Oscilloscope
Cablage de l'electronique de puissance de l'EM-10 Taka
18/05/2017 23:53 Rangé dans:Electronique
Ca y est enfin! J’ai tout ce qu’il me faut pour le câblage de la partie puissance des moteurs. Le prototype prend forme…
Premier test d’un des drivers A 4988 en ascension droite. Rien ne crame… C’est bon signe… ;)
Le temps de mettre tout ça en forme et un article détaillé va venir sur les calculs pour la calibration des drivers avec les moteurs pas à pas d’origine.
Premier test d’un des drivers A 4988 en ascension droite. Rien ne crame… C’est bon signe… ;)
Le temps de mettre tout ça en forme et un article détaillé va venir sur les calculs pour la calibration des drivers avec les moteurs pas à pas d’origine.
Réglage de drivers A4988 StepStick
24/05/2017 14:12 Rangé dans:Electronique
Le réglage des drivers A4988 est une étape importante. Un mauvais paramètrage et on peut griller les moteurs. Chose embêtante dans mon cas, la très faible résistance ohmique des moteurs (2 ohm par bobine) rend impossible la mesure d’intensité en série sur une bobine avec mon ampèremètre. Je dois donc me contenter de la consommation indiquée par l’alimentation stabilisée et par les formules de calcul d’Imax en fonction de Vref disponibles sur reprap.org…
http://reprap.org/wiki/StepStick
Voici les formules:
Imax = Vref/(8*Rcs) ou reformulé pour Vref: Vref = 8*Imax*Rcs
Avec:
L’intensité max (par bobine) en fullstep peut être calculée par la formule:
Imax = √( (I bobine1)^2 + (I bobine2)^2 )
Comme l’intensité est la même dans les deux bobines:
Imax = √( (I bobine)^2 + (I bobine)^2 )
Imax = √( 2*(I bobine)^2 )
Imax = √2 * I bobine
Imax = 1,4142 * I bobine
En d’autres termes et pour faire simple: en fullstep les bobines sont alimentés à 70% seulement. Cela est dû au fait que le driver n’a pas de mode fullstep dédié. Il se cale simplement sur sa table de microstepping. Un graphique parle plus que de longs discours…
http://reprap.org/wiki/StepStick
Voici les formules:
Imax = Vref/(8*Rcs) ou reformulé pour Vref: Vref = 8*Imax*Rcs
Avec:
- Vref: tension de référence du potentiomètre.
- Imax: tension maximale globale.
- Rcs: résistance de référence = 0,2 ohm pour les StepStick.
L’intensité max (par bobine) en fullstep peut être calculée par la formule:
Imax = √( (I bobine1)^2 + (I bobine2)^2 )
Comme l’intensité est la même dans les deux bobines:
Imax = √( (I bobine)^2 + (I bobine)^2 )
Imax = √( 2*(I bobine)^2 )
Imax = √2 * I bobine
Imax = 1,4142 * I bobine
En d’autres termes et pour faire simple: en fullstep les bobines sont alimentés à 70% seulement. Cela est dû au fait que le driver n’a pas de mode fullstep dédié. Il se cale simplement sur sa table de microstepping. Un graphique parle plus que de longs discours…
Dans le cadre de mes moteurs pas à pas unipolaires 6 fils (24 pas / 1v / 2 ohms), nous laissons les fils communs (fils rouge) non connectés pour utiliser les moteurs en mode bipolaires...
L’intensité en fullstep biphasé est de 0,354A (70% d’Imax) par bobine.
En appliquant les formules, cela nous donne:
Imax =1,4141*0,354
Imax = 0,500A -> le max que peuvent supporter les bobines de mes moteurs en unipolaire.
et par richochet:
Vref = 8*0,354*0,2
Vref = 0,801v
Il suffit donc de régler Vref à 0,8v (Attention: ce calcul peut être différent en fonction de la résistance Rcs du driver utilisé: StepStick, Pololu, etc).
Seule ombre au tableau, le moteur dispose d’un peu moins de couple en fullstep. Je préfère néanmoins rester sur ce réglage et réduire la vitesse max à 40x/45x la vitesse sidérale au lieu de 50x (la perte de couple se fait sentir et le moteur débraye au bout d’un moment en charge à 50x). En contrepartie, cela me permet de basculer en micropas ce qui donne beaucoup plus de fluidité et moins de vibrations aux moteurs.
Début de prototypage de la partie puissance
27/04/2017 10:35 Rangé dans:Electronique
Les choses se précisent côté puissance pour l’alimentation des moteurs. La nouvelle façade devrait à terme être assez minimaliste. On voit ici le pcb du prototype...
A terme les composants seront positionnés vers l’intérieur de la monture pour minimiser l’épaisseur de la façade.
Pour l’instant tout n’y est pas encore. En bas nous avons un régulateur (qui va être remplacé par un modèle plus haut de gamme) et le bouton de mise en marche. Au milieu un condensateur pour amortir les pointes de surtension. Et en haut les deux drivers de moteur pas à pas A4988.
