de 3v.

Le signal PWM est envoyé par l'arduino au shieldmotor (pont H), c'est bien cela ? Ou est-il envoyé du motorshield au moteur ?

Actuellement le moteur 12v est alimenté en 9v car je n'ai pas d'alim 12v sous la main. Crois tu que si je branche une alim 12v, je pourrai démarrer aussi bas que si j'avais mis directement une alim 3v ?
De même pour une alim 24v ?

[polo974]

Merci pour la réponse mais je n'ai jamais parlé de moteur CC

mais ton motoréducteur comporte un réducteur (avec ses frottements) et un moteur, plus que très probablement Courant Continu.
et puis, c'est à toi de donner le plus d'infos possible si tu penses (probablement à tord) qu'on te répond à coté de la plaque...

un moteur à vide (sans charge), peut facilement être piloté en vitesse de rotation, puisqu'il y a une relation simple entre la tension et la vitesse.

mais à partir du moment où on charge ce même moteur, c'est beaucoup plus compliqué...
bref, il faut asservir d'un manière ou d'une autre...

[antek]

Merci pour la réponse mais je n'ai jamais parlé de moteur CC

? ? ? alors c'est quel type de moteur ?

[inviteede7e2b6]

+1 .

[inviteea089649]

Moteur DC, c'est dans le titre
(désolé pour CC, j'avais pas compris courant continu)

[cougar73]

bonjour

essaye le PFM voicie un liens qui explique comment ça marche


http://www.didel.com/pic/PwmPfm

[Yvan_Delaserge]

Le signal PWM est envoyé par l'arduino au shieldmotor (pont H), c'est bien cela ? Ou est-il envoyé du motorshield au moteur ?

Oui, c'est bien ça.

Documente-toi bien sur ce qu'est un signal PWM.

Bonne chance.

[inviteea089649]

Oui, c'est bien ça.

Ben laquelle de mes deux propositions ?

[antek]

Le PWM est signal de commande, il va du µC au pontH.
Le pontH hache ( ! ) le courant qui circule à travers le moteur.

[inviteea089649]

bonjour
essaye le PFM voicie un liens qui explique comment ça marche

http://www.didel.com/pic/PwmPfm

J'ai lu et relu et je n'y comprends rien.

Il faut que l'arduino envoi du codage PFM au lieu de PWM au pont en H, Est-ce exact ?

Comment faire? Est-ce juste une histoire de programmation ou faut-il des composants dédiés ?

Quelqu'un l'a t-il déjà fait ?

[antek]

Le principe est semblable au PWM mais avec une fréquence variable.
On peut l'appliquer directement au pontH, c'est juste un travail de programmation.

Dans ton cas, essaye plutôt de travailler avec une PWM à basse fréquence (autour de 500 Hz).

[inviteea089649]

Le principe est semblable au PWM mais avec une fréquence variable.
On peut l'appliquer directement au pontH, c'est juste un travail de programmation.

Dans ton cas, essaye plutôt de travailler avec une PWM à basse fréquence (autour de 500 Hz).

Les pins 3, 9, 10, 11 utilisent déjà une fréquence de 490Hz d'après ce que j'ai lu. Faut-il descendre plus bas ?

[Yvan_Delaserge]

non. Utilise le montage tel quel, mais avec une tension d'alimentation du pont H plus élevée. Si les moteurs chauffent trop lorsque le joystick est actionné à fond, il faudra revoir la fonction map du software.

[inviteea089649]

non. Utilise le montage tel quel, mais avec une tension d'alimentation du pont H plus élevée. Si les moteurs chauffent trop lorsque le joystick est actionné à fond, il faudra revoir la fonction map du software.

Yvan, n'ayant pas d'alim 24v sous la main, j'ai fait un autre test qui ne s'est pas avéré concluant.

- J'ai alimenté le pont en H en 12v : le moteur démarre à une vitesse proche du maximum, donc à fond, puis, une fois lancé je peux descendre la vitesse avec le joystick.
- J'ai alimenté le pont en H en 6v : le moteur démarre certes avec joystick presque à fond ( analogWrite(motorSpeedPin, 210), donc presque pas de manœuvre pour changer la vitesse), mais la vitesse est plus faible.

