Moteur brushless, surtension inverse à l'arrêt ?

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gégé62
gégé62
Compagnon
26 Fev 2013
2 986
Harnes (Pas de Calais)
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  • #1
Bonjour,
Je suis en train de faire une petite installation de pompage vide-cave. Je sais bien que des pompes existent toutes faites pour cela, mais je préfère du sur-mesure, pourquoi le cacher, c'est surtout pour justifier un projet avec arduino....
J'ai donc une petite pompe 12V à moteur brussless, qui sera commandée par l'arduino via un relais. Si la pompe vient à se bloquer, j'imagine qu'il y a un risque pour la vie du moteur, et je vais mesurer l'intensité (normale=1A) avec arrêt et alarme en cas de dépassement du seuil.
Je précise qu'il doit se trouver, à l'intérieur, (non visiible, tout est scellé car fonctionnement en immergé) une électronique de commande pour permettre le fonctionnement de ce genre de moteur directement en 12V CC.

Principe de mesure: mesurer (en analogique) la tension aux bornes d'une résistance en série avec le moteur. La résistance étant du coté de la masse, de préférence, bien que le circuit 12V et le circuit 5V d'arduino seront galvaniquement séparés - en principe. Avec une tension de référence sur arduino de 1.1 volt, fixer un seuil de tension lue à 100 mV est suffisant, il restera donc 11.9 V pour le moteur.

Ma question est la suivante: au moment de l'arrêt du moteur, y aurait-il une surtension inverse (si circuit inductif...) qui pourrait me faire une tension négative sur l'entrée arduino, et peut-être des dommages colatéraux....

Je vois plusieurs façons d'y remédier (*), mais avant tout il me semble plus judicieux de poser la question, s'il n'y a pas ce risque, je ne m'embêterai pas.
(*)
-décaler le "zéro" vers + 2 Volt par ex, avec une pile, mais autonomie ???
-mettre une diode qui court-circuitera la tension négative vers la masse (mais il restera la tension de seuil...) ou diode au germanium ?
-mettre une diode de roue libre aux bornes du moteur (quel type ?)

Sinon je peux utiliser un module de mesure d'intensité, mais j'aimais bien mon système simplet....

merci de votre conseil
 
Fran
Fran
Compagnon
19 Oct 2012
1 903
FR-39Arbois
slt
-mettre une diode de roue libre aux bornes du moteur (quel type ?)
c'est ce qui est régulièrement utiliser aux bornes d'un relais par exemple pour ces même raisons .
par contre pour le dimensionnement j'ai pas trop d'idées vue la configuration
 
CNCSERV
CNCSERV
Compagnon
27 Déc 2007
5 994
FR-28360
Une inductance maintien le courant donc il n'y aura pas d'inversion de tension sur ta résistance shunt. En revanche il y avoir un courant inversé sur le freinage du moteur. Une entrée analogique ce protège avec 2 diodes, une en inversé vers la tension mini et l'autre en direct vers la tension maxi.m, et une résistance en série bien sûr.
 
lion10
lion10
Compagnon
7 Mai 2010
4 751
Bonjour
S'il y a un isolement galvanique entre le 5 v de l'arduino et le 12 v du moteur, la masse ne doit pas être commune implicitement. Auquel cas la mesure ne pourra pas se faire.
SInon quel est le modèle de la pompe ?

Si le moteur est brushless avec 2 fils au niveau de l'utilisateur il doit y avoir de l'électronique de commande dans ce moteur, ce serait intéressant d'expérimenter comment le moteur réagit s'il est bloqué. Votre sécurité serait peut être une deuxième, mais au moins maîtrisée puisque réalisée par vous et pas dans le système inconnu du moteur.

Il vous faudra sans doute aussi un filtre rc s'il y a des résidus du signal de commande qui génèrent quelques impulsions qui pourraient fausser votre mesure de courant.

cdlt lion10
 
coredump
coredump
Compagnon
8 Jan 2007
4 536
FR-06
Si c'est un moteur brushless et que tu ne fais as tois même le pilotage c'est qu'il y a de l'électronique.
Donc aucun risque d'injection de courant si elle est bien faite.
Sinon une simple diode shotky et une résistance en série suffisent.
 
osiver
osiver
Compagnon
7 Sept 2013
12 230
Première protection : la bobine du relais si ce n'est pas fait sur le module.
Seconde protection une diode en inverse aux bornes du moteur.
Ensuite vous pouvez mettre un optoisolateur pour ramener la tension représentative du courant vers l'arduino. 8-)
 
gégé62
gégé62
Compagnon
26 Fev 2013
2 986
Harnes (Pas de Calais)
  • Auteur de la discussion
  • #7
Merci de vos réponses.