D’ailleurs au passage, voici un article très intéressant qui fait la part belle au A4988…
http://hackaday.com/2016/08/29/how-accurate-is-microstepping-really/
Il reste un peu de place sur le pcb pour la led du viseur polaire, un régulateur pour abaisser la tension 12v à 5V pour l’alimentation du Arduino de la raquette de commande, un connecteur vers la raquette. Je me tâte aussi à installer les connectiques ST4 et l’USB directement sur la monture. Cela éviterait les câblages externe sur la raquette. Réflexion à poursuivre… :)
A terme les composants seront positionnés vers l’intérieur de la monture pour minimiser l’épaisseur de la façade.
Pour l’instant tout n’y est pas encore. En bas nous avons un régulateur (qui va être remplacé par un modèle plus haut de gamme) et le bouton de mise en marche. Au milieu un condensateur pour amortir les pointes de surtension. Et en haut les deux drivers de moteur pas à pas A4988.
D’ailleurs au passage, voici un article très intéressant qui fait la part belle au A4988…
http://hackaday.com/2016/08/29/how-accurate-is-microstepping-really/
Il reste un peu de place sur le pcb pour la led du viseur polaire, un régulateur pour abaisser la tension 12v à 5V pour l’alimentation du Arduino de la raquette de commande, un connecteur vers la raquette. Je me tâte aussi à installer les connectiques ST4 et l’USB directement sur la monture. Cela éviterait les câblages externe sur la raquette. Réflexion à poursuivre… :)
Présentation vidéo de l'analyseur logique 24MHz 8CH Saleae...
27/04/2017 08:28 Rangé dans:Actualité
Analyseur logique Saleae à moins de 15€
15/04/2017 22:45 Rangé dans:Electronique
Je ne pensais pas en parler sur le blog mais ce clone à pas cher sur ebay m’a tout simplement bluffé. Alors soyons clair, c’est un clone chinois des premières versions des produits de Saleae Logic d’où un prix canon. A tel point que je me demandais ce que cela valait. Et bien cela marche… et même très bien!
Le clone est parfaitement compatible avec le logiciel proposé par Saleae qui est on ne peut plus simple d’usage. Mon Mac adore et moi tout autant...
Du coup, je me suis amusé à pousser mon Arduino dans ses retranchements juste pour le fun histoire de voir si l’analyseur suivait. Aucun problème, le Arduino décroche bien avant lui. 8Mhz semble sa limite (optimisation max avec suppression du loop et écriture direct sur les ports d’entrées/sorties) soit 0,125us*2 = 0,250us de largeur de période d’impulsion. Largement de quoi faire clignoter une led quoi… Lol
La mesure de gauche (0,25us) montre le rebouclage de la boucle infinie while.
On voit encore mieux en dézoomant: 16 périodes du fait de la redondance de code dans la boucle sur 3,875us puis un trou lié au rebouclage…
Et voici un lien vers le code source pour les curieux…
Je pense que j’en ferais un article détaillé à l’occasion car cela va être un outil précieux pour une calibration optimale de mes moteurs pas à pas par rapport à la vitesse sidérale.
Edit: non en fait on peut encore mieux faire et monter à 8Mhz par période. On en reparle un peu plus tard. :)
Le clone est parfaitement compatible avec le logiciel proposé par Saleae qui est on ne peut plus simple d’usage. Mon Mac adore et moi tout autant...
Du coup, je me suis amusé à pousser mon Arduino dans ses retranchements juste pour le fun histoire de voir si l’analyseur suivait. Aucun problème, le Arduino décroche bien avant lui. 8Mhz semble sa limite (optimisation max avec suppression du loop et écriture direct sur les ports d’entrées/sorties) soit 0,125us*2 = 0,250us de largeur de période d’impulsion. Largement de quoi faire clignoter une led quoi… Lol
La mesure de gauche (0,25us) montre le rebouclage de la boucle infinie while.
On voit encore mieux en dézoomant: 16 périodes du fait de la redondance de code dans la boucle sur 3,875us puis un trou lié au rebouclage…
Et voici un lien vers le code source pour les curieux…
arduino_max_blink.zipJe pense que j’en ferais un article détaillé à l’occasion car cela va être un outil précieux pour une calibration optimale de mes moteurs pas à pas par rapport à la vitesse sidérale.
Edit: non en fait on peut encore mieux faire et monter à 8Mhz par période. On en reparle un peu plus tard. :)
Article étude mécanique et électronique de l'EM10 USD
10/04/2017 18:43 Rangé dans:Electronique
Premier jet de l’étude de l’EM-10 d’un point de vue électronique et méca…
http://em10-usd-arduino-takahashi.eliotis.com/etude-em10-takahashi/index.html
http://em10-usd-arduino-takahashi.eliotis.com/etude-em10-takahashi/index.html
Mesures de l'électronique de l'em-10 USD
05/04/2017 19:13 Rangé dans:Electronique
Depuis le temps que cela devait être fait, voici le premier passage à l’oscilloscope de l’électronique d’origine de mon EM10 USD. Pour m’éviter toute fausse manipulation, je me suis entouré du savoir faire d’un ami électronicien de métier. Merci Nicolas! :)
Je reviendrais dans un prochain billet sur le câblage mais première chose importante constatée: les moteurs 1Volt / 2 Ohms sont en fait alimentés en… 12 volts!!!
