Recherche de reference d'encodeur pour asservissement en boucle fermée avec moteur

[Polkiipo111]

Bonjour,

Pour un projet perso, je souhaite mettre en place un asservissement en position avec un moteur pas à pas et une "roue codeuse" ou encodeur.
J'ai déjà ma mécanique et mon moteur, mais parfois le stepper "rate" des steps du coup je veux mettre en place un asservissement, ça va être génial

Par contre, je ne connais aucune référence et dans mes recherches je ne trouve que des moteurs avec encodeur intégré mais jamais des encodeurs seuls ou alors des encodeurs Pro, sans prix.
Est-ce que quelqu'un qui a l'habitude pourrait me conseiller un produit (voir la référence en la matière) qui couterait moins de 30 euros dans l'idéal ? Je cherche une précision de l'ordre du degrés.

Merci pour votre aide.
-----

[Qristoff]

Bonjour,
Comment ça il "rate" des steps ? problème lié à la commande ?
Caractéristiques du moteur et du circuit de commande, svp.

[penthode]

tout l'intérêt d'un moteur PàP est qu'il n'a pas besoin d'asservissement

ou j'ai pas bien compris la question

[gienas]

Bonsoir à tous

tout l'intérêt d'un moteur PàP est qu'il n'a pas besoin d'asservissement …

+1

Si le moteur rate des pas c’est qu’il n’est pas le bon, ou que sa commande n’est pas adaptée et/ou encore que sa vitesse n’est pas la bonne.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Polkiipo111]

En gros, au bout de plusieurs jours, j'observe une dérive dans la position de mon engrenage.

Mais je souhaite faire évoluer mon projet vers une boucle fermé, mais je cherche une référence de roue codeuse.

[gienas]

Bonjour à tous

En gros, au bout de plusieurs jours, j'observe une dérive dans la position …

C’est sûrement le signe d’une erreur dans les commandes du moteur. Erreur(s) de calcul? Erreur de conception?

… je souhaite faire évoluer mon projet vers une boucle fermé, mais je cherche une référence de roue codeuse.

Dans ce cas, il faut commencer par changer le moteur qui ne doit pas être pas à pas, et/ou qui doit avoir une résolution inférieure à celle du capteur.

Tu ne dis rien de la précision du positionnement que tu attends et qui détermine le nombre de pas du capteur qui doit comporter deux pistes.

Je ne pense pas qu’un tel capteur soit à moins de 30€.

[Murayama]

Bonjour!


Le système moteur pas à pas + encodeur est assez classique. Tout système à moteur
pas à pas peut de temps en temps rater des pas, comme je le constate souvent avec
une CNC que j'ai au labo, quand le lui demande de manger plus gros qu'elle ne peut.


J'ai retrouvé un vieil échange qui traite du sujet:
https://forums.futura-sciences.com/e...-moteur-a.html


Je me souviens aussi avoir fait un prototype avec un aimant fixé au chewing-gum.
D'ailleurs je viens de retrouver, parce qu'en recherchant "Chewing-gum", le nombre
d'occurrences est assez limité:


https://forums.futura-sciences.com/e...e-arduino.html


Pour trouver un moteur avec encodeur intégré, honnêtement, je ne pense pas que ça
existe en version "pas cher". Par contre il existe des circuits avec capteurs à
effet hall intégré qui devraient faire l'affaire.


Juste une question: vous pouvez vous débrouiller un peu pour l'asservissement,
ou bien vous voulez quelque chose de tout fait? Dans ce dernier cas, je n'ai
pas de solution.


Si vous savez lire un port SPI et programmer l'asservissement, alors il est
possible d'utiliser un chip genre TW11 que vous trouverez dans les liens ci-dessus.
La résolution est de 10 bits, alors si votre moteur fait disons 200 pas par tour, vous
êtes dans les clous puisque la précision (de mémoire) est de +/- 3lsb. Et puis de toute
façon, rien ne vous empêche de faire une calibration et stocker les 200 pas avec leur
valeur entre 0 et 1023 dans l'encodeur.
Le chip coûte moins de 10 Euros, aimant inclus.


Pascal

[penthode]

pour "recaler" un systéme PàP ? il suffit de l'envoyer sur une butée électrique.....

ce que font couramment les imprimantes

[Murayama]

(Re) Bonjour!

il suffit de l'envoyer sur une butée électrique

Oui, mais dans ce cas là, il faut retourner à la butée. Par contre, un encodeur
absolu simple tour comme dans les liens ci-dessus, permet de compter les tours
en soft et de connaître à tout moment la position absolue, ce qui élimine le recours
à une butée et permet de corriger les saut de pas au vol. Il faut une remise à 0 au
départ. Pour avoir une position absolue sur toute la ligne et éviter la remise à 0
à la mise en route, on peut utiliser 2 capteurs avec des engrenages, comme expliqué
dans l'un des liens ci-dessus.
Dans les imprimantes, évidemment, on cherche surtout les méthodes à coût réduit.


Pascal

[Polkiipo111]

Re-Bonjour,


Tout d'abord merci pour toutes vos réponses à tous.

@Penthode j'avais aussi pensé à la butée. Mais j'ai vraiment envie de me lancer dans un asservissement (il me reste mes cours, puis le PID c'est bien documenté sur le web).


@Murayama Merci pour le TW-11, je vais en acheter un parce que je suis curieux de savoir si ça marche aussi bien que ce qu'ils disent dans la doc Mais ça me semble très minimaliste et j'ai un peu peur que le capteur soit sensible à la CEM, j'ai du fort courant commuté autour de mon système. Vous avez obtenu la précision que vous cherchiez sur votre proto ? Et non je ne cherche pas une solution toute faite, je cherche à développer un asservissement pour me remettre dans le bain et pour le réutiliser sur mes futurs projets

Sinon dans mes recherches j'ai trouvé cet encodeur optique : E38-S6-600-2-N-24 qui je suis sûr fera l'affaire et dans ma gamme de prix. Je voulais surtout savoir si vous connaissiez une référence connue/standard et facilement approvisionnable pour ce genre d'application.

Merci encore

[Murayama]

Bonjour!

Oui, ça marche très bien. Les données de la doc sont vérifiées pour chaque
composant (ce n'est pas un test statistique, mais un test systématique).
CEM, c'est compatibilité électromagnétique?
- Du point de vue électricité statique, ce sont les mêmes contraintes que
sur tout autre système. Donc si vous avez une alimentation propre et que
vous mettez des diodes ESD / TVS, il ne peut rien arriver de grave.
- Du point de vue magnétisme, tous les capteurs sont doublés de manière
à faire une mesure différentielle. Donc si vous avez un champ parasite
externe (ce qui arrive près de n'importe quel moteur), il est annulé.

Vous avez obtenu la précision que vous cherchiez sur votre proto ?

En fait, le montage que j'avais fait était pour montrer qu'il est possible
d'avoir une précision suffisante (le demandeur voulait de la mesure pour
une machine à bois) avec peu de moyens. Comparé aux crémaillères métalliques
proposées, aucun doute que ma solution était moins chère.
Je n'ai fait aucune mesure de vérification sur ce montage en particulier, mais
comme le système de poulies / courroie crantée n'avait aucune autre contrainte
(ce n'est pas une courroie d'entrainement mais de mesure uniquement), on peut
être certain que c'est suffisamment précis pour ce genre d'application.

J'ai regardé l'encodeur rotatif. Tout ce qu'on peut dire, c'est qu'il est
vraiment bon marché. Je ne peux pas commenter ni en bien ni en mal, mais
vu les photos, boîtier en alu usiné, roulements, etc le tout pour 20 balles,
j'imagine qu'il doit y avoir assez peu d'électronique dedans. Mais à 20
balles, vous ne risquez pas grand chose en l'achetant.

Attention: c'est un codeur incrémental, ce qui fait que vous devez
avoir quelque part une butée, un interrupteur de remise à 0 (1). Quand vous
le mettez en route, il ne connaît pas du tout sa position absolue.
Le stockage de la dernière position en flash ou FRAM ne peut fonctionner
que si vous êtes certain que le système ne va pas bouger de plus
d'1/2400 de tour pendant qu'il est débranché.

(1) Une butée de remise à 0, c'est assez peu précis. Donc vous risquez de
gâcher la précision de l'encodeur.

Dans le proto que j'avais fait, il suffisait au moment de la mise en route
d'être dans le premier tour de poulie, ce qui représentait 100 mm. Mais
avec quelques pignons en plastique, vous pouvez avoir un vrai absolu
multitours.

Je voulais surtout savoir si vous connaissiez une référence connue/standard
et facilement approvisionnable pour ce genre d'application.

Oui, j'en connais un bon: le E38-S6-600-2-N-24. Non, sérieusement, je ne
sais pas. Si vous cherchez cet encodeur, il y a le lien suivant.

https://www.robot-maker.com/shop/cap...ptstr-459.html

Si vous cherchez un TW11, je ne peux pas vous aider. Je l'achète sur place,
ici au Japon, mais vous pouvez trouver plus près vu qu'il vient d'Allemagne.

Pascal

[Polkiipo111]

Merci beaucoup pour votre retour d’expérience et toutes ces précisions Murayama

Je vais essayer les deux solutions de toute façon bien que le TW11 n'arrivera pas tout de suite.

concernant le compteur incrémental, vous avez raison, je vais devoir rajouter une butée.

Merci pour tout.

[Murayama]

Bonjour!

Une chose importante, j'aurais dû en parler plus tôt, désolé: le TW11 est assez petit, vous
allez avoir besoin d'un bon fer pour le souder et peut-être rater quelques soudures. Avez-vous
déjà soudé des QFN? (circuit carré sans pattes)

concernant le compteur incrémental, vous avez raison, je vais devoir rajouter une butée.

Attention à ce que vous choisissez. Si c'est un interrupteur pas cher, il ne faut pas attendre
une grande précision. Et même s'il est un peu cher d'ailleurs. À vue de nez, 1/10, pas mieux.

Pascal

[Polkiipo111]

Re-Bonjour,

Oui ne vous inquietez-pas, je suis ingénieur hardware.

