Choix moteur PAP + contrôleur

  • Auteur de la discussion j.f.
  • Date de début
J
j.f.
Compagnon
Bonsoir à tous.

Je suis un peu perdu dans l'offre et tout ce qu'on trouve sur le net.

J'ai simplement besoin d'une motorisation pour faire tourner une pompe à raison d'environ 6 tours par minute.

J'envisage un moteur PAP suivi d'une réduction par cascade de pignons.

Disons qu'avec les pignons de récupération dont je dispose, je devrais pouvoir arriver facilement à une réduction de l'ordre de 1 à 10, ce qui demanderait un moteur tournant à 1 tour par seconde. Je ne suis pas équipé pour tailler des pignons, et ces pignons récupérés sur du matériel de bureautique pro sont assez costauds. A vue de nez, pour les plus gros, module 0.5. Malheureusement, je n'ai pas conservé les moteurs qui allaient avec, car je n'imaginais pas en avoir besoin un jour...

Déjà, un PAP tournant à 1 tour par seconde est-il une solution adaptée avec une réduction de 1/10 derrière ?

Pour l'instant je n'ai pas connaisssance du couple requis. J'en aurai un ordre de grandeur quand la pompe sera contruite (c'est en cours).

Au point de vue encombrement, j'ai la place, et je préfère un moteur un peu gros pour des questions de facilité de construction. Un axe de 5 à 6 mm au moins me faciliterait les choses.

Ensuite, il faut un contrôleur. Tout ce que je lui demande, c'est une commande marche / arrêt, et une commande de vitesse par potentiomètre ou roues codeuses (potentiomètre souhaité).

Pour le contrôleur, j'ai trouvé ce modèle chez Conrad :

http://www.conrad.fr/kit_step_easy_p_19247_19257_208569

Il est fait pour moteurs unipolaires 5, 6, ou 8 fils. Il peut être piloté en manuel avec réglage de vitessse par trimmer, dont il suffirait de déporter les connexions vers un potard en façade. Il est livré avec un moteur dont les cacatéristiques ne sont pas précisées. J'imagine que c'est du cheap, tout petit, pour initiation, mais sans réelle utilité dans mon cas.

Le tout devra être alimenté en 24V (impérativement).

Pouvez-vous me guider dans le choix des composants et des fournisseurs ? L'offre est tellement pléthorique que je ne m'en sors pas.

Je suis également ouvert à toute proposition de fourniture du matériel nécessaire (par MP) si vous avez ce qui conviendrait et que vous avez ça en surplus.

J'exclus toute réalisation de l'électronique de commande : donc kit ou module prêt à l'emploi. La seule chose que je serais disposé à réaliser serait un générteur d'impulsion à 555. Autant dire pas grand-chose !

Merci d'avance pour vos conseils.
 
horsot
horsot
Compagnon
Bonsoir J.F.

Je comprends que la réduction est pour gagner en couple, il est important de savoir le couple dont tu as besoin pour dimensionner ton moteur. Les moteurs pas à pas sont vraiment pas performant de ce coté là. 1 tr/s il n'y a pas de problème. Mais je ne sais pas si il vaudrait pas mieux travailler sans réducteur il faut voir le couple demandé...

Les drivers pas à pas nécessitent 2 signaux : "Direction" qui donne le sens de rotation et "Step" qui donne l'ordre d'avance d'un pas moteur. Ils seront générés comment? un 555?

La précision sur la position ou la vitesse angulaire est-elle importante? Si ce n'est pas le cas un petit moteur à courant continu asservi (ou juste régulé) ferait bien mieux l'affaire.

Bonne nuit

Xavier
 
J
j.f.
Compagnon
Salut Horsot !

non, la précision n'a aucune importance. Ca peut sauter des pas mais à condition que ce soit régulier ! En fait, il me faut juste une bonne régularité cyclique.

La réduction, effectivement, c'est pour pouvoir utiliser un petit moteur. Je ne sais pas s'il est possible dans mon cas de faire tourner la pompe en direct (couple).

Je poursuivais mes recherches, et je viens de tomber sur ce genre de chose.

C'est un exemple typique de ce que je recherche.

La pompe est une petite pompe à piston, qui sera actionnée par une came en spirale, fournissant du liquide en goutte à goutte avec une pression de 5 bars minimum. On pourrait calculer le couple nécessaire à partir de la pression fournie, du diamètre de piston, de la raideur du ressort de rappel et de la pente de la spirale. Mais il vaut mieux que je mesure l'effort à fournir. Je serai alors en mesure de donner une estimation demain.

Je ne connais strictement rien à ces moteurs. nombre de poles, de fils, etc. C'est du chinois. Je ne sais pas vers quel type de moteur m'orienter.

