Aide commande d'un électro-aimant, j'ai besoin de vos lumières...

[JCS]

Salut à tous,

J'ai réalisé un petit "bidouillage" qui fonction bien, avec un signal carré (figure 1) qui commande un petit électro-aimant. Toutefois, il y a des saccades désagréables. Je souhaiterais donc envoyer à la bobine un signal sinusoïdal ( figure 2 ), mais je ne sais pas faire .
Je remercie d'avance le généreux génie qui me donnera l’algorithme qui va bien, avec une variable modifiable qui permettra de faire varier la durée du signal, en fonction des besoins.
Faut-il que je mette un condensateur pour "lisser" le signal (figure 3). Si oui quelle doit-être sa valeur ?

Merci d'avance pour votre aide.

 

[jjdu33]

bjr,

une pistes prises au pif sr internet :

https://www.arduino.cc/en/Tutorial/DueSimpleWaveformGenerator

et pourquoi plutôt de "due" qu ' un autre :

https://www.arduino.cc/en/Reference/AnalogWrite

c' est la présences de deux DAC dans celui çi.

jj

 

[gégé62]

bonjour,

à tout hasard, mettre déjà un condensateur (en parallèle avec la bobine). Essayer différentes valeurs, le courant varie mais ne s'inverse pas: donc un condo chimique peut aller. Essayer avec une capa assez forte, car la fréquence est faible, et peut-être qu'à cause de ça cela ne suffira pas.
Je n'ai pas pris le temps de regarder le lien indiqué par jjdu33, c'est peut-être pas mal.

Sinon, il faut considérer le PWM avec un ratio high/low variant à peu près selon une sinusoïde, avec des délais d'attente en haut et en bas en microsecondes (delayMicroseconds). Attention dans ce cas peut-être qu'un condensateur poserait des problèmes en filtrant la fréquence la plus haute, ce n'est pas ce qui est voulu.

 

[jpbbricole]

Bonjour
Pour mieux comprendre, quelle est l'utilité de commander, ainsi, l'électroaimant?

Cordialement
jpbbricole

 

[JCS]

Merci pour vos réponses rapides.

Pour mieux comprendre, quelle est l'utilité de commander, ainsi, l'électroaimant?

C'est pour entretenir un balancier pendulaire.

Je veux utiliser un ATtiny85. J'ai déjà un proto qui fonctionne parfaitement depuis plus de 6 mois. Mais je veux éliminer la petite secousse à chaque impulsion.

@+
JC.

 

[jpbbricole]

Donc c'est pour "assouplir" l'attraction du pendule et le relâchement est moins important.
J'ai juste?
J'ai aussi un pendule du genre qu je gérai avec un PIC et j'attends d'avoir le temps pour le passer sur Arduino.

 

[gégé62]

jpbbricole a raison de demander l'utilisation: en fait la quantité d'énergie est sûrement très faible et je crois que la solution du condensateur peut marcher....à voir..!
pour dire sa valeur, pas facile. En fait la tension fournie par arduino est un créneau "parfait", et on veut que celle reçue par la bobine soit "assouplie". Il faudra donc une résistance en série en plus du condo, sinon on mettra la sortie à genoux....ou il n'y aura pas d'effet.

 

[jpbbricole]

Ou simplement faire une attraction progressive au moyen du PWM.
Du carré sur une bobine = mettre une diode de protection!

 

[JCS]

Du carré sur une bobine = mettre une diode de protection!

Est-ce que mon schéma N° 3 est bon ?

Je viens d'écrire une petit sketch, il me reste plus qu'a l'essayer et à mettre éventuellement des tempos :

// Commande horloge projet
// Sulka juilet 2016

const int bobine = 0;
const int top = 3; // signal horloge
int val = 0;

void setup()
{
pinMode (bobine,OUTPUT);
pinMode (top,INPUT);
}
void loop()
{
val = map (analogRead(top),0,1023,0,50);
if (val < 9) // si val < 0,9 V
{
for (byte i=0 ; i <= 255 ; i++)
analogWrite (bobine, i);
}
{
for (byte i=255 ; i <1 ; i--)
analogWrite (bobine, i);
}
analogWrite (bobine, 0);
{


}}

@+
JC

 

[jpbbricole]

schéma N° 3 est bon ?