Pour le TW11, je compte faire un PCB pour le fixer précisément en face de mon axe. Je le souderai avec pâtes à braser et fer à repasser (et je ferai une empreinte généreuse en terme de taille de pad )

Pour la butée, je compte utiliser un micro-switch, ma précision est de l'ordre d'un demi degré.

[gienas]

Bonjour à tous

… je vais devoir rajouter une butée …

Le terme de butée n’est pas forcément bien choisi.

Avec un système incrémental, il faut prévoir un dispositif qui servira à déterminer une origine des comptages, et par lequel il faudra obligatoirement passer lors de la mise sous tension.

[Murayama]

Bonjour!

Pour la butée, je compte utiliser un micro-switch, ma précision est de l'ordre d'un
demi degré.

1/2 degré sur l'angle du moteur? (360 / 200pas)?
Le moteur agit sur quoi? Sur une vis, pour un asservissement linéaire? À tout hasard,
quel est le pas de la vis? 5mm? (5mm est assez courant dans les vis à billes)

Je serais curieux de voir la méthode du fer à repasser.
J'utilise un fer à souder en forme de tournevis plat, largeur 2.5mm. Avec des chips
de cette taille, l'avantage est qu'on soude 1 côté (4 pattes) à la fois. On peut aussi
souder des résistances / condensateurs céramiques des 2 côtés en même temps à condition
que leur longueur soit inférieure à la largeur du fer.
Et du point de vue flux, chipquick en seringue.

Pascal

[Polkiipo111]

Bonjour,

Le moteur est un NEMA 17 360/200pas soit 1.8deg. Vous avez vu juste c'est un asservissement linéaire, le moteur agit sur une tige filetée avec un pas de 2mm soit un déplacement de 0.01mm théorique.

Pour la methode du fer ici un lien https://www.youtube.com/watch?v=39ij7f1OWtc

[Gyrocompas]

Bonjour,
Pensée matinale.
La perte de précision du positionnement d'un moteur pap peut provenir d'une surcharge mécanique nécessitant un couple plus important et/ou d'une commande d'impulsions inadaptées.
Un bobinage présente une constante de temps qu'il convient de respecter pour atteindre le courant, donc le couple nominal.

[Murayama]

Bonjour!

À tout hasard, il existe des contrôleurs de moteurs "microstep", qui pourraient
augmenter la résolution. Il y a un Allegro, je ne sais plus lequel, qui fait des 1/8 de
pas. Mais ça fait un moment que je n'ai pas bricolé avec des moteurs, alors il y a
certainement mieux depuis. Cela ferait une résolution de 1.4 µ.

Par contre, vous parlez d'une vis à pas de 2mm, alors je suppose que ce n'est pas
une vis à billes. Avec les billes, le plus souvent, c'est plutôt 4, 5, 10 ou plus.
Donc si ce n'est pas une vis à billes, il y a forcément du jeu, ce qui fait qu'un pas
plus fin n'est pas forcément nécessaire.

Pascal

[Qristoff]

Bonjour,

Pensée matinale.
La perte de précision du positionnement d'un moteur pap peut provenir d'une surcharge mécanique nécessitant un couple plus important et/ou d'une commande d'impulsions inadaptées.

En fait, c'est un peu ce que l'on cherche à dire depuis le début ! Un PàP qui saute des pas est soit trop ou mal chargé (couple résistant trop important), soit la commande est inadaptée (temps de réaction en particulier). Un PàP qui se fait "embarquer" est signe d'un système sous dimensionné ! En contrôle de position, c'est le PàP qui doit maitriser le couple, ce qui induit une marge de puissance à fournir.

[Murayama]

Bonjour!

En fait, c'est un peu ce que l'on cherche à dire depuis le début ! Un PàP qui saute des pas est soit
trop ou mal chargé (couple résistant trop important), soit la commande est inadaptée (temps de
réaction en particulier). Un PàP qui se fait "embarquer" est signe d'un système sous dimensionné !
En contrôle de position, c'est le PàP qui doit maitriser le couple, ce qui induit une marge de
puissance à fournir.

Sur le papier, c'est toujours possible, mais dans la pratique, il arrive que des moteurs sautent des
pas. Mes clients (fabricants de moteurs ici, vous connaissez les noms), ont tous dans leur catalogue
des moteurs pas à pas avec encodeurs. Cela prouve bien que quel que soit le sérieux du fabricant,
il y aura toujours forcément des cas où un moteur saute un ou des pas. En principe 4 par 4 sur les
moteurs courants.

D'autre part, concevoir quelque chose avec une marge, ça a un coût. Si vous avez besoin de mettre
150W par sécurité au lieu de 100, il faudra un plus gros moteur. Alors l'idée de mesurer en permanence
n'est pas si mauvaise.

Et puis dernier point, il y a toujours des cas où l'erreur de l'utilisateur fera déraper le stepper,
comme j'y ai fait allusion plus haut avec ma fraiseuse CNC. Tant que la profondeur de passe est
correcte, tout va bien. Mais usiner par léchottes, ça prend du temps, alors de temps en temps on est
bien obliger de foncer dans le bloc.

Pascal