J'ai vu qu'il y a des contrôleurs très variés. Certains commandés par PC, d'autres poour microcontroleurs, ou avec des boutons poussoirs pour juste les faire tourner plus ou moins vite, ou à potentiomètre, etc. etc.

En fait, je cheche juste un moteur alimentable en 24V DC, avec variation de vitesse et tournant très lentement. D'où l'idée d'un PAP...

Bon, là c'est l'heure d'aller au lit !

Bonne nuit...
 
J
JKL
Compagnon
Hors sujet
JF, je viens de découvrir "ta signature".
Moi j'avais quelque chose d'un peu plus long.
chavirorotentachachamipatarorobrulachachalaissaro
 
J
j.f.
Compagnon
rogrillapatacha
patacha
patoulecha
chalaissaro ?
ou peut-être
chaatendirofroi, puis chamangearo...

sais pô...

mais dans la chanson, rogriyapatacha, fruits et légumes, etc.

C'est officiel.
 
horsot
horsot
Compagnon
Je ne pense pas que le moteur pas à pas soit vraiment adapté à cette utilisation, à première vue je m'orienterai ver les moteurs à courant continu. Mes connaissance dans le domaine sont malheureusement très pauvres, je laisse d'autres personnes vous répondre.

Pour les moteurs pas à pas regardez les post-it sur la théorie des moteurs, des sites bien faits y sont référencés.

Bonne nuit

Xavier
 
J
j.f.
Compagnon
Si tu n'as pas suivi ces discussions, il faut savoir que je cherche à reproduire le système de pompe doseuse de Gaston48.

Brièvement :

- un moteur PAP avec contrôleur
- un réducteur
- un escargot qui pousse le piston d'une pompe

C'est une "Nutripompe" modifiée. C'est un engin de torture qui sert, grâce à un tuyau, à remplir l'estomac de qui on veut avec ce qu'on veut.

Je te place des liens vers les images, car c'est duspersé sur deux sujets :

[align=justify]
t_pompe_1280x768_196.jpg
[/align]

t_detail_pompe_1280x768_170.jpg

t_pompe_444.jpg

t_dsc03063_1024x768_183.jpg

t_dsc03065_1024x768_104.jpg

t_dsc03066_1024x768_130.jpg

t_dsc03069_1024x768_147.jpg

Les sujets de discussion :

realisation-artisanale-de-systemes-de-microlubrification-t9118-240.html#174615

micropulverisation-t3851-15.html


Bon, j'ai fait quelques calculs, et, en espérant ne pas avoir fait d'erreur, au cas où le moteur travaillerait en direct, il faudrait qu'il fasse 17.5 N.cm (0.175 N.m). Avec une vitesse de rotation de l'ordre de 0.1 tour par seconde.

Avec une réduction de 1/10, couple 1.75 N.cm, vitesse 1 tour par seconde.

Par sécurité (forces de frottement visqueux, efforts sur les clapets, colonne de liquide, etc.), il faudrait doubler le couple.

Mais je ne suis pas opposé à un motoréducteur CC ! Surtout si c'est plus simple !

Demain, je vois ce que donne un moteur d'essuie glace, et un autre de lève vitre : ce sont des motoréducteurs à vis sans fin, très puissants. Pas sûr que mon alim suffise. Et c'est très encombrant. Entre le transfo, le moteur, la pompe, le détendeur, les électrodistributeurs et les relais de commande, l'armoire de 600 x 400 x 200 risque de ne pas être assez grande !

Les intérêts que je vois aux PAP :

- possibilité d'alimenter avec n'importe quelle tension au contrôleur (mais je ne suis pas sûr)

- contrôle précis de la vitesse, indépendamment de la charge (ça c'est CAPITAL : on ne peut pas faire une pompe doseuse sans que cette condition soit rigoureusement respectée) ; en effet, le moteur qui injecte du liquie dans de l'air sous pression ne doit en aucun cas avoir de variation de vitesse lorsque la contre pression change en sortie de pompe.

- possibilté de descendre très bas en vitesse

- couple élevé à basse vitesse

C'est pour ces raisons que les pompes doseuses sont construites avec des moteurs PAP.
 
coredump
coredump
Compagnon
Une trentaine de Ncm, ca se fait sans soucis avec un pap, surtout a tres faible vitesse.

Coté drivers, si tu as du 24v aucun soucis. Le seul truc c'est que le rendement est tres mauvais, donc tu va tirer plusieurs ampères sur l'alim.

Un driverkeling 4020, c'est 40$, tout intégré pres a etre mis dans une armoire,et ca tient 2A et c'est micropas.
 
J
j.f.
Compagnon
Merci coredump.


