Moteur 12V ou 24V

[alexglow]

Bonjour,

Je cherche à contrôler une pompe péristaltique avec un Arduino, mais mes cours d'électronique sont un peu lointains ...

J'utilise cette pompe (https://www.clarksol.com/wp-content/...08/M045224.pdf - référence AU M451660 03 C).
Pour l'instant j'utilise un shield motor bas de gamme qui la contrôle en PWM sous 24V (https://protosupplies.com/product/l2...driver-shield/).

J'aimerais contrôler plusieurs moteurs en même temps et utiliser un meilleur shield pour avoir une datasheet correcte.

Que ce soit le shield made by Arduino ou celui d'Adafruit, ils utilisent du 12V.

J'ai donc deux questions :

1) Existe t il un bon shield en 24 V pouvant contrôler plusieurs moteurs (3 ou 4) ?

2) Pour ma pompe, qu'elle va être la différence si je l'achète en 12V et pas en 24V ? Aurais-je le même débit si le PWM est mis à 255 que ce soit en 24 ou en 12 ? Je ne comprends pas la différence entre les 2.

Merci pour vos futures réponses,

Alex
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[gienas]

Bonjour alexglow et tout le groupe

Bienvenue sur les forums.

... Je cherche à contrôler une pompe péristaltique avec un Arduino ... J'utilise cette pompe ... j'utilise un shield motor bas de gamme qui la contrôle en PWM sous 24V ... J'aimerais contrôler plusieurs moteurs en même temps et utiliser un meilleur shield pour avoir une datasheet correcte ...

Ta demande n'est pas vraiment claire et mérite des précisions.

Qu'entends tu par plusieurs moteurs? Que doivent-ils faire? (comment doivent-ils se comporter?)

... Que ce soit le shield made by Arduino ou celui d'Adafruit, ils utilisent du 12V ...

Dans la doc que tu donnes, ils font 12 et 24V.

Les moteurs aussi font 12V et 24V quand ils sont en continu.

Ce n'est pas écrit explicitement, mais je pense que ce sont des motoréducteurs puisqu'il existe les mêmes qui marchent en alternatif.

... Pour ma pompe, qu'elle va être la différence si je l'achète en 12V et pas en 24V? ...

Pour moi il n'y en a pas. Ils sont tous les deux spécifiés pour les mêmes vitesses à la tension nominale. Je suppose simplement que le rapport de réduction est différent.

... Aurais-je le même débit si le PWM est mis à 255 que ce soit en 24 ou en 12? ...

C'est bien là un des problèmes dans l'interprétation. 0 quelque chose près, ces pompes sont volumétriques et le débit dépend de la vitesse. Rien ne prouve que pour la même tension, ils tourneront tous strictement à la même vitesse. D'où mes questions initiales sur ce qui est attendu, au juste.


Contrairement à ce que tu penses, tes questions ne sont pas de nature électroniques, aussi, la discussion va être déplacée vers une section plus adaptée.

[alexglow]

Bonjour Genias,

Tout d'abord merci pour ta réactivité et le changement de section.

Sans rentrer trop dans les détails (car professionnelle), je travaille sur un bioréacteur de bactéries. Notre prototype va avoir plusieurs entrées d'eau / d'air et donc je vais devoir contrôler / automatiser des électrovannes et des pompes péristaltiques. Grosso modo, au maximum 3/4 pompes et surtout au grand max 10 vannes. Tout doit être automatisés.

Par soucis économique, nous utilisions soit une raspberry soit une arduino pour contrôler tout ça.
Les vannes seront en on/off la plupart du temps, et utilisés soit pour vidanger le réacteur soit pour contrôler des débits d'eau ou d'air (donc je rajouterais des débit-mètres).

Pour les moteurs, ils seront utilisées pour contrôler des pompes péristaltiques. Par exemple la pompe que j'ai mis en référence va alimenter le réacteur en nutriments. On sera donc sur une pompe alimenté h24 7j7. Pour l'instant que contrôle une pompe péristaltique avec un moteur DC par un PWM mais certainement que nous allons passer au moteur pas à pas car on a des doutes sur la durée de vie du moteur DC en continu (ils finissent par trop chauffer). Ou peut-être que je vais essayer de modifier le timer PWM d'arduino pour que le moteur fonctionne par accoups (a fond toutes les 0,5secondes) par exemple

J'espère que ces informations t'aide à y voir plus clair.

Je commence le projet et la personne avant moi utilisé un shield bas de gamme sans datasheet, connectique forcé et surtout beaucoup de perte de tension (sortie moteur à 23 V quand alimenté en 24).
J'aimerais donc tester soit le shield Arduino soit celui d'Adafruit mais je n'ai pas trouver de shield officiel qui utilisent du 24V. D'où ma question.