Voilà qui explique sans doute la phrase d’avertissement dans la documentation d’origine de Takahashi. Je cite:
« Attention: une sollicitation prolongée (plus d’une minute en continu) des déplacements en vitesse rapide 50 X peut endommager le circuit électronique de votre monture. »
Deuxième mesure intéressante, la période des impulsions en vitesse sidérale au niveau d’une bobine du moteur unipolaire en AD est de 6,244Hz.
Le calcul suivant nous permet de déterminer l’erreur résiduelle:
// Mesures
FrequenceBobine = 6,244 Hz
FrequencePas = FrequenceBobine × 4 = 24,976 Hz
// Caractéristiques moteur
NombreDePasMoteur = 24 pas
Demultiplication = 1/500 = 0,002
VitesseMoteur = 60 × FrequencePas / NombreDePasMoteur × Demultiplication = 0,12488 tr/min
// Engrenages intermédiaires
NombreDeDentsEngrenageMoteur = 36 dents
NombreDeDentsEngrenageVisSansFin = 45 dents
DémultiplicaitionEngrenages = NombreDeDentsEngrenageMoteur/NombreDeDentsEngrenageVisSansFin = 0,8
// Vis sans fin
VitesseVisSansFin = VitesseMoteur × DémultiplicaitionEngrenages = 0,099904 tr/min
NombreDeDentsRouteDentéeAD = 144 dents
// Vitesse sidérale monture
PeridodeVitesseSideraleMonture = NombreDeDentsRouteDentéeAD/VitesseVisSansFin = 1 441,38 min
// Vitesse sidérale parfaite : 23h56m04s
PeriodeVitesseSideraleParfaite = 23*60+56 + 4/60 = 1 436,07 min
// Erreur (ratio théorie/pratique)
(1-PeridodeVitesseSideraleMonture/PeriodeVitesseSideraleParfaite) × 100 = -0,37%
A noter que si l'on prend une « vitesse sidérale parfaite » arrondie à 24h, l’erreur résiduelle tombe à -0,096%. Il est donc probable que les ingénieurs de Takahashi se soient simplifiés la tâche à l’époque.
Je reviendrais dans un prochain billet sur le câblage mais première chose importante constatée: les moteurs 1Volt / 2 Ohms sont en fait alimentés en… 12 volts!!!
Voilà qui explique sans doute la phrase d’avertissement dans la documentation d’origine de Takahashi. Je cite:
« Attention: une sollicitation prolongée (plus d’une minute en continu) des déplacements en vitesse rapide 50 X peut endommager le circuit électronique de votre monture. »
Deuxième mesure intéressante, la période des impulsions en vitesse sidérale au niveau d’une bobine du moteur unipolaire en AD est de 6,244Hz.
Le calcul suivant nous permet de déterminer l’erreur résiduelle:
// Mesures
FrequenceBobine = 6,244 Hz
FrequencePas = FrequenceBobine × 4 = 24,976 Hz
// Caractéristiques moteur
NombreDePasMoteur = 24 pas
Demultiplication = 1/500 = 0,002
VitesseMoteur = 60 × FrequencePas / NombreDePasMoteur × Demultiplication = 0,12488 tr/min
// Engrenages intermédiaires
NombreDeDentsEngrenageMoteur = 36 dents
NombreDeDentsEngrenageVisSansFin = 45 dents
DémultiplicaitionEngrenages = NombreDeDentsEngrenageMoteur/NombreDeDentsEngrenageVisSansFin = 0,8
// Vis sans fin
VitesseVisSansFin = VitesseMoteur × DémultiplicaitionEngrenages = 0,099904 tr/min
NombreDeDentsRouteDentéeAD = 144 dents
// Vitesse sidérale monture
PeridodeVitesseSideraleMonture = NombreDeDentsRouteDentéeAD/VitesseVisSansFin = 1 441,38 min
// Vitesse sidérale parfaite : 23h56m04s
PeriodeVitesseSideraleParfaite = 23*60+56 + 4/60 = 1 436,07 min
// Erreur (ratio théorie/pratique)
(1-PeridodeVitesseSideraleMonture/PeriodeVitesseSideraleParfaite) × 100 = -0,37%
A noter que si l'on prend une « vitesse sidérale parfaite » arrondie à 24h, l’erreur résiduelle tombe à -0,096%. Il est donc probable que les ingénieurs de Takahashi se soient simplifiés la tâche à l’époque.