Celà dépend comment il est connecté, point du haut = +v., point du bas sortie Arduino. juste?
Si oui, c'est bon. Mais tu commandes le relais directement à la sortie de l'Arduino, c'est une toute petite bobine?

jpbbricole

 

[JCS]

[div=none]

[/div]

Sur mon schéma 3, le point haut est relié directement à une sortie de l'Attiny85 et le point bas à la masse.
La bobine fait entre plus de 300 Ohm. L'Attimy sera alimenté sous 3V, soit une consommation de 10 mA.
Donc pas de problème, me semble-t-il.
Ici le premier essai réalisé il y a 2 ans :


Un Arduino Uno commande une bobine de pendule électrique de type Ato.
Un aimant est incrusté dans le balancier.

C'est un vieux projet de pendule originale que je vais essayer de mener à bien.

@+
JC.

 

[jpbbricole]

Bonjour JCS
Au vu de la vidéo, tu ne penses pas que les saccades sont dues au fait que les impulsions d'attraction ne sont pas synchrones avec les oscillations du pendule? Y as-t-il un détection de la position du pendule afin de l'attirer au bon moment?
J'ai fait la même chose que toi, je dois tout refaire avec un Arduino (actuellement PIC) mais en tout aimant, même les commutateurs, et avec 2 détcteurs à effet de Hall pour détecter le sens et la position du pendule.

Bonne journée
jpbbricole

 

[gégé62]

Ou simplement faire une attraction progressive au moyen du PWM.
Du carré sur une bobine = mettre une diode de protection!

bonjour,
je me demande si le PWM ne serait pas "étouffé" par le caractère selfique de la bobine, du fait que la fréquence des oscillations sera nettement + élevée ?
la diode est déja prévue sur le schéma

Ici le premier essai réalisé il y a 2 ans :

ça me semble pas mal, je ne vois pas les à-coups dont tu parles, vois-je mal ???

Au vu de la vidéo, tu ne penses pas que les saccades sont dues au fait que les impulsions d'attraction ne sont pas synchrones avec les oscillations du pendule?

si les fréquences sont très proches, le pendule doit rester en phase avec l'excitation électrique. Les à-coups ne seraient-ils pas liés à une différence trop importante entre la période propre du pendule et la période d'excitation, tout en étant assez faible pour permettre le fonctionnement (le pendule "se plie" aux ordres de la bobine, mais en rechignant un peu... ) explication à ma sauce
pour le savoir: modifier un peu en + u en - la fréquence de l'arduino, et si c'est ça il faudrait corriger la longueur du pendule....

 

[jpbbricole]

je me demande si le PWM ne serait pas "étouffé" par le caractère selfique de la bobine

Oui c'est sûre, mais on aurait quand même une certaine progressivité.

si les fréquences sont très proches, le pendule doit rester en phase avec l'excitation électrique

Oui, dans l'idéal. Dans mon montage, une fois que le pendule lancé de façon assynchrone avec une période calculée avec un oscilloscope, passé la première fois sur un capteur à effet de Hall, c'est lui qui rythme le système.

cordialement
jpbbricole

 

[JCS]

Salut Gégé62 et Jpbbricole,

Sur ma vidéo, il n'y a aucune saccade. C'était simplement un test de faisabilité, à partir de l'Arduino.
Le système montré fonctionne par répulsion, selon le principe des anciennes pendules de cuisine. Je veux faire très simple sans aucun système de détection ( sens, passage ou position ). Un peu comme les horloges Brillié, mais sans contact.
Il faut simplement que les fréquences : signal et balancier soit en harmonie ( même fréquence ). J'ai eu des discussions épiques sur le sujet sur un forum horloger, il y a plusieurs années. De ce côté aucun problème, je maîtrise. Ma demande est seulement d'ordre électronique seulement.
Actuellement j'ai un balancier qui fonctionne parfaitement de la sorte, je souhaite simplement améliorer l'impulsion et réduire le volume et la fiabilité de l'électronique avant de finaliser la partie mécanique de mon horloge atypique.