[f6bes]

Briévement, Hum on ne peut dire qu'il y ait BEAUCOUP de perte !! (....surtout beaucoup de perte de tension (sortie moteur à 23 V quand alimenté en 24V.....)
C'est meme pour ainsi dire quasiment normal !
Bonne soirée

[A voir en vidéo sur Futura]

[alexglow]

Et cette chute de tension est due à quoi ? Au transistor du Shield motor ?

Si on a un Shield avec un mofset la chute de tension sera plus basse c'est ça ?

[titijoy3]

Bonsoir,

si l'entrée du montage est à 24 volts, il me semble normal qu'il y ait moins de 24 volts à la sortie, il y à au minimum le chute de tension d'un composant électronique,

cela dit, 1 volts de perte sur 24, ça ne fait même pas 10%, ça ne semble pas très gênant

[alexglow]

Hum d'accord je comprends.

J'ai une autre question sur le même sujet.

Si on prends le cas d'un moteur de 24V, qu'on contrôle par PWM, est ce que la courbe de tension doit être lineaire ?
En baissant le PWM de 255 à 0 en notant la tension de sortie, on s'aperçoit desfois que ça ne corresponds pas à une relation de linéarité.

Existe - il des relations entre PWM et tension de sortie qui comportent des cosinus par exemple ? Comment peut on le savoir en regardant une datasheet ?


Merci en tout cas pour vos réponse intéressantes.

Si quelqu'un sait si je peux obtenir la même courbe de débit en fonction du PWM que j'utilise une pompe en 24 ou en 12 je suis preneur !!

De même, j'ai bien compris les différents principes des différents moteurs (servo, pas à pas, DC) mais j'aimerais savoir quel moteur aurait potentiellement la meilleur durée de vie. Si par exemple on prends une pompe qui doit faire entrer une certaine quantité de volume au cours du temps (7j7 24h24), faut il mieux un moteur pas à pas qui tourne en continu ou un moteur DC qui tourne à fond mais en intermittence (par exemple a 255 PWM pendant 500 ms séparés par des périodes de 500ms).

Bonne soirée a vous

[gienas]

... Existe - il des relations entre PWM et tension de sortie qui comportent des cosinus par exemple ? Comment peut on le savoir en regardant une datasheet ? ...

Bien sûr que non! Cela fait partie de l'expérimentation que l'on doit se faire soi-même.

En théorie, la vitesse de rotation du moteur DC est linéaire, mais elle dépend de la charge qui n'est sûrement pas constante pour lui.

... Si quelqu'un sait si je peux obtenir la même courbe de débit en fonction du PWM que j'utilise une pompe en 24 ou en 12 je suis preneur !! ...

Là aussi, il faut aller vérifier. Ce doit être voisin, puisque, à la tension nominale (12 ou 24) la vitesse est supposée la même grâce au réducteur. Mais, le courant étant plus fort sous 12V, le comportement peut être différent.

... j'ai bien compris les différents principes des différents moteurs (servo, pas à pas, DC) mais j'aimerais savoir quel moteur aurait potentiellement la meilleur durée de vie ...

Les moteurs DC sont à collecteur et charbons, donc sujets à usure. Les pas à pas ou à induction sont sans balais (brushless) donc sans usure.

[alexglow]

Merci Gienas !

Je vais me tourner sur les moteurs pas à pas du coup pour ne pas user mes pompes.

Sur cette fameuse courbe, c'est donc génant. Si je comprends bien on ne peut pas connaitre le fonctionnement d'un moteur avant de le tester ? Il y aura toujours une étape de test pour voir si la courbe est pseudo linéaire.

Qu'est ce que tu appelles la charge ? Question certainement bête mais je veux comprendre à 100 %.
J'ai trouvé ce pdf qui explique le fonctionnement des moteurs à courant continu (http://nicole.cortial.net/revisions/continu.pdf). Dans l'équation E = k * Omega, on a bien une relation proportionnalité (théoriquement) entre la vitesse et E. Comme k=I/couple, et que I12V est supérieur à I24V (pourquoi ?), je devrais avoir une courbe tension vitesse moins croissante c'est ça ?

[alexglow]

Complément de mon précédent message :

Alors je ne sais pas si ma future question est dans la bonne section mais je la pose quand même.

Comme je l'ai dit, je vais tester le moteur pas à pas, mais j'aimerais bien essayer quelque chose avec le moteur à courant continu. Pour l'instant, comme je l'ai dit, j'utilise le PWM pour contrôler le débit de la pompe. Je n'ai pas besoin de la faire fonctionner à sa tension nominale 24h/24 donc dans mon cas actuel on règle le PWM à 120 par exemple et on laisse tourner le moteur. La pompe s'use à cause des balais.

