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Driver ultrarapide pour brushless "Odrive" 50$ openhardware

RacingMat
RacingMat
Compagnon
30 Octobre 2016
574
Marseille
  • Auteur de la discussion
  • #1
L'idée d'utiliser les moteurs brushless de modélisme (hobby brushless motors) qui sont très puissants et peu chers
pour les coupler avec un encodeur et en faire ainsi un servo brushless abordable et performant.

https://hackaday.io/project/11583-odrive-high-performance-motor-control
  • 150A peak motor current
  • 75A peak DC-DC current
  • Encoder feedback for arbitrarily precise movements
des vidéos impressionnante :


Qu'en pensez-vous ? :-D

The mass being moved is 3kg, and the peak power was about 200W. The noise is not from the motor, but from my poor mechanical design which means that the belt teeth rubs against the idler pulley edge.
 
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S
stanloc
Compagnon
29 Octobre 2012
5 120
Il faut AUSSI en avoir l'usage. Mais bon
Attention quand même au refroidissement des moteurs si "l'usinage" doit durer plus que quelques dizaines de secondes sans parler de l'usure de la mécanique.
Stan
 
bendu73
bendu73
Compagnon
18 Septembre 2013
1 220
SAVOIE
Bonjour,

Je trouve que le concept est très cool! Cependant je ne suis pas sur que cela revienne moins cher. Dans le cas d'une CNC, il faudrait un moteur de très grosse taille et comme on dit, le modélisme ça coûte cher!!!

Je ne suis pas sur que ces moteurs soient prévus pour être sens arrêt en "correction", ils vont surement vite chauffer!

A l'usage, même sur une imprimante 3D la vitesse avec des PàP est limite exploitable alors à cette vitesse :homer:

Ou alors pour du pick and place :mrbrelle:

Merci du partage en tout cas:smt023
 
F
fredcoach
Compagnon
11 Janvier 2013
970
Hautes Alpes
Un moteur de très grosse taille?
J'en ai vu de moins de 10 cm de long et de diamètre et de plus de 3 kW...
Vitesse? 60 000 t/mn sans problème à pleine puissance.
Non, c'est à basse vitesse que c'est difficile.
Et, bien sûr, comme dit Stanloc, le gros hic, c'est le refroidissement qui doit être très bien étudié, vu le rapport puissance/surface.
 
Jlou
Jlou
Apprenti
4 Janvier 2016
186
DOUBS
Impressionnantes en effet ces vidéos !
mais mis à part en dessin ou en shaker pour barman :drinkers:, quelles serait l'utilité en usinage ?
avec une grosse démultiplication ?
mais j'adore le principe:smt038
A+
 
C
coredump
Compagnon
8 Janvier 2007
4 224
FR-06
Est-ce qu'on ne vas pas tomber dans le même soucis qu'un servo a balais fait avec un moteur DC classique, les poles n'étant pas inclinés le couple délivré a basse vitesse varie, ce qui nuit au positionnement?
De plus ces moteurs sont fait pour tourner a basse tension/haut courant, pas très pratique a alimenter.
Dans ce design il utilise une batterie, mais la aussi un gros hic: pas d’équilibrage de la batterie ce qui est dangereux.
Par contre la partie pilotage peut etre interessante a récupérer car on trouve maintenant pas mal de moteur BLDC industriels en chine pour pas trop cher, et les drivers sont rarement du type servo.
 
P
ppt
Compagnon
10 Septembre 2008
2 109
Lyon, France
Aucune fraise ou buse 3d n'est capable de travailler à cette vitesse.
Pour du positionnement ok
 
P
petitours
Apprenti
30 Mai 2016
55
Bonjour

Je viens sur ce post après avoir découvert Odrive grâce à Gorghyz
http://www.usinages.com/threads/cnc-pour-depot-de-soudure-et-placement-de-composants.90769/page-4#post-1201117

Le projet semble bigrement avancé et de nombreux moteurs ont été testés, moteurs destinés à la motorisation de véhicules type skateboard plus que pour les hélices d'avion, donc capables de vitesses lentes et de couples importants.
L'idée n'est que d'avoir un moteur pas cher + un codeur pas cher et de travailler en boucle fermée plutôt qu'en boucle ouverte (et risque de glissement) avec un pap.
Il y a un paquet d'avantages à ça :
>Moins de conso (qui s'adapte à la charge) et donc capacité de charge du moteur très supérieure à ce qu'on peut faire avec un pap qui est un grille pain permanent
>Moins de bruit
>Pas de glissement !!
>choix de moteurs bien plus vaste (il y a des brushless minuscules et des très très gros), même si pour des très gros il faudra faire un peu d’électronique non basique...)
>encore plus rigolo à faire !!

Je ne sais pas s'il y a d'autres intéressés par le sujet sur usinages.com mais pour ma part je vais y regarder de prés.
Tout me semble super bien foutu, mis à part l'utilisation d'une batterie lithium comme éponge d’énergie (pour les pics de puissance et le freinage) qui ne me plait pas du tout du tout.
et en plus ça reste dans des budgets très raisonnables puisque on trouve le couple moteur + codeur pour 80€ chez Odrive voir un peu moins cher directement chez les chinois ; c'est nettement plus cher que des nema 17 + le shield Arduino en GRBL mais ça n'a pas les même caractéristiques aussi...

Mon principal soucis est que je n'ai pas de temps pour faire joujou avant le mois de Janvier :-( et que le projet est géré par hackaday.io et que j'ai toujours détesté cette plateforme où je ne retrouve pas mes petits.


PS pour les admin : je ne sais pas si vous êtes déjà au courant mais le certificat SSL du site a expiré, ça met des insultes dans les navigateurs.
 
CNCSERV
CNCSERV
Compagnon
27 Décembre 2007
5 117
FR-28360
avec un pap qui est un grille pain permanent
Un pas à pas de 3A et 2 Ohms à l'arrêt consomme au maximum 3A X 2 X 1.4 x 0.4 = 3.4 watts, tu peux attendre ta tartine un certain temps:wink:

Pour avoir utilisé ce type de moteur comme broche avec un fonctionnement particulier et sur un drone, je trouve qu'il manque de précision ( environ 100 points en PWM basse fréquence) et assez contraignant car il demande une initialisation précise.

Pas de glissement ?
Ca va très vite sur des droites mais sur des trajectoires tarabiscotées comme on trouve souvent sur les usinages, ils vont réagir comment ?
 
M4vrick
M4vrick
Compagnon
12 Août 2015
1 077
Ils mettent beaucoup en avant la vitesse linéaire car c'est spectaculaire sur les vidéos.
Ce qui est intéressant à mon gout c'est le contrôle en boucle fermée.

Il y a des chiffres sur la répétabilité du positionnement? sur la précision obtenue ?
 
P
petitours
Apprenti
30 Mai 2016
55
Bonjour

j'ai posé quelques questions et passé quelques heures de train à regarder le code et les docs

Pour un usage CNC il n'y a pas à ce jour d'interpréteur de Gcode mais ça s'utilise de manière transparente avec les puls pas et direction, comme on le fait pour les drivers de moteurs pas à pas.
De ce que j'ai pu trouver la précision de positionnement ne pose pas de problème particuliers et le gros des problèmes viendrait de la mécanique susceptible de créer de la souplesse entre codeur et moteur (= oscillations). en d'autres termes ça ressemblerait beaucoup a ce que l'on a sur les asservissement de machine outil professionnelles. Les problèmes mécaniques de stick-slip et autres souplesses sont plus critique que l'asservissement électrique.

Une vidéo avec une carte Gcode de commande en step+direction

Une autre ou c'est simulé (ok ils ont choisi la mécanique de machine de pick and place la plus médiocre qui doit exister mais ça donne un exemple...)

Je n'ai pas trouvé de vidéos de CNC.

Ils ont fait un fichier de choix de moteurs de différentes caractéristiques
https://docs.google.com/spreadsheets/d/12vzz7XVEK6YNIOqH0jAz51F5VUpc-lJEs3mmkWP1H4Y/edit#gid=0

Avec les codeurs à pas cher qui font 2400top par tour on est entre le pas à pas en microstep 8 (1600pas) et 16(3200pas) et il existe pour plus cher des codeurs qui surclasseraient un pas à pas en micropas de 32 pour les tarés de la résolution (par exemple celui ci qui permet 8000pas par tour (6400 pour le micropas32)).
La différence est que ici on a plus de choix de moteurs avec des niveaux de couple supérieurs et de vitesse bien supérieurs. En mettant une réduction de vitesse (vu que pour de l'usinage la vitesse supérieure ne nous intéresse pas) on augmente dans des proportions vertigineuses le couple et la résolution disponible.
Un nema 23 c'est du 1.5N.m (sans le micro pas !) là on est sur des valeurs de plus du double, sans pertes avec les micros pas, sans pertes dues à la vitesse du moteur et avec la possibilité (gérée) de surcharger le moteur pour les accélérations. Vu ce qui se pratique dans le monde pro, la surcharge moteur doit être conséquente et pour ces diverses raisons je pense qu'on peut considérer le couple disponible incomparable à celui d'un pas à pas, le tout sans le risque de glisser.

Il me reste leur histoire de la batterie de réserve d'énergie qui m'échappe... Ils calculent tout avec une résistance interne de la batterie sortie d'un calcul que j'ai du mal à partager à ce jour et j'ai autant de mal à voir comment il arrivent à ne pas la surcharger. Mais au pire il suffit de ne pas la mettre puis quelle ne sert qu'à fabriquer K2000 à partir d'une modeste alim.
 