Est-ce que mon schéma 3 est bon ?
Est-ce que mon sketch va dans le bon sens ?

Merci d'avance.

JC.

 

[jpbbricole]

Je veux faire très simple sans aucun système de détection

Compris! je m'emballe très facilement!

Est-ce que mon schéma 3 est bon ?

Oui, pour ce qui est du condo, seule un mesure a l'oscillo permettrai d'en voir l'effet. Personellement, avec le PWM, je n'en mettrai pas.

Est-ce que mon sketch va dans le bon sens ?

La montée et la descente PWM sont instantanées! Mettre, en effet, des tempo dans les boucles

C'est quoi l'entree top signal horloge?

const int top = 3; // signal horloge
ou
const int top = A3; // signal horloge

Cordialement
jpbbricole

 

[JCS]

Oui, pour ce qui est du condo, seule un mesure a l'oscillo permettrai d'en voir l'effet. Personellement, avec le PWM, je n'en mettrai pas.

Ok, je vais faire des essais.

C'est quoi l’entrée top signal horloge?

const int top = 3; // signal horloge

C'est un signal qui provient d'une base de temps extérieure, très précise.

Une petite vidéo ou l'on perçoit la petite saccade à chaque impulsion, toutes les 2 secondes, lorsque l'aimant plonge dans la bobine :


@+
JC.

 

[gégé62]

bonjour,
à propos du condensateur schéma 3

si le montage est mis directement en sortie arduino, à tout instant elle est soit à 0V, soit à 5 V, soit un signal "carré". Avec ou sans condo, cette tension est vue directement par la bobine. Donc, si le condo est assez fort pour être efficace, c'est qu'il absorbera un courant tel qu'arduino ne peut plus fournir (je parle des instants précis de début et fin de signal). Même si cela va très vite, je crains pour la survie d'arduino. C'est pour ça que je pense qu'une résistance série s'impose. Sa valeur ? admettons que le condo ait une impédance nulle pendant le début de sa charge. Il faut que la résistance série limite le courant à 20 mA (peut-être un peu plus voir la DS du MC). Dans ce cas on trouve 250 ohm. Je ne sais pas si je suis dans le bon, mais là au moins ça ne court aucun risque, même avec un très gros condo....
maintenant c'est peut-être un faux problème si le micro est capable de supporter des surintensités impulsionnelles ?

 

[osiver]

Après avoir vu la vidéo, je ne suis pas convaincu que le problème vienne de la forme du signal.
Pour commencer, la bobine semble avoir pas mal de spires donc d'inductance et, comme chacun sait, dans une bobine le courant ne s'établit et ne cesse pas instantanément. Et comme c'est le courant qui génère le champ magnétique ...
Ensuite le plongeur me semble bien trop lâche dans la bobine et peut-être pas coaxial. Sur la vidéo, j'ai l'impression que le tressautement est quand il s'aligne ...

 

[tronix]

Bonjour,

je ne suis pas non plus convaincu que jouer sur la forme du signal change grand chose. Comme dit plus haut, l'inductance casse déjà les flancs. Mettre un condensateur impose aussi de mettre une résistance en série. Sans, rien ne limite le courant. Même si ça peut fonctionner longtemps (l'électronique est robuste de nos jours), ce n'est pas recommandé et il faut aussi penser à ce qui va se passer quand on va couper l'alimentation. Si la capa est importante, on peut se retrouver à alimenter à l'envers la carte par les diodes de protection internes, qui ne sont pas faites pour ça.