En 24v, ça va être pire qu'en 12v non ?

[Yvan_Delaserge]

C'est précisément à ça que sert la fonction map de ton software:

motorSpeed = map(joyValue, joyValueMidUpper, joyValueMax, motorSpeedMin, motorSpeedMax);
MotorForward(motorSpeed);

[antek]

La mécanique présente peut-être beaucoup (trop) de frottements statiques.
L'alim moteur est-elle capable de fournir le courant demandé au démarrage ?
Le pontH est-il capable de fournir le courant demandé ?

[Yvan_Delaserge]

Yvan, n'ayant pas d'alim 24v sous la main, j'ai fait un autre test qui ne s'est pas avéré concluant.

- J'ai alimenté le pont en H en 12v : le moteur démarre à une vitesse proche du maximum, donc à fond, puis, une fois lancé je peux descendre la vitesse avec le joystick.
- J'ai alimenté le pont en H en 6v : le moteur démarre certes avec joystick presque à fond ( analogWrite(motorSpeedPin, 210), donc presque pas de manœuvre pour changer la vitesse), mais la vitesse est plus faible.

En 24v, ça va être pire qu'en 12v non ?

Je viens de jeter un coup d'oeil à ton soft. En fait c'est encore plus simple. Il y a juste deux valeurs à régler:

byte motorSpeedMax = 255;
byte motorSpeedMin = 90; //set to smallest value that make motor move (default 0)
                         // mon moteur démarre à cette valeur

En gros, si tu doubles la tension d'alimentation du pont H, il faut réduire motorSpeedMax et motorSpeedMin de moitié.

Ensuite, comme le dit le commentaire, il faut régler motorSpeedMin à la valeur la plus faible possible, mais qui soit capable de faire démarrer le moteur lorsque tu déplaces légèrement le joystick de sa position centrale.

Et motorSpeedMax, il faut le régler assez bas pour que le moteur ne chauffe pas lorsque le joystick est à fond en avant ou en arrière.

Il y a donc des essais à faire.

[inviteea089649]

@ Yvan,

Oui c'est bien là que je règle.
Avec une alim de 6v, le moteur ne démarre qu'à partir de

byte motorSpeedMin = 210;

Avec une alim de 12v, le moteur ne démarre qu'à partir de

byte motorSpeedMin = 150;

Si je baisse les valeurs, le moteur fait un buzz sans tourner.

Mais bon, ça ne règle pas du tout le problème.

Visiblement, d'après ce que j'ai trouvé comme infos sur le net, le système pwm ne permet pas de démarrer à vitesse lente les moteurs grand public, comme celui que je possède. Il faut contourner la chose avec du pfm. Mais je n'y connais absolument rien.
Peut-être dois-je créer un post adéquat?

[Yvan_Delaserge]

@ Yvan,

Oui c'est bien là que je règle.
Avec une alim de 6v, le moteur ne démarre qu'à partir de

byte motorSpeedMin = 210;

Avec une alim de 12v, le moteur ne démarre qu'à partir de

byte motorSpeedMin = 150;

Si je baisse les valeurs, le moteur fait un buzz sans tourner.

Oui, c'est logique et si tu utilisais une alim de 24 V, tu pourrais baisser encore motorSpeedMin.

Mais bon, ça ne règle pas du tout le problème.

En fait, peux-tu préciser encore une fois quel est le problème?
Tu veux dire que dès que le moteur démarre, il tourne trop vite?
Tu aimerais que le moteur tourne plus lentement lorsque le joystick est actionné faiblement?

[Yvan_Delaserge]

Après lecture de la doc signalée par cougar 73 - merci cougar - on apprend que:
Pour modifier la vitesse d’un moteur on agit sur la tension moyenne en pulsant l’alimentation à une fréquence adéquate. Le moteur est un mauvais
haut-parleur et on entend cette fréquence, parfois exploitée dans des jouets.
Avec des moteurs industriels, on doit avoir des fréquences inaudibles. Par contre les robots commandés par microcontrôleurs peuvent avoir des fréquences très basse, aussi inaudibles ; les irrégularités de vitesse sont absorbées par le train d’engrenages.
Il faut encore comprendre que les moteurs à courant continu ont une tension de démarrage qui dépend de leur dimension et prix. Un Maxon de 30mm démarre avec 5% de sa tension nominale. Un moteur vibrant de 6mm récupéré dans un téléphone a besoin de 50%.

