31 réponses à ce sujet

[Phil2P]

Bonjour à tous,

Je suis prof de Méca avec peu de connaissance en Elec et Programmation.

Avec mes élèves, nous avons en projet la réalisation d'un système de bras articulé mis en mouvement par six moteurs pas à pas et un servo moteur. Les sept actionneurs doivent pouvoir bouger en même temps à environ 180°/s (30 tr/min) pour les moteurs pas à pas.

Dans un deuxième temps, nous voudrions que deux des six moteurs pas à pas soient commandés en boucle fermée grâce à l’ajout d'une carte de commande compatible Arduino, avec driver intégré et encodeur rotatif.

A partir de données générées par un PC, je ne sais pas quoi utiliser pour commander les moteurs et le servo moteur : un ou des Raspberry Pi ?, un ou des Arduino ?, les deux ?, autres choses ?

L'évolutivité de la solution de commande est importante.

Le coût n'est pas un critère de choix principal.

 

Pouvez-vous me conseiller ?

Cordialement,
Philippe

 

[Mike118]

Je recommande chaudement de commencer par utiliser un "arduino" ( ou équivalent) pour le contrôle des moteurs du bras . Et au vu du nombre de moteurs, il faudra partir sur un arduino avec suffisamment de broche surtout si vous voulez que ça reste évolutif  et mettre des codeurs par la suite... Donc on oubli l'arduino uno ou nano, il faudra partir sur arduino mega ou mieux arduino due ...
 

 

Si vos moteurs pas à pas sont " petit " ce genre de produit " shield moteur pas à pas " est très pratique et se branche directement sur une arduino mega ou due. Si vous avez des gros moteurs il vous faudra un driver de moteur pas à pas un peu plus conséquent pour chacun des moteurs 

 

votre arduino se connecte aux drivers ( et ou au shield qui contient des drivers de moteurs ) et les moteurs pas à pas se connectent sur les drivers. 

Vous pourrez faire un code sur arduino pour piloter le bras et vous pourrez connecter votre ordinateur à votre arduino par câble usb pour contrôler les déplacements souhaités. 

Si vous avez besoin de plus de conseils ou d'explications n'hésitez pas à demander! =)
 

[Phil2P]

Merci Mike118 !

 

Ce sera des moteurs pas à pas type nema17 ou nema23. Je suppose que c'est des "gros".

J'ai bien noté : un Arduino Mega ou Due pour le nombre de broches et un driver type TB6600 pour chaque moteur.

 

Pour mieux comprendre votre conseil : pourquoi vaut il mieux utiliser un Arduino plutôt qu'un Raspberry dans mon cas ?

Ça m’intéresse car certains élèves proposent de générer les déplacements articulaires avec un Raspberry+linux à la place d'un PC.
 

Bonne soirée,

Philippe

[Mike118]

Rien ne vous empêchera d'utiliser un raspberry à la place du PC en connectant l'arduino à la raspberry en USB au lieu de votre ordinateur. 

Une arduino c'est un "microcontrôleur" => C'est précis pour gérer des fréquences, en plus il y a des librairies qui font le plus gros du travail pour vous. 

Un raspberry c'est un "ordinateur " avec un " OS ". Il peut y avoir des tâches de différentes priorité en parallèle ... Du coup c'est pas ce qu'il y a de plus précis pour gérer des signaux de fréquence variable... et ça sera un peu plus compliqué à mettre en oeuvre... 

petit article sur arduino et rapsberry pi : https://www.robot-ma...spberry-Pi.html

En espérant avoir été plus clair. 

Un néma 23 oui c'est un gros moteur, mais des nema 17 il faut voir leur courant consommé. Le shield indiqué contient des drivers de moteur pas à pas qui prennent 1A par phase  ( ça tient 2A max avec ventilateur... ) 
 

[Phil2P]

Merci Mike118 !

Ta réponse est très claire et l'article en lien très intéressant.

nous utiliserons la bibliothèque Python, PySerial si l'on utilise un Raspberry pour envoyer des données à l'Arduino.

 

Avec les TB6600, si je décide de faire du micro-stepping avec mes SIX moteurs pas à pas bougeant en même temps, est-ce que l'Arduino suivra ?

 

Bon dimanche !
Philippe

[Mike118]

Cela va dépendre du micro pas sélectionné. Normalement une arduino due doit suffire sans problème pour piloter des moteurs pas à pas correctement...  mais bvking a réussi à pousser un peu trop l'arduino due en réduisant le micro stepping ... 

Voir cette discussion : https://www.robot-maker.com/forum/topic/13289-moteurs-pas-a-pas-moins-rapides-que-prevus-que-faire/ 

Je ne pense pas que vous aurez le problème ( c'est liée à son application ... ) mais il est intéressant d'avoir une idée des limites technique...