Le fait qu'il y ait deux références de temps pas forcément égales (le quartz et le balancier) ne me convainc pas, mais ce n'est pas le sujet.

Donc, je suggère d'essayer une solution toute simple : insérer sur la tige une section souple, comme un ressort ou un bout de caoutchouc. Je ne sais pas du tout ce que cela peut donner, et cela va dépendre de la raideur de la pièce souple ajoutée, mais c'est facile de tester.

 

[JCS]

Salut à tous,

Merci beaucoup pour vos réponses.
Avec un condo de 220µF j'obtiens un courbe intéressante.
Je note la suggestion de Gégé62 de mettre une résistance d'environ 250 Ohms.

Le "noyau plongeur" à un triangle de centrage à sa base. Le but est de perturber le moins possible
les oscillations du balancier (fréquence et amplitude).

Le fait qu'il y ait deux références de temps pas forcément égales (le quartz et le balancier) ne me convainc pas, mais ce n'est pas le sujet.

C'est un sujet qui m'intéresse depuis longtemps et que je commence à bien maîtriser.

J'essaie d'obtenir le bon timing avec un ATiny85. Je vais ensuite faire des essais avec et sans condensateur.

Le gros problème dans cette aventure est que je manque de temps pour réaliser ma machine à montrer le temps qui passe...

@+

JC.

 

[phil135]

ce que tu veux faire c'est un filtre passe-bas
d'un point de vue fréquentiel ton carré est constitué du sinus que tu as dessiné à coté plus plein de sinus à des fréquences de plus en plus élevées ( et déphasés): une décomposition de Fourrier
si tu mets un filtre passe-bas dont la fréquence de coupure est juste au-dessus du premier sinus, les autres seront éliminés
il te faut un filtre au moins du deuxième ordre, et surement plus que ça, pour avoir une coupure très raide
ajouter un condensateur est un premier filtre empirique, avec une résistance on ameliore, mais un petit calcul te ferait progresser plus vite

 

[JCS]

Salut Phil135,

Merci beaucoup pour ces suggestions, mais pour moi, c'est un peu du volapük !

Puisque cela semble improductif, je vais essayer sans condensateur. En PWM, "l'inertie" de la bobine fera le reste...

En fait, ce qui m'importe le plus, c'est de pouvoir maîtriser la longueur de l'impulsion, afin de bien contrôler l'amplitude, avec une consommation minimum. Je vais essayer d'alimenter mon système avec un petit accu de 3,6 V et une cellule solaire.

@+
JC.

 

[jpbbricole]

Après avoir vu la vidéo, je ne suis pas convaincu que le problème vienne de la forme du signal.

Ensuite le plongeur me semble bien trop lâche dans la bobine et peut-être pas coaxial

Entièrement d'accord avec osiver, j'ai vraiment l'impression que les à coups sont mécaniques. Si tu veux un rendement maximum, le jeu du noyau plongeur est catastrophique, en effet, l'aimantation diminuant au carré de la distance, tu vois les pertes. Je pense qu'un noyau plongeur très bien ajusté (poli) coulissant dans un noyau de bobine en nylon avec, comme signalé plus haut, un accouplement souple, remplacerait avantageusement une électronique compliquée.

Cordialement
jpbbricole

 

[tronix]

En effet, un noyau mal guidé n'arrange certainement pas les choses.
Plutôt que de chercher à jouer sur la forme et la durée (allongement) du signal, je pense qu'il faut mettre un accouplement souple et adopter une impulsion la plus courte possible pour ne pas avoir d'effet de blocage. Durée courte et énergie réduite au minimum aideront à obtenir un fonctionnement doux. Il me semble aussi que la position de la bobine peut jouer, je verrais plutôt une action toujours dans le même sens (traction, d'autant plus avec un accouplement souple plus simple pour ce mode) qu'une possibilité d'action bidirectionnelle (traction/répulsion) si le noyau pénètre trop profondément.