Récapitulatif :


diamètre pompe = 11 mm
course pompe = 10 à 11 mm
volume = course * pi * d² / 4 = 0.78 cc

débit réglable de 0.5 goutte / seconde à 4 gouttes / seconde

1 goutte = 0.05 cc

0.5 goutte/s = 0.025 cc/s

ce qui fait 0.025 / 0.78 = 3 % du volume de pompe, soit 10° de rotation

4 gouttes/s = 0.2 cc/s

ce qui fait 0.2 / 0.78 = 25 % du volume de pompe, soit 90° de rotation


la vitesse de rotation doit être réglable de 10°/s à 90°/s


moteur devant avoir au moins 36 pas


supposons un 200 pas avec microstep à 400 (le minimum)

chaque impulsion fait tourner le moteur de 360 / 400 = 0.9°

10° représentent 10 / 0.9 = 11 impulsions

90° représentent 90 / 0.9 = 100 impulsions

Le circuit de commande doit donc générer des impulsions dans une gamme de fréquence allant de 10 à 100 Hz

On peut supposer qu'un vulgaire 555 est suffisant (c'est dans mes cordes, et j'ai des 555 !)


Maintenant, le moteur.

(exemple pris dans une datasheet au hasard)


NEMA 23 axe 1/4" avec méplat. Zut, axe de 6.35 mm...

Bon, passons...

couple maxi de 1.28 N.m, c'est 7 fois plus que ce dont j'ai besoin. Grosse marge de sécurité.

Courants maxi :

3 A par phase en parallèle
1.5 A par phase en série


Je suppose qu'alors il faut régler le contrôleur de la façon suivante :

- 2 microsteps
- courant sur 1.5 A

et brancher le moteur en série

alimentation du système en 24V, 1.5 A consommés, soit 36W c'est ça ?

l'alimentation à découpage qui fournit le courant à mon système est une 2.8 A (65 W). Avec les relais et les distributeurs, ça rique de passer tout juste. Toujours 2 distributeurs et 1 relais. Les distributeurs consomment 7 W à vérifier. Donc ça doit passer.

Ensuite, le courant dépend-il du couple résistant ? Car dans ce cas, il n'absorberait pas 1.5 A, mais nettement moins...

Dimensionnement mécanique du moteur :

la fiche indique, sans plus de précision : jeu maxi 0.025 mm max. (load 450 g)

Donc il est impossible de placer directement la came sur l'axe puisque l'effort radial est au moins 10 fois supérieur. Par conséquent il faut monter l'escargot sur roulements ou paliers, et faire un acouplement, ou bien utiliser une transmission à pignons. Ou alors, ça pourrait être l'occasion de faire un joint d'Oldham !


Qu'en penses-tu ?


J'attends fébrilement une réponse, car j'en suis à la phase de DAO et de choix du moteur / contrôleur !
 
coredump
coredump
Compagnon
Si je ne m'abuse, sur un pap le courant ne dépend pas du couple résistant justement, c'est l'inconvénient.

Mais tu peux jouer sur le driver afin de réguler le mini de courant nécessaire (c'est la tout l'intérêt des drivers a pwm).

Avec un nema23, je pense que tu auras largement assez de couple pour un entrainement direct, et avec un nema17 pour du réducté. En plus ca tourne pas très vite, donc avec un couple encore intéressant (ca tombe + ou - vite selon la vitesse et le moteur).

Le branchement en série permet le meme couple avec un courant divisé par deux, mais en contrepartie a un inductance quadruplée, et donc une vitesse max a couple donné plus faible. Mais ici ce n'est pas un soucis avec 100pps.
 
J
j.f.
Compagnon
Oui, ça parait logique.

N'y connaissant rien, j'imagine ces moteurs comme un esemble de solénoïdes opposant leur champs magnétiques à un rotor à aimant permanent. Et puis, quand on regarde les drivers, c'est une commande en courant.

Les calculs, tu en penses quoi ?

J'ai l'impression d'avoir gouru. 1.5 A par phase ça doit donner 2 fois 1.5 A, soit 3 A ! C'est aps pareil.
 
N
natale
Compagnon
Non car tu alimente seulement une phase à la fois...
 
J
j.f.
Compagnon
horsot a dit:
Je ne pense pas que le moteur pas à pas soit vraiment adapté à cette utilisation, à première vue je m'orienterai ver les moteurs à courant continu. Mes connaissance dans le domaine sont malheureusement très pauvres, je laisse d'autres personnes vous répondre.

Pour les moteurs pas à pas regardez les post-it sur la théorie des moteurs, des sites bien faits y sont référencés.

Bonne nuit

Xavier

Finalement, je vais tenter en premier un moteur d'essuie glace, que j'ai testé avec un rhéostat. J'attends un contrôleur PWM. Ca ne coûte pas grand chose à essayer, en tous cas c'est beaucoup plus simple. Et comme je n'ai pas besoin d'une extrême précision...

Mais il y a une sacrée perte de couple aux plus basses vitesses !

Si ça ne donne pas satisfaction, il sera toujours temps de penser aux PAP.
 

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