Le PFM est peu connu, puisqu’il n’est pas supporté par les microcontrôleurs et n’est pas nécessaire pour les bons moteurs à haute fréquence. En robotique amateur par contre, le PWM n’est pas utilisable, puisque le moteur ne va pas démarrer à moins de 30% (par exemple) de PWM et va prendre tout de suite une vitesse importante, 30% de la vitesse max.
Avec le PFM, on choisit une durée d’impulsion suffisante pour que l’énergie apportée dépasse le frottement et fasse bouger le moteur. Par exemple, une impulsion de 2ms fait décoller un moteur pager de 6mm et il fait une fraction de tour. Avec 1/256 de PFM, le moteur va un peu bouger toutes les 500ms. Les saccades seront éventuellement visibles, bien que partiellement absorbées par le train d’engrenages, mais la vitesse moyenne sera proportionelle à la valeur PFM.

Pour faire de la PFM, il faut modifier le programme comme ceci:

//Set pin numbers:
const byte joyStickPin = A1;
const byte motorSpeedPin = 9;
const byte motorDirPin1 = 6;
const byte motorDirPin2 = 5;

//variables
//Joystick input variables
int joyValue = 0;
int joyValueMax = 1023;
int joyValueMin = 0;
int joyValueMid = 512;
int joyValueMidUpper = joyValueMid + 20;
int joyValueMidLower = joyValueMid - 20;
 
//DC motor variables
byte motorSpeed = 0;
byte motorSpeedMax = 255;
byte motorSpeedMin = 4; 
 
void setup()
{
    pinMode(joyStickPin, INPUT);
    pinMode(motorSpeedPin, OUTPUT);
    pinMode(motorDirPin1, OUTPUT);
    pinMode(motorDirPin2, OUTPUT);
}
 
void loop()
{
    joyValue = analogRead(joyStickPin);
     
    if(joyValue > joyValueMidUpper) //Forward
    {
        motorSpeed = map(joyValue, joyValueMidUpper, joyValueMax, motorSpeedMin, motorSpeedMax);
        MotorForward(motorSpeed);
    }
    else if(joyValue < joyValueMidLower) //Backward
    {
        motorSpeed = map(joyValue, joyValueMidLower, joyValueMin, motorSpeedMin, motorSpeedMax);
        MotorBackward(motorSpeed);
    }
    //joyValue Between joyValueMidLower - joyValueMidUpper.
    //Need some range here, because joystick sometime not in  exact center.
    else
    {
       MotorStop();
    }
     
 
}
void MotorForward( byte Spd)
{
    digitalWrite (motorDirPin1, 1);
    digitalWrite (motorDirPin2, 0);
    digitalWrite(motorSpeedPin, 1);
    delay(2);
    digitalWrite(motorSpeedPin, 0);
    int periodeRefr= 1000/Spd;
    delay(periodeRefr);
}
 
void MotorBackward( byte Spd)
{
    digitalWrite (motorDirPin1, 0);
    digitalWrite (motorDirPin2, 1);
    digitalWrite(motorSpeedPin, 1);
    delay(2);
    digitalWrite(motorSpeedPin, 0);
    int periodeRefr= 1000/Spd;
    delay(periodeRefr);
}
 
void MotorStop()
{
    digitalWrite(motorSpeedPin, 0);  
}

Au lieu de générer un signal PWM sur la broche motorSpeedPin, on génère un créneau de 2 ms, qui devrait être suffisant pour faire tourner ton moteur d'une fraction de tour. Après quoi on génère un intervalle réfractaire dont la durée va déterminer la fréquence.
La fréquence de la PFM sera comprise entre 4 Hz et 250 Hz environ.
Si le moteur n'arrive pas à tourner avec des impulsions de 2 ms, on peut les allonger et/ou augmenter la tension d'alimentation du pont en H.