S'il y a un isolement galvanique entre le 5 v de l'arduino et le 12 v du moteur,
ce que je voulais dire, c'est que je peux créer un décalage de tension entre les deux "masses" (mais c'est ma solution "bricolage")
SInon quel est le modèle de la pompe ?
Seule info: "water pump"....:-D
le diamètre du corps fait 50 mm, elle pèse 200 g, ça parait sérieux quand on soupèse (vu la dimension !). Je dois percer la dalle béton au fond de la cave pour la loger en dessous du niveau du sol....donc la petitesse est un avantage. Et le test en eau est concluant.
comment le moteur réagit s'il est bloqué
pas accessible, sauf à bloquer la turbine avec un crayon dedans mais je préfère pas....Je prévois quand même des essais à différentes tensions (pas trop au-delà du nominal bien sûr) et mesure des intensités en même temps, la pompe débitant à hauteur de 3 m, qui sera le standard pour moi. Je pourrais pousser le luxe jusqu'à relever la courbe pression-débit pour 12V et calculer son rendement :lol:....ça me rappellerait mes années d'activité...
Votre sécurité serait peut être une deuxième, mais au moins maîtrisée
oui c'était l'idée
un filtre rc s'il y a des résidus du signal de commande qui génèrent quelques impulsions qui pourraient fausser votre mesure de courant.
oui peut-être, ça ne coûte pas grand-chose et il vaut mieux s'en prémunir, car lorsque je serai en alarme d'intensité, je ne saurai pas si cela pouvait venir d'un parasite ou non....dans ce cas, la résistance est en série sur la ligne de mesure, et le condo entre mesure et masse, du coté arduino (en aval de la résistance) ? si je dis 10 k et 100 nF céramique, c'est correct ? Pour info la pompe et son électronique intégrée seront loin (> 5 m) du coffret contenant arduino/les alims 5 et 12V.

Sinon une simple diode shotky et une résistance en série suffisent.
Seconde protection une diode en inverse aux bornes du moteur.
j'ai des shottky en commande :-D même si elles vont mettre un peu plus de temps encore....
la R série c'est celle sur la ligne de mesure évoquée ci-dessus ?
Première protection : la bobine du relais si ce n'est pas fait sur le module.
oui c'est fait sur le module-relais.
Ensuite vous pouvez mettre un optoisolateur
je n'y avais pas pensé, je vais regarder ça. Mais je ne vois pas bien dans le détail. Si le primaire de l'opto est en direct dans le circuit du moteur ça fait une intensité et une chute de tension trop élevées. Ou alors il faudrait d'abord amplifier la tension à mesurer (50 mV) ? je crains que cela devienne compliqué...
 
osiver
osiver
Compagnon
7 Sept 2013
12 230
Ce que vous pouvez faire est de mettre la cathode de la LED sur le point chaud de la résistance de mesure, décaler (pas les sons !!) la tension par une zener 10V au +12V et une résistance pour fixer le courant dans la led de l'opto. On cherche à définir un seuil donc même si ce n'est pas très lineaire, ce n'est pas grave. :wink:
 
gégé62
gégé62
Compagnon
26 Fev 2013
2 986
Harnes (Pas de Calais)
  • Auteur de la discussion
  • #9
décaler (pas les sons !!)
j'ai mis un moment.... :) .
Pareil pour le schéma, j'ai mis un moment, je crois que j'ai pigé, vous ne prenez pas la tension aux bornes de la R de mesure, mais son complément aux 12V....et le seuil d'intensité haute devient un seuil bas de cette tension mesurée; la zener avec sa chute de tension fixe permettant de ne pas "diluer" le signal.
C'est élégant....Par contre si j'ai bien vu, il faut que l'alim reste en 12V. Je dis ça parce que je mettrai peut-être un régulateur ajustable, si par exemple une tension de 10V suffit à la pompe, inutile qu'elle tourne à 7000 t/mn.....Qui plus est, ce régul possède aussi un seuil d'intensité maxi ajustable (https://www.ebay.fr/itm/352665799993). Par contre ce serait encore un truc de plus, et une fois sur le circuit il n'y aurait plus que 11V disponibles, sauf à le court-circuiter... Bon, à voir....
 