Peut-on imaginer de séquencer la pompe ? La faire tourner en on/off, grosso modo, utiliser les timers Arduino pour que le moteur tourne à fond pendant 500ms et soit en off pendant 1 seconde, tout ça en boucle par exemple ? Est-ce-que, grâce à ça, les balais ne s'useront pas ?

Autre point, je sais que la personne avant moi contrôlait le PWM du moteur par incrémentation, il n'envoyait pas directement la commande "je veux un PWM de 200" au moteur, mais utilisais une boucle dans son programme pour augmenter le PWM de 1 toutes les 10 millisecondes pour se rapprocher du PWM voulu, pour ne pas "brusquer" le moteur. Est-ce quelque chose de pertinent ? Existe-t-il des problèmes particulier à faire varier la puissance du moteur trop rapidement ?

Merci et bonne matinée,

Alex

[f6bes]

Peut-on imaginer de séquencer la pompe ? La faire tourner en on/off, grosso modo, utiliser les timers Arduino pour que le moteur tourne à fond pendant 500ms et soit en off pendant 1 seconde, tout ça en boucle par exemple ? Est-ce-que, grâce à ça, les balais ne s'useront pas ?

A
Alex

Bj rà toi,
Tu peux effectivement faire du séquencage....MAIS on ne te dira rien sur ce qui peut en etre de l'application !
Si ton "expérience" exige un fonctionnement continu... qu'en résultera t il sur le fait de pas pomper...tout le temps !!
Du moment que les balais sont soumis à frottement (pendant qu'ils tournent)...FORCEMENT...ils s'usent ! (...ne s'useront pas...)
Mais si ton application demande 2 heures de fonctionnement en CONTINU....faudra tout de meme faire les... 2 heures
qui pourraient s'étaler sur 3 heures en tout !!
Y a que toi qui peut savoir.
Bonne journée

[alexglow]

Merci.

Je vais quand même essayer le séquençage. Même si un moteur pas à pas est mieux sur le long terme, ça me permet d'apprendre à utiliser les times d'Arduino.

[gienas]

bonjour à tous

... Qu'est ce que tu appelles la charge? ...

Difficile de discuter quand on ne parle pas le même "langage".

Le mot charge est un mot à double sens quand on parle de batteries d'accumulateurs, ce qui n'est absolument pas le cas ici. Le mot n'a qu'une signification, toujours la même, et représente le "fardeau" que l'on met sur le dos d'un âne et qu'il doit transporter et surtout soulever.

La charge c'est donc la force que l'on fait travailler.

Le rôle d'un moteur ce n'est jamais de tourner à vide. On lui attelle une charge pour le faire travailler.

Pour le moteur continu, il n'y a à peu près qu'à vide que la vitesse est proportionnelle à la tension. Son "défaut" (sa résistance interne) est parcourue par un courant très faible.

Quand la charge augmente, la chute de tension dans cette résistance interne augmente, et il faudrait augmenter d'autant la tension d'alimentation pour retrouver la proportionnalité.

Ensuite, tu viens faire des suppositions qui sont sans fondement, ce qui est normal, puisque tu es dans un domaine qui n'est pas le tien. Ce qui use le moteur, c'est la perte de matière du collecteur et des charbons, du fait du frottement mais pas seulement. Il y a des étincelles qui viennent aggraver l'usure et/ou accumuler les déchets on ne sait où. Tu as l'air de penser qu'en régime continu l'usure est supérieure à un fonctionnement intermittent. C'est le contraire, les phases de démarrage se font avec des intensités accrues et qui donc aggravent tous les vieillissements.

Bien entendu, quand le moteur est en phase d'arrêt, on ne le compte pas comme en phase de rotation.

Si tu prends des moteurs alternatifs, d'abord les asynchrones, la vitesse dépend de la fréquence, mais le mode asynchrone consiste à avoir un glissement (une perte, une baisse) qui dépend de la charge. Encore elle!

Plus la charge augmente et plus le glissement augmente, la vitesse baisse, mais reste voisine. En 50 Hz, la vitesse pour un quatre pôles, en synchrone, serait de 1500 tours par minute. A vide, elle sera de 1480 et tombera à 1420 à charge maxi.

Pour un moteur pas à pas, c'est un moteur qui est synchrone. Il va être prévu pour tourner à la vitesse du champ tournant, donc des signaux qui lui sont envoyés. S'il n'a pas la puissance suffisante, il décroche et s'arrête. Il n'y a pas là de possibilité de jouer sur la tension d'alimentation (ta notion de PWM) pour ajuster la vitesse. C'est une conception fondamentalement différente.

[alexglow]

Oui je suis assez débutant en mécatronique, je suis "spécialisé" en mécanique à la base alors le démarrage est un peu compliqué. En tout cas merci pour ton temps car c'est vraiment intéressant ce que tu me dis.