 

[JCS]

Salut à tous,

Je ne cherche pas à réinventer le fil à couper le beurre, je souhaite simplement utiliser un principe horloger qui a rythmé toute l'activité pendant près d'un siècle, avec une redoutable efficacité :


Mon objectif est simplement de supprimer le contact mécanique et d'asservir le balancier avec une impulsion de grande précision issue d'une base de temps pilotée par quartz. L'impulsion peut-être courte et puissante, c'est le cas de ma vidéo (saccades). Ou longue et progressive. Ce qui, à mon avis, à un meilleur effet sur l’isochronisme du balancier et permet de mieux l'asservir, selon le principe : impulsion avant point mort = avance et inversement.

@+
JC.

 

[tronix]

Bonjour,

il y a quand même une énorme différence avec les horloges en photos ou tous les systèmes avant le quartz : le pendule était bien là pour donner la référence de temps, et la bobine n'était là que pour redonner l'énergie nécessaire à l'oscillation (avec donc bobinage auxiliaire pour détecter la position, mais on peut s'en passer, de la même façon qu'on pilote les moteurs brushless, chaque bobinage sert aux deux fonctions). Je me souviens d'une horloge Jaeger de voiture (404). Il y avait un simple balancier avec des pièces magnétiques dessus, et celui-ci passait entre deux bobines. Il y avait juste un transistor. En fait, le schéma était classique, très proche de celui d'un oscillateur Colpitts par exemple. Quartz, bobines + balancier, cela revient toujours un peu au même.
Ici, on veut forcer un balancier, qui a sa fréquence propre, sur celle du quartz. Et elles ne sont pas identiques. Sinon, on ne chercherait pas à faire ce montage, si le balancier avait la période idéale.
Dans d'autres circonstances, je dirais que c'est une idée tordue !! Ici, j'admire plutôt, mais ça n'empêche pas le sens critique. Le pendule n'est là que pour faire beau, mais il nous casse les pieds. Je suis quasiment sûr qu'il n'y a jamais eu aucune horloge de ce type dans le commerce.
Donc, il faut accélérer ou ralentir le balancier, en le bloquant soit dans sa montée pour qu'il redescende plus tôt, soit dans sa descente, pour qu'il redescende plus tard.
Les problèmes d'asservissement sont beaucoup plus complexes qu'en apparence, ce n'est pas un fil à couper le beurre !
Bon, je reste curieux de la solution, mais j'ai vraiment le sentiment que la bonne voie n'est pas électronique (du moins sans analyse sérieuse) mais mécanique.
Pour asservir "proprement" une horloge à balancier, je verrais plutôt un système classique tel que montré en photo, où l'impulsion dépend de la position du balancier, et où le balancier se balance à sa fréquence propre, mais sur la longueur apparente duquel on joue. Par exemple une masselotte mobile déplacée par un micro-moteur. Mais c'est moins simple à mettre au point qu'à décrire !

 

[JCS]

Salut Tronix,

Ce principe fonctionne parfaitement, pour des raisons que j'ai tenté d'expliquer précédemment. Je l'ai testé sur plusieurs mois en 2007, avec un PIC 16F84 : http://forum.horlogerie-suisse.com/viewtopic.php?f=2&t=3536&start=15. Problème : consommation trop importante. Pour mon projet, je vais essayer avec un accu et une cellule solaire.

@+
JC.

 

[tronix]

Donc je m'incline sur le fait qu'il soit possible de synchroniser un balancier pas trop mal réglé !
Mais je pense que tu devrais essayer de jouer sur la position de la bobine, sur le guidage et sur un couplage plus souple avant d'envisager (sans vraiment avoir ce qu'il faudrait faire) d'avoir des formes complexes d'impulsion. Une impulsion courte et d'énergie juste suffisante aidera certainement à obtenir un fonctionnement doux.