CNCSERV
CNCSERV
Compagnon
27 Déc 2007
5 994
FR-28360
Vu que le couplage est magnétique tu es certain qu'il il auras une grande surintensité en cas de blocage ? Un simple AOP en comparateur de tension n'est pas suffisant ?
 
gégé62
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Compagnon
26 Fev 2013
2 986
Harnes (Pas de Calais)
  • Auteur de la discussion
  • #11
Vu que le couplage est magnétique tu es certain qu'il il auras une grande surintensité en cas de blocage ? Un simple AOP en comparateur de tension n'est pas suffisant ?
je ne sais pas grand-chose des caractéristiques de ce genre de moteur, et encore moins de son alim (intégrée). Cela me semblait logique mais après tout ce n'est peut-être pas le cas. Maintenant un ampli op ferait sûrement le taf aussi, mais ça fait longtemps que je n'en ai pas manipulé.....
 
gégé62
gégé62
Compagnon
26 Fev 2013
2 986
Harnes (Pas de Calais)
  • Auteur de la discussion
  • #12
Bonjour
juste quelques news au passage.
J'ai fait des mesures d'intensité en utilisant arduino + processing (visualisation sur écran en temps réel). Une espèce d'oscilloscope rudimentaire en somme.
Difficile de conclure avec certitude, mais il semble qu'il n'y ait aucune surtension inverse à l'arrêt du moteur. Par contre il y a beaucoup de parasites. J'ai mis des condos comme ça, un peu au jugé, entre les bornes moteur, entre le point de mesure et la masse....apparemment sans grand effet, je ne voulais pas y passer trop de temps.

Comme prise d'information, j'ai d'abord mis la résistance comme prévu, avec un accu 1.25V en série pour décaler le signal. Même si pas de surtension inverse, les parasites, eux, sont dans les deux sens, et donc je crois que j'ai bien fait, de ce point de vue.
Ensuite j'ai essayé un module de mesure d'intensité 0-5A (du moins déclaré comme tel, à mon avis plutot 0-30, ce qui diminue d'autant sa sensibilité). Bref, autant de parasites qu'avec la résistance.

En dernier recours, je me suis aperçu que la mesure du courant sur l'alim secteur 220V, avec une pince ampèremétrique, est tout à fait exploitable, je mesure 110 mA en marche normale, descend à 70 mA quand je bouche la sortie de la pompe avec le pouce.
Par contre je n'ai pas envie de laisser ma pince dans le système....:-D .

Me rappelant que le module d'intensité marche dans les deux sens avec le 0 amp en milieu d'échelle sur l'entrée arduino, je l'ai mis sur l'alim (50Hz). Evidemment le courant à mesurer est un peu faible mais on a quand même quelque chose.
Tous ces tests ne sont pas faciles, des fils partout, la pompe dans le seau à coté, les programmes arduino et processing qu'il faut adapter pour ceci ou cela....donc je n'ai pas du tout cherché à optimiser.
Là, le signal sur écran parait tout aussi chahuté, mais sauf erreur ce n'est pas des parasites, c'est simplement que sur la sinusoïde 50Hz que je voudrais tracer, il n'y a que 60 points par seconde, donc .....cherchez l'erreur ....
J'ai abandonné là pour l'instant avec cette question, j'y reviendrai sans doute. Indépendamment d'obtenir ou pas une belle courbe à l'écran, je pense le système est peut-être exploitable puisqu'il suffit de borner la valeur. Pour une "belle courbe" il faudrait que j'arrive à synchroniser le défilement avec les 50Hz, ça doit être possible puisque la cadence de mesure est à 60Hz actuellement, en visant bien je devrais avoir toute la courbe sur un ou deux cycles, il faut aussi que les points aient un minimum de rémanence sur l'écran, à voir comment on obtient ça....
Voilà j'ai fait un peu le tour, je mets quelques photos d'écran (même pas pensé à faire des captures....:???:.

sauf erreur (car il m'aurait fallu un assistant) les 3 premières vues sont des mesures CC, avec une période de marche et une d'arrêt. Au moins on ne voit pas plus de surtension au démarrage ou à l'arrêt que celle due aux parasites.
A partir de 5838 c'est sur l'alternatif, j'ai transformé les lignes en simples points quand je me suis douté qu'il ne s'agissait plus de parasites. On peut deviner la sinusoïde avec un peu de bonne volonté ("avec les yeux de la foi comme on disait"). La dernière a peu d'intérêt, j'ai ralenti la vitesse en x pour obtenir volontairement "un paquet", un nuage de points, on devine possible d'y ajouter une valeur-seuil.....quitte à mettre aussi une petite tempo pour ne pas alarmer sur un dépassement trop bref.

edit: ce que je nomme "parasite" représente bien sûr toutes les excursions non désirées du signal, mais je pense qu'elles sont bien réelles, et sans doute dûes soit à l'alim 12V (celle réparée avec vous il y a peu), soit au système de gestion du moteur brussless. On ne peut quand même pas avoir une super qualité en mettant si peu cher.....