Je crois que les autres utilisateurs du forum réalisant un bras moveo sont sur arduino mega ( moins performante que la due )  mais je suis pas 100% sûr donc c'est une info à confirmer ... Mais ce qui est sûr c'est qu'il arrive à faire bouger leur moteurs  

 

[Mike118]

Des nouvelles concernant les choix de matériel pour ce bras ? Ou bien cela a malheureusement été mis en pause pour le moment à cause de la situation sanitaire actuelle ?

[Phil2P]

Bonjour Mike118,

En effet, nous devons attendre la mise en place de mesures sanitaires correctes pour pouvoir nous réorganiser et nous remettre au travail.

Grace à tes réponses toujours très très pertinentes, nous partons sur un PC qui envoie des données à un Arduino Mega cadencé à 16 MHz.

Cet Arduino Mega et la librairie AccelStepper commandera les moteurs pas à pas et un servo moteur.

 

Si le problème de "micro-pas + nombre de moteurs pas à pas trop grand" se présente, nous utiliserons une carte teensy 3.6 cadencé à 180 MHz et la librairie teensy step.

 

Dans un deuxième temps, c'est un Raspberry qui enverra les données à l’Arduino.

 

Peux-tu encore me conseiller : quelle liaison et quelle librairie utiliser pour que la carte Arduino reçoive des paquets de 6 valeurs envoyés par le PC ?

 

Bon week-end !

[Mike118]

Pas de librairies spécifiques. 
Vous pouvez faire votre propre protocole simple. 

Par exemple vous pouvez décider d'envoyer une trame du genre : 

$123,110,130,90,-60,70\n   ( 23 caractères )

" facile à comprendre " pour un utilisateur de lire et écrire une trame ... Assez facile à décoder, un seul format unique, toujours le même,  seuls inconvénients ça prend plus de caractères que nécessaire, il faut envoyer toutes les valeurs à chaque fois, il y a des séparateurs et la taille de trame n'est pas fixe ... Mais si vous avez pas besoin d'envoyer énormément de données c'est un formant de trame simple et efficace.

Possible aussi de faire des trames du genre : 
123A
110B

130C90D

Permet de facilement changer la consigne d'un des moteurs et peut être " combiné" pour en changer plusieurs à la fois. Plus souple mais moins robuste ... 

Autre choses aussi, définir la taille de stockage de votre variable ( exemple de int16_t ) qui permettent d'aller de -32768 à 32767  ( ce qui devrait être suffisant pour stocker un angle en centièmes de degrés par exemple ( -18000 à 18000 )  et il suffi d'envoyer tous les octets à la suite dans le bon ordre... Avantage : taille de trame fixe sans séparateurs ... mais un peu moins lisible pour le comment des motels / difficile à taper dans le moniteur série par exemple ... )

Et encore tout ça ce n'est que des exemples parmi d'autres possible ! =)

 

 

[Phil2P]

Bonjour Mike,

Notre projet de commande de bras avance tout doucement au rythme des élèves.

le bras est commandé par un PC et nous utilisons Scilab pour générer les informations (angles de rotation, vitesse et accélération) qui vont permettre à l'Arduino de commander les 6 steppers.
Les informations transitent entre le PC et l'Arduino par un câble USB.

Malheureusement, l'Arduino ne commande pas les moteurs comme nous le souhaiterions.
Nous pensons que nous avons un souci de transmission d'information entre le PC (Scilab) et l'Arduino.
Nous aimerions dans un premier temps vérifier les informations envoyées par le PC pour comprendre pourquoi le bras ne fait pas ce que l'on lui demande.

Peux-tu nous aider ?

 

Bonne soirée

 

Philippe

[Mike118]

Bonjour, 

Oui avec plus de détail on doit pouvoir vous aider. 
En général pour un truc du genre on va chercher à séparer le projet en 2 pour voir de quel côté de la séparation est le problème. 

Est le pc qui envoit pas les information correctement à l'arduino ? ( Ou l'arduino qui ne les comprend pas bien ? ) 

Ou bien est ce que c'est l'arduino qui n'exécute pas les bon mouvement ? 


Faites un test simple : Séparez le controle du bras de l'envoit des commandes. 

A ) faite en sorte que l'arduino controle le bras avec des consigne simple en boucle sans écouter le PC pour prouver qu'elle est capable de déplacer le bras comme souhaité 

B ) Faite en sorte de faire afficher à l'arduino par le moniteur série toutes les données qu'elle reçoit du PC  ( sans faire bouger le bras) de sorte à prouver qu'elle reçoit bien correctement les données. 

Si a et b sont bons alors mettre les deux ensemble devrait marcher et le problème sera sans doute résolu.

[Phil2P]

Bonsoir,

Comme d'habitude, vos conseils sont précieux.

 

Le "a" semble ok, car nous arrivons à entrer par le moniteur série des valeurs que l’Arduino utilise pour mettre en mouvement les steppers.

 

Pour vérifier le "b", aurais-tu un bout de code pour lire et afficher sur le moniteur série les données envoyées par le PC (câble USB) à l’Arduino ?

Est-ce seulement possible ? Sinon sur un écran LCD ?

 

Bonne soirée

Philippe

[Mike118]

Pour le b il est possible d'utiliser un écran lcd oui, mais il est aussi possible d'afficher directement les infos dans le moniteur série. 

Pouvez vous poster le code que vous utilisez pour communiquer avec le pc? 
 

[Phil2P]

Re-bonjour,
Les élèves ont récupéré un bout de code sur le net (ça m’étonnerait qu'ils aient écrit les commentaires en anglais.. ;-)).

Ils semblent utiliser la fonction "Serial.read()" puis "Case" avant d'utiliser "stepper.moveto" puis "stepper.run" de la librairie "AccelStepper.h".

Voici un morceau, mais je peux déposer la totalité si c'est utile.

void loop()
{
    checkSerial(); //check serial port for new commands
    RunTheMotor(); //function to handle the motor
//    afficheLCD();
}

void checkSerial() //function for receiving the commands
{  
if (Serial.available() > 0) //if something comes from the computer
    {
        receivedCommand = Serial.read(); // pass the value to the receivedCommad variable
        newData = true; //indicate that there is a new data by setting this bool to true
 
        if (newData == true) //we only enter this long switch-case statement if there is a new command from the computer
        {
            switch (receivedCommand)      //we check what is the command
            {
 
            case 'M':     //M is used to move the robot absolutely to the current position           
               
                receivedSteps1 = Serial.parseFloat();
                receivedSteps2 = Serial.parseFloat(); 
                receivedSteps3 = Serial.parseFloat();
                receivedSteps4 = Serial.parseFloat();
                receivedSteps5 = Serial.parseFloat();
                receivedSteps6 = Serial.parseFloat();

                receivedSpeed1 = 50*r1;
                receivedSpeed2 = 50*r2;
                receivedSpeed3 = 50*r3;
                receivedSpeed4 = 50*r4;
                receivedSpeed5 = 50*r5;
                receivedSpeed6 = 50*r6;
                
                RotateAbsolute();         //Run the function
                
//                lcd.clear();

                break;         

            case 'P':     //P is used to move the robot gripper           
               
                receivedGripper = Serial.parseFloat();
                
                receivedGripper = map(receivedGripper, 0, 100, 95, 40); // scale it to use it with the servo (value between 0 and 180)
                pince.write(receivedGripper);                           // sets the servo position according to the scaled value
                delay(15);                                              // waits for the servo to get there

                break;     

 

[Mike118]

Je pense qu'il y a un problème de logique, pouvez vous me donner un example de commande qui est envoyé ? 
Vous utilisez quoi comme séparateurs entre les float ?

[Phil2P]

Ils commandent par le terminal en utilisant juste des espaces comme séparateur.

Un exemple :

"M q1 q2 q3 q4 q5 q6" où q1, q2, ... sont les positions demandées pour chaque stepper

[Mike118]

Par hasard est ce que le comportement obtenu serait le suivant : 

Le moteur 1 ne bouge pas , le moteur 2 bouge mais avec les données du moteur 1 etc? 


Essayer le cas M en le modifiant de la façon suivante : 


 

            case 'M':     //M is used to move the robot absolutely to the current position           
               
                receivedSteps1 = Serial.parseFloat();
                receivedSteps2 = Serial.parseFloat(); 
                receivedSteps3 = Serial.parseFloat();
                receivedSteps4 = Serial.parseFloat();
                receivedSteps5 = Serial.parseFloat();
                receivedSteps6 = Serial.parseFloat();

                Serial.print("Reçu 1");
                Serial.println(receivedSteps1);
                Serial.print("Reçu 2");
                Serial.println(receivedSteps2);
                Serial.print("Reçu 3");
                Serial.println(receivedSteps3);
                Serial.print("Reçu 4");
                Serial.println(receivedSteps4);
                Serial.print("Reçu 5");
                Serial.println(receivedSteps5);
                Serial.print("Reçu 6");
                Serial.println(receivedSteps6);

                receivedSpeed1 = 50*r1;
                receivedSpeed2 = 50*r2;
                receivedSpeed3 = 50*r3;
                receivedSpeed4 = 50*r4;
                receivedSpeed5 = 50*r5;
                receivedSpeed6 = 50*r6;
                
                RotateAbsolute();         //Run the function

et vérifiez que vous recevez bien ce que vous envoyez ...  la modification apportée doit  permettre d'afficher les valeurs dans le moniteur série.

[Phil2P]

Merci beaucoup, je vais essayer cette modification dès que possible.

 

Bonne soirée et à bientôt,

Philippe

[Pascal30]

Bonjour,

Je travaille avec Phil2P sