Modification commande moteur PAP 18F27K42

[paulfjujo]

Bonjour à tous,

Ce post concerne la modification d'un projet realisé entre 2016 et 2017 pour un ami ,
du systeme d'entrainement basé sur un ensemble mecanique moteur PAP Nema17 + controleur intégré IDEA-Drive programmable via USB..
le controleur ayant une entree pulse et une entree direction .. pilotage via un 18F26K22


le moteur actuel marque HAYDON
reference : 43LGY-2,33-002 33
Size 17, serie 43000 double stack series linear actuators
double stack Non-captive 43L4(X)-V = vis traversant le motor
Wiring Units Bipolar
Step Angle Degree 1.8°
Winding Voltage VDC2.33 5 12
Current/Phase A rms 2.6 1.3 0.55
Resistance/Phase ohms (?) 0.9 3.8 21.9
Inductance/Phase mH 1.33 8.21 45.1
Power Input Watts 13.2
Rotor Inertia gcm2 78
Insulation Class
Class B (Class F available)
Weight oz (g) 12.5( 352)

200 pas * 1,8° => 360° 1 tour, donc en prise directe sur la vis
0,0635 Mm par pas et le moteur tourne a 200pas par tours sot 12,7Mm par tour rotor .
vis 8 pouces (20.32cm)

(on ne peut pas mesurer la resistance enroulement pour verifier !)

le parametrage initial du variateur IDEA-Drive ,donne un courant max de 2,2A.
Programmable via liaison USB <-> PC softwre IDEA.
Ensemble variateur alimenté en 12V. Niveaux de cde en TTL 5V
Dans le soft de parametrage , j'ai pu retrouver cette capture d'ecran
qui confirmerait le niveau voltage enroulement = 2.33V
(on ne peut pas mesurer la resistance enroulement pour verifier !)

IDEA_Select_drive.jpg

Ma question : (posée à notre specialise F6CO)
Lorsqu'un driver est alimenté en 12V DC
comment peut-il piloter un enroulement prévu pour 2,33V ?
Pilotage à courant constant ?

pour le choix d'un nouveau driver :

1) modele driver Gotronic Cde moteur pas-à-pas A4988 2128
Sortie: 1,2 A par phase ... me parait trop juste .. de plus sans radiateur !

2) Code article : 34870 DFRobot
Module commande de moteur pas-à-pas basé sur un TB6600
sic F6FCO :" Le driver un TB6600HG qui équipe toutes mes réalisations,”
Tres (trop ?) costaud , mais encombrant .. mais au moins ne devrait pas fumer

3) GOTRONIC Driver de moteur pas-à-pas 2998
C arte de commande Pololu basée sur un TB67S128FTG de Toshiba permettant de contrôler un moteur pas-à-pas bipolaire
jusqu'à 2,1 A par phase.
Référence Pololu: 2998
on ne voit pas non plus de radiateur ..mais pourrait faire l'affaire ?
je ne vois pas non plus de specification voltage enroulement sur ce driver...

un conseil avisé serait fortment utile .

Remplacement de Moteur :
un moteur qui ressemble bien au model HAYDON

Je laisse mon ami, completer les renseignements, car hors de mes competences
surtout concernant le problem lié à la vis, le pas .. etc

le prototype de depart :

Prototype_Manche_Moteur_PAP.jpg

[tritton-fr]

Bonjour a tous et Merci pour votre forum .
Je suis l'ami de paul pour qui il a developpe la realisatin qu'il vient de vous exposer .
Le projet est de faire evoluer le systeme pour plusieurs raisons :
Je souhaites realiser deux exemplaires du nouveau modele car il est monte dans un ULM qui est sur une base a 25 Km de chez moi . Je voudrai conserver un exemplaire a mon domicile pour pouvoir tester des ameliorations ou faire des essais sans devoir a chaques fois demonter celui qui est installe sur la machine..
Pour des raisons economiques je pense raisonable de ne pas utiliser l'electronique de commande Haydon car on n'utilise que tres peu des fonctionnalites de ce module .
Pour expliquer sommairement le fonctionnement du dispositif Grace a un codeur rotatif optique (500 impusions par tour) on commande un aquateur qui par le mouvement d'une glissiere qui doit aussi pouvoir etre actionnnee a la main agit sur un cable qui commande un volet de carburateur .La course est 5,5 Cm.
Ce deplacement doit etre le plus rapide possible de l'ordre de 2 secondes .d
D'ou la difficulte du choix du moteus pour garder un couple et une vitesse compatible avec la fonction a executer .
J'apprecierai une assistance dans le choix des des solutions a mettre en oeuvre .Je reconnais humblement ne pas avoir de competances en mecanique et je vous remercie par avace pour votre aide .
Ps:je peux fournir tous les complements d'information dont vous pourriez avoir besoin .Je suis joignable tres facilement par telephone.
tres cordialement .
J.P.DAVAL

[Temps-x]

Bonsoir paulfjujo, tritton-fr, et tout le forum,

Source du message comment peut-il piloter un enroulement prévu pour 2,33V ?
Pilotage à courant constant ?

Le drivers utilise un PWM en plus des pulsations généré, par exemple regarde le datasheet du A4988 qui est très bien documenté

Un moteur pas à pas ce pilote en courant, normalement sur certain drivers il y a une vis de réglage, pour le réglage de la force désirer.

Voir cette vidéo

https://www.youtube.com/watch?v=g_VnZqSPIko

Le drivers du A4988 à une entrée pour le moteur pas à pas de 8 volts à 35 volts, et une logique de 3,0 volts à 5,5 volts, supporte jusqu’à
2 Ampères, protection thermique, 6 résolutions de pas différentes : pas entier, demi-pas, 1/4 pas, 1/8 pas, 1/16 pas et 1/32 pas, prix d'achat 2 euros, voir pour achat ICI

J'ai fait des essais avec ce fameux circuit, et j'ai été surpris, mais attention car je trouve qu'il chauffe beaucoup quand on arrive à 2 ampères.
Normalement il est vendu avec un tout petit radiateur quand peut coller dessus le circuit.

Bon je laisse la parole au maître des moteurs pas à pas, qui est en autre F6CO qui est peut être partie en vacance avec c'est poule

A+

[paulfjujo]

bonjour TempsX, et à tous

Merci pour ta réponse.
Mais ce que je recherche c'est pourquoi les differentes datasheet de drivers
ne tiennent pas compte de la valeur Volt/ Enroulement du Moteur PAP :

un moteur pouvant avoir un enroulement de 2.33V, ou 5V ou 12V à 12V nominal
avec les courant de phase correspondant de 2.6A 1.3A ou 0.55A
il y a heureusement l'inductance qui limite le courant Di/DT !
Inductance/Phase mH 1.33 8.21 45.1
mais qui est tres faible pour le modele 2,33v

Avec un enroulement 2,33V
si le driver est alimenté en 12V
moteur bloqué ou maintenu en position
on peut alors avoir des courants bien plus important qu'en mode deplacement
pour conserver un courant faible , le PWM doit alors se reduire à quelques % de duty cycle
et les pertes thermiques doivent alors etre bien plus consequente
que si on gerait un enroulement prevu pour 12V ( I (Amps) plus faible , L (mH) plus grande)
De plus on peut avoir un fort courant avec peu de % Duty cycle du PMW

le courant par phase me semble ne pas etre le seul critere
pour qu' un driver puisse fonctionner dans une zone dite secure ,
puisque aucun rapport avec le type d'enroulement et tension d'alim appropriée.
ou alors le driver fonction en mode limitation permanente de courant ...

de plus regler de visu au tournevis un courant
il faut faire une confiance absolue envers le driver et
supposer qu'il soit adapté au (moteur PAP + Alimentation) utilisés. .... why not !

remarque : dans les années 75 , j'ai vu un specialiste qui reglait un "etrangleur de courant" (=ampli magnetique) pour moteur DC 2KW
avec un porte -clé pres de la jonction des plaques magnetiques en U du transfo.. ..qui vibrait en fonction du courant ..
à l'oreille donc .. pourtant le metrix existait déja .

je ne suis pas le seul à me poser cette question

j'ai quelques difficultés à comprendre la logique concernant le rapport entre la tension
et l'intensité qu'il faut respecter pour que ces trois composants que sont l'alimentation,
le pilote et le moteur pas à pas, puissent fonctionner correctement et en toute sécurité.
- Alimentation (AC DC) S - 120 - 24 qui a une puissance de 120 watts - 24 volts 5A.
- Pilote HY-DIV268N-5A entre 8 - 48V - 5A
- Moteur NEMA-23-57BYGH201 - 2.5A par phase avec une tension de 3.0 volts.

la réponse :
Heureusement maintenant les drivers sont à courant régulé et en micropas,
ces 2 évolutions on complétement
métamorphosé le moteur Pas à Pas qui n'est plus si Pas à Pas que cela.

Attendons l'eclairage de maitre F6FCO ....

[F6FCO]

Hello tout le monde,

Le pbm de programmer en assembleur c'est que je reste dans le sous-forum asm et que je ne vais pas assez souvent voir ce qui se passe ailleurs . JP-DAVAL m'a envoyé un mail et j'ai découvert ce fil, on a ensuite eu une conversation tel ou il a pu me donner toutes les précisions sur son projet.
Je récapitule:
D'après ce que j'ai compris il veut actionner son volet de carburateur (moduler les gaz de l'ULM) non pas par la poignée dédiée (genre interrupteur Frankeinstein ) vue plus haut mais par un système placé sur le manche, système commandé par un coupleur optique. il actionne manuellement la commande sur le manche, l'électronique by PaulFjujo commande un moteur pap qui actionne une vis qui elle-même commande le levier. Ce levier tire sur un câble pour actionner le volet du carbu.

Tout cela fonctionne actuellement très bien, il voudrait refaire un nouveau système avec une poignée non usinée dans la masse cette fois mais construite en tôle, il veut également faire cela en double, un système dans l'avion qui est situé dans un hangar sans électricité et ou il est compliqué d'intervenir, et un autre qu'il aurait à la maison et qui servirait de banc-test pour la mise au point.
Il lui faut donc trouver:
- 2 pap
- 2 drivers
- 2 vis-mères grand pas, le cahier des charges imposant une course de 6cm en 2s.
- 2 noix pour relier les axes des pap aux vis-mères.

Oublions tout de suite les pap NEMA17 et les drivers polulu qui ne sont bons que pour de petites applications qui ne demandent pas trop d'effortse, genre imprimantes 3D ou petits trucs dans le genre . Pour la petite anecdote j'ai utilisé des nema17 sur mon projet 4L1C3, voulant de la vitesse pour les déplacements le couple était dérisoire et j'ai du faire des compromis. Je travaille en ce moment sur mon bras robot G4ST0N sur lequel j'ai remplacé les moteurs CC par des nema17, à pleine envergure le bras se casse la figure, pas assez de force.

Ici le but est d'actionner un clapet de carbu mais pour cela le moteur devra actionner le levier, il faut partir sur du NEMA23 avec des drivers qui tiennent la route, genre TB6600, les polulus ne tiendraient pas éternellement avec leurs radiateurs dérisoires, en avionique il vaut mieux assurer, on ne rigole pas, même si le pilote pourra toujours reprendre la main avec le levier pour mettre ou couper les gaz.
Pour info NEMA est une norme de dimensions, pas une marque ni une gamme de moteurs pas à pas, les nema23 ont par exemple un entraxe de 47mm alors que les nema17 font 31mm. Mais on peut dire qu'un bon nema23 sera toujours plus performant qu'un bon nema17. Il y a du bon et du mauvais en nema17 autant qu'en nema23, tout est une affaire de choix et de prix.
Pour résumer, pour choisir un bon moteur pap:
- choisir l'inductance minimum
- choisir la résistance par phase minimum
- se donner une fourchette de prix parce que plus on baisse dans ces valeurs plus le tarif monte.

Pour PaulFjujo en ce qui concerne la tension de 2v et quelques qu'on peut souvent trouver sur les notices, on trouve tout et n'importe quoi comme infos et franchement ce n'est pas la peine de se polariser là-dessus. Quand on a un projet impliquant un ou plusieurs pap on choisit dans un premier temps le couple (torque) du moteur suivant le travail qu'on va lui demander, sa conso en A par phase, en général la gamme nema17 tourne autour de 3A, en nema23 autour de 4A, çà monte ensuite en nema34, etc.
Avec ces infos on choisit ensuite le driver, la tension max que j'appellerai HT pour la différencier de la tension de fonctionnement du driver (en général 5vcc) est variable suivant le chip utilisé, par exemple pour un TB6600 on tourne autour de 36v, tout en sachant qu'on peut le faire fonctionner en dessous avec des performances moindres.
(Pour un ordre d'idée sur ma grosse CNC châssis béton qui attaque gaiement le métal j'utilise des NEMA23 de bonne qualité alimentés en 48v.)

Ici notre ami sera limité à 12v par la batterie de son ULM, ce qui n'est pas grave pour cette application qui demande assez peu d'efforts. C'est comme cela qu'on voit à l'oscillo qu'un moteur donné pour 2,3v par enroulement fonctionne avec des impulsions à 36v ou plus, l'explication vient certainement de la tension moyenne du au PWM et de la briéveté des pulses.

Une fois qu'on a toutes ces données on parcourt les revendeurs pour rechercher le moteur le plus performant ayant ces caractéristiques, c'est à dire résistance par phase mini (qu'on devrait plutôt appeler réactance vu qu'elle varie avec la vitesse) et valeur d'inductance mini.

Un bon moteur nema23 performant à un prix abordable que j'ai l'habitude d'utiliser est le 57BYG56-401A, à voir s'il est encore disponible.

[F6FCO]

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Le moteur:
Moteur PAP dont ils ont flouté la réf (allez chercher pourquoi ?) mais qui présente de bonnes qualités:
NEMA23
axe diam 6.35mm
0.8ohm par phase
1.4mH par enroulement
0.55n couple, largement suffisant.
https://fr.aliexpress.com/item/33058698 ... 4750%22%7D

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Le driver:
Je met ici celui que j'utilise depuis longtemps et dont j'ai pu tester les performances, il autorise plusieurs fractions de pas à choisir suivant l'utilisation et réglage du courant. Il existe d'autres versions de modules à base de TB6600 qui feraient aussi bien l'affaire mais que je n'ai pas testés:
A savoir que j'en ai commandé au mois de juin à 6€ l'unité, (flambée des prix ?)
https://fr.aliexpress.com/item/32921799 ... 7607%22%7D
Il autorise jusqu'à 36v, comme dit plus haut on est limité à 12v donc dans les clous. Par contre il faut lui fournir une tension de fonctionnement de 5vcc externe. Régulateur 7805 petit boitier ou mieux un module LM2596 pour convertir du 12v au 5v.
https://fr.aliexpress.com/item/33004374 ... 4738%22%7D

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La vis-mère avec son écrou anti backslash T8 donc Ø8mm, Pour l'étude 3D le schéma de la noix est fourni dans l'annonce:
https://fr.aliexpress.com/item/10050024 ... 3194%22%7D

Ici un panel de pas différents, s'il faut vraiment de la vitesse d'éxécution pour une accélération rapide choisir le pas le plus grand, lead14mm, par contre écrou sans backslash:
https://fr.aliexpress.com/item/10000217 ... 0671%22%7D
D'autres ici: https://fr.aliexpress.com/item/40011155 ... 3518%22%7D

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Les paliers à roulements car il faut bien supporter la vis-mère sur ses extrémités, à voir le type de palier Ø8mm à utiliser, soit KFL soit KP qui dépendra du montage du levier. Pareil qu'au dessus, les cotes sont fournies dans l'annonce:
https://fr.aliexpress.com/item/10050028 ... 3130%22%7D

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Le coupleur pour relier la vis mère Ø8 à l'axe du pap Ø6.35mm (choisir le 6.35x8):
https://fr.aliexpress.com/item/33008007 ... 4694%22%7D
L'avantage de ce genre de coupleur est qu'il autorise un léger défaut d'alignement dans la construction qui pourrait faire forcer le pap.


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Sinon l'ensemble vis/noix/paliers tout prêt pour montrer à quoi çà ressemble une fois assemblé mais attention, vis sans système backslash et on connait les tolérances chinoises , j'ai déjà commandé de ces trucs qui avaient un jeu pas possible, d'autres très bien. Loterie chinoise. Je recommande plus de commander en séparé :
https://fr.aliexpress.com/item/10050030 ... 1521%22%7D

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J'ai vu qu'il faut un rail guide pour la translation. Choisir du MGN15 pour le rail et le patin MGN15H qui est plus long que le MGN15C:
https://fr.aliexpress.com/item/10050023 ... 9768%22%7D

Reste plus qu'à bidouiller

[Temps-x]

Bonjour paulfjujo, F6FCO, et tout le forum,

2 pages à lui tout seule, vraiment un grand passionnée F6FCO, et c'est pas fini à mon avis....

Source du message Mais ce que je recherche c'est pourquoi les differentes datasheet de drivers
ne tiennent pas compte de la valeur Volt/ Enroulement du Moteur PAP

Parce qu'on pilote un moteur pas à pas en courant, et c'est à toi de voir si ton moteur ne chauffe pas, et ne broute pas.

Les constructeurs on réussi à intégrés tout l'électronique dans une petite puce, mais ça n'a pas était toujours le cas,

Par exemple le L298 et le L297 qui s'associer souvent l'un avec l'autre

L298_L297.png

On voit les 2 résistances (Rs1 et Rs2) qui serve à renseigner l'intensité au comparateur intégré dans le L297, les 2 résistances son de quelque milliohm.


A+

[F6FCO]

C'est la vieille génération mais on en trouve encore chez le chinois pour pas grand chose, j'avais fait un module composé de trois L298 pour améliorer mes platines de dév, pour ne pas avoir des fils partout sur le bureau dés que je veux faire tourner un moteur: https://f6fco.pagesperso-orange.fr/ModulesV4.htm
Un autre module drivers composé de trois TB6560 plus récents et performants en de la même page.

On peut faire fonctionner le L298 seul, mais il faut alors lui programmer sa table de vérité, cad le cycle de fonctionnement pour faire tourner le rotor correctement, ce cycle change pour une rotation dans un sens ou l'autre. Il y a plusieurs façons de stimuler les enroulement (plusieurs tables de vérité en quelque sorte).
Ce cycle change également si on veut le faire fonctionner en demi-pas, en quart de pas, etc.
Bref, une usine à gaz et à nous de programmer tout cela, en assembleur en commandant directement les pins de sortie, en C en utilisant les champs de bits.
Comme le souligne Temps-X c'est plus simple de le faire précéder par un L297 qui gère tout çà et on n'a plus qu'à lui envoyer des pulses clock et une info de direction (0 ou 1).

Il ne faut plus utiliser ce L298 obsolète qui présente d'ailleurs un sacré défaut, on le crâme instantanément si on branche la HT avant le 5vcc de service, çà m'est arrivé plus souvent qu'à mon tour, tête en l'air que je suis, la dernière fois en enfichant le module décrit plus haut sous tension, la pin 12v à touché avant la pin 5V et PAF!!! 3 modules d'un seul coup !

Les drivers plus récents comme le TB6560 ou TB6600 (et d'autres) sont sécurisés, plus performants et intègrent la commande de cycle directement.

[paulfjujo]

Bonjour,


Merçi, F6FCO pour toutes ces infos..

OK, je renonce à vouloir connaitre et comprendre les details de cette commande en courant des MOSFETs de puissance
drivés en PWM ... avec quelque soit la tension d'alim ou la valeur de l'enroulement ..
de nos jours ,il faut accepter de ne (pas ou) rien comprendre ( en detail)...

c'est comme programmer en ARDUINO , au lieu de PIC ..

[F6FCO]

MDR, c'est exactement çà .

Je me suis posé les mêmes questions que toi et malgré pas mal de recherches pas trouvé de réponses qui me convenaient, alors plutôt que de raconter n'importe quoi je préfère me taire. Et comme dit plus haut avec les modules drivers disponibles actuellement pas la peine de se prendre la tête, ils font tout le boulot pour nous et reviennent moins chers que de faire en composants discrets.
Donc on les considère comme des boites noires qui font le job, faut vivre avec.