Z
ZZR1100
Apprenti
12 Février 2013
194
Il me reste leur histoire de la batterie de réserve d'énergie qui m'échappe... Ils calculent tout avec une résistance interne de la batterie sortie d'un calcul que j'ai du mal à partager à ce jour et j'ai autant de mal à voir comment il arrivent à ne pas la surcharger. Mais au pire il suffit de ne pas la mettre puis quelle ne sert qu'à fabriquer K2000 à partir d'une modeste alim.
La batterie sert de réservoir d’énergie : elle permet de délivrer de grosses intensités instantanées tout en limitant les sous tension.
C’est une astuce économique pour les demandes transitoires, brèves, demandant une très forte énergie.
C’est un peu comme si, on avait de très grosses capacités (à fort courant), sur des alimentations linéaires.​
Ces batteries doivent réduire de 10 ou 15 fois (dans ces eaux), la puissance nécessaire de l’alim.

Si tu utilises des moteurs « costauds », disons 500 Watts, tu as des pointes de courant/tension de 5 KVA ….
Une bonne batterie te les délivrera.
À titre de comparaison, une batterie Pb auto de 100 Ah peut fournir 1 kA (instantané).
La résistance interne de la batterie est donnée par l’intensité de court-circuit (en gros).
Sauf que dans notre cas, pour ne pas faire vieillir prématurément celle-ci, ils ont dû prendre une résistance volontairement élevée.
Pour certains accus, cela évite les risques d’explosion ….

Pour ne pas la surcharger, il suffit de limiter la tension à ses bornes.

Moi, ce qui m’interpelle, c’est qu’ils ne survoltent pas les moteurs : ils en ont pourtant la possibilité.
Ils peuvent alimenter les moteurs en PWM, ils peuvent contrôler l’intensité, ils ont l’isolation des moteurs adéquats (+ 1 kV) => Ils auraient gros à gagner à les alimenter en tension élevée (encore + de couple et moins d’échauffement et des composants moins onéreux.​
 
P
petitours
Apprenti
30 Mai 2016
55
Pour la batterie il faut que je me penche sur le truc parce que perso j'ai pas envi d'avoir une batterie lithium qui explose dans l'atelier sous l'appart...
et autant j'aurais compris avec autre chose qu'une Lipo, autant là je suis sceptique.

Ok il suffit de limiter la tension à ses bornes... sous réserve qu'elle ne soit pas déjà pleine sinon on ne peut pas le limiter de manière intrinsèque et pire que ça, le PCM de la batterie devrait la déconnecter et dans ce cas, que devient l’énergie ??
en plus de ça charger en série plusieurs cellules Lipo ca ne s'improvise pas. Les problèmes de surcharge ça s'applique à chaque élément, pas à la batterie.

bref il faut que je regarde le schéma de l’électronique ça m'aidera à comprendre.


Pour la tension j'ai lu ce matin que la prochaine version de la carte gèrera 48v. En revanche je ne pense pas que l'on puisse espérer moins d'échauffements ainsi. A faible puissance le driver serait encore plus sollicité et coté moteur c'est la puissance demandée qui conditionne son échauffement. L’intérêt c'est surtout d'avoir plus de couple et de pouvoir sur-alimenter le moteur pendant les courtes périodes où on a besoin d'une patate d'enfer.
 
Z
ZZR1100
Apprenti
12 Février 2013
194
Pour la batterie il faut que je me penche sur le truc
Avantages :
- Rapport énergie/masse
- Forte intensité de décharge
- Faible autodécharge
- Pas d'effet mémoire.
Inconvénients :
- Durée de vie limitée
- S'use
- Nécessite un chargeur avec équilibrage, si plusieurs éléments connectés.


Remarque, on peut très bien recharger à 80 - 90 %, la limitation étant à 4,2 volts/éléments, en ce cas, inutile d’équilibré : tout le monde est à la même tension avec des capacités, elles, différentes.
Ainsi, maintenu à 4 volts (ou 4,1 v), il n’y a aucun risque et la durée de vie est augmentée.
C’est une solution compacte et valable.

Ok il suffit de limiter la tension à ses bornes... sous réserve qu'elle ne soit pas déjà pleine
Il suffit de ne pas la "remplir" (Donc de ne pas trop approcher des 4,2 volts/éléments).
Il est bien possible que des "fusibles" électroniques soit inséré à une borne, comme sur les 18650 Li-ion (protection).

Pour la tension j'ai lu ce matin que la prochaine version de la carte gèrera 48v.
C'est déjà bien.
En revanche je ne pense pas que l'on puisse espérer moins d'échauffements ainsi.
Cela reste modeste, mais non négligable.
A faible puissance le driver serait encore plus sollicité et coté moteur c'est la puissance demandée qui conditionne son échauffement.
Pas tout à fait exact : la puissance (couple) du moteur est fourni par l'intensité électrique, la vitesse par la tension.
L'échauffement est en partie produit par effet joule de l'intensité dans les bobinages.
C'est un peu complexe à démontrer, mais en gros, c'est exact.

L’intérêt c'est surtout d'avoir plus de couple et de pouvoir sur-alimenter le moteur pendant les courtes périodes où on a besoin d'une patate d'enfer.
Exact, cela a pour effet d'éviter les micro-calage moteur et durant les moments plus soft, le moteur se refroidit.
Les gains sont sur les temps d'établissement du Imax (Imax étant donné par les limites physiques du moteur (T°)​
 
La dernière réponse à ce sujet date de plus de 6 mois
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