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Dernière édition:
gégé62
gégé62
Compagnon
26 Fev 2013
2 986
Harnes (Pas de Calais)
  • Auteur de la discussion
  • #13
Bonjour,
La situation a un peu évolué.
D'abord je me suis dit que c'était franchement du luxe de vouloir mesurer l'intensité et mettre une sécurité là-dessus....
Certes, mais au-delà de ça je ne veux pas rester sur un demi-échec. J'ai donc tenté plusieurs bricolos sur lesquels je ne m'étendrai pas (du genre mesure à la façon "pince ampèremétrique" avec de petits tores récupérés... sensibilité dérisoire). Puis hier une idée, je suis allé voir la Data Sheet du CI qui se trouve sur mon module de mesure. C'est un ACS712. Il y est dit qu'on met en principe une capa de filtrage, valeur à définir selon ce qu'on veut. Or ce qui m'a semblé intéressant c'est que, sur le schéma du CI, cette capa se trouve non pas sur le signal de sortie, mais avant le dernier ampli op. Je mesure la capa en place = 1 nF (c'est du CMS, mais je n'y touche pas, j'ajouterai en parallèle par dessus). Dans la DS les exemples cités vont de 1 à 47 nF.
Du coup je soude "à l'arrache" une capa de 47nF. Je vois bien sur la courbe un petit mieux, mais vraiment petit. Sans souder, je tente un plus gros 220 nF en mettant directement en contact. Encore un peu mieux mais nettement insuffisant.
Du coup je tente un condo chimique, pas bien gros en taille mais 470uF quand même :) . Et là c'est bien, c'est stable, le courant dans le moteur je sais pas, mais le signal, oui ! Ce n'est jamais que 100000 fois la capa de base....Des essais avec des valeurs intermadiaires montrent une évolution logique, plus la capa est grose, plus ça filtre.
Je suis assez content, non seulement du résultat, mais aussi d'avoir osé triturer ce machin, je sais que sans les multiples discussions sur ce forum (pas seulement ce fil) je n'aurai jamais fait cela...oui il faut le dire :wink: .
:wink:
L'idéal resterait d'augmenter la sensibilité. La valeur numérisée est en moyenne à 560 pour 512 à courant nul (max à 1023). Mais en attendant, pour définir un seuil, ça suffit. Sinon, possibilité de décaler de 2 volt la valeur mesurée (vers le bas cette fois....maintenant que je sais qu'il n'y a pas de tension inverse) et prendre comme tension de référence analogique 1.1V au lieu du 5V standard....Je verrai.
je joins les deux photos: 5856 montre la mise en marche de la pompe (les y positifs sont vers le bas....!!). La 5852 montre la différence quand j'enlève le condo....

merci de votre concours !

DSCF5856.JPG


DSCF5852.JPG
 
gégé62
gégé62
Compagnon
26 Fev 2013
2 986
Harnes (Pas de Calais)
  • Auteur de la discussion
  • #14
Bonjour, encore moi...
J'ai testé un montage dans lequel j'alimente le module de mesure à partir du circuit 12V, avec un pont diviseur de tension à 3 résistances je "prélève" du 5 V pour le module, et je décale de 2 volt "les deux grounds", celui du module a son potentiel à -2V par rapport au ground arduino.
Ben...mauvaise pioche. J'aurais pu m'en douter, en allant rechercher ce circuit du moteur mes instabilités sont revenues, donc principe à abandonner. Le principe de décalage est bon mais à réaliser autrement. Une autre piste est d'alimenter arduino avec une alim de 9V par ex, et y créer le pont diviseur, le zéro d'arduino étant à 2V de cette alim.....ou faire cette alim avec 2 régulateurs de 7 et 9 volt ayant leur + en commun...
 
midodiy
midodiy
Compagnon
24 Sept 2009
7 741
Reims
J'ai lu un peu en travers, je comprends mal ton soucis.
Si ça peut aider, il existe des circuits intégré spécialement fait pour etre utilisé avec une resistance shunt. Il realise l'isolation galvanique.
J'en ai utilisé un dans ma sonde isolée.
 
midodiy
midodiy
Compagnon
24 Sept 2009
7 741
Reims
AMC1200, il faut regarder les notes d'application. Voilà ce que j'en ai fait
 
gégé62
gégé62
Compagnon
26 Fev 2013
2 986
Harnes (Pas de Calais)
  • Auteur de la discussion
  • #17
Merci.
En réalité je n'ai plus vraiment de souci, la mesure d'intensité et alarme avec seuil haut est considéré comme résolue. Reste une question d'échelle, que je ne suis pas obligé d'améliorer pour ce projet, mais je voulais faire le tour de la question, ça permet d'apprendre et prendre de l'expérience (à mon age ...!), mon dernier post c'est pour tenir le forum au courant.
 
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