1) Est-ce un problème de faire des tests moteurs à vide ? Quand tu essayes de comprendre comment on programme le moteur par exemple. Pour l'instant je le fais tourner à vide, sans mettre de tuyau sur la pompe. Est-ce-que ça peut endommager le moteur ?

2) J'ai un peu de mal à comprendre la différence entre motor continu et stepper motor. A ce que j'ai compris :
- Dans l'un, le moteur à courant continu, il y a un rotor et un stator, et quand on envoie du courant dans le stator cela fais tourner le rotor et par conséquent l'axe de rotation (certainement plus compliqué que ça)
- Dans l'autre, le moteur pas à pas, on on utilise soit des bobinages soit des aimants et en fonction des bobines/aimant qu'on allume, ça fait tourner l'axe de rotation.

Ce qui me dérange c'est que dans les deux on peut utiliser le PWM pour ajuster la vitesse, via des bibliothèques Arduino.

[alexglow]

Autre point d'incertitude si je peux me permettre : Le choix des composants.

J'ai acheté le shield d'Adafruit : https://learn.adafruit.com/adafruit-...duino/overview qui peut être alimenté de 5 à 12 Volts et qui permet d'utiliser deux stepper motor en même temps si l'intensité ne dépasse pas 3 Ampère en peak, 1,2 A par phase.

J'ai déjà un moteur pas à pas que mon patron a acheté, et j'aimerais savoir si il peut-être utilisé avec ce shield sans tout faire cramer. Et c'est là que je bloque. Pour comprendre, j'utilise le tutoriel d'adafruit (https://learn.adafruit.com/all-about...to-the-stepper).

Voici la référence Amazon du moteur : https://www.amazon.fr/dp/B07RWNZDCR?tag=frtop10-21. Je n'ai pas trouvé de Datasheet sur internet.

La plaque sur le moteur indique 2,5 ohm de résistance, >3 V et 1,3 Ampère.
Si je comprends bien, le 1,3 corresponds au "Amps per phase", donc si j'utilise ce moteur je crame le transistor du shield non ?

[f6bes]

Bjr à toi,
Si le " shield" autorise au MAXIMUM 1.2 A, c'est sur que si tu l'obliges à vouloir débiter 1.3 A , ça ne durera (à mon sens) qu'un certain temps.
Maintenant si ce n'est pas d'une façon continue, mais aléatoirement de temps en temps....c'est moins contraignant.
C'est du simple ...bon sens !
Bonne journée

[alexglow]

Bonjour f6bes,

Je pose des questions qui peuvent paraitre bête mais c'est que je veux être sûre de comprendre ce que je fais.

Si on a 1,3 Amp d'indiqué sur la plaque du moteur est ce que c'est que potentiellement l'intensité peut monter en "peak" à 1,3 ou est-ce une valeur constante si par exemple tu gèle le PWM d'un moteur à 255.

Bonne journée

[gienas]

bonsoir à tous

... Si on a 1,3 Amp d'indiqué sur la plaque du moteur est ce que c'est que potentiellement l'intensité peut monter en "peak" à 1,3 ou est-ce une valeur constante si par exemple tu gèle le PWM d'un moteur à 255 ...

Je "n'aime pas du tout" l'emploi de ces termes qui sont trompeurs et qui cachent, peut-être une incompréhension.

Il n'est pas question de peak, qui peut faire penser à une valeur de crête.

S'il s'agit d'une limite, c'est une valeur qui ne doit pas être dépassée, car au delà, il y a surcharge et risque de destruction.

En théorie pure, on doit pouvoir admettre de manière permanente, le régime maxi.

La notion de PWM, que je n'aime pas non plus, fait appel à une notion arduino, avec usage de sorties analogiques, ou la valeur maximale est égale aux 255/256 de la tension de sortie. Ceci ne peut se concevoir qu'avec une tension continue et ne s'applique pas aux solutions des moteurs alternatifs, qui ont chacun des fonctionnement distincts et non comparables.

[alexglow]

Bonjour,

Okay je commence a mieux comprendre même si ça reste assez difficile à digérer au début. Le choix des différents composants (Shield ou moteur) reste encore un casse tête.

Bonne soirée

[f6bes]

Remoi,
Comme en tout, par précaution , on se ménage une plage de ...sécurité !
J'ai par exemple un émetteur qui m'autorise à 100 watts maximum.
Chose que j'évite d'atteindre , je me limite à 90 % des possibilités.
Pareil pour une voiture ,tu ne roules jamais au maxi de ses performances (meme si la législation le permettait).
Si tu tiens à faire durer.....tu y vas...mollo.
Bonne soirée

[alexglow]

Oui ça j'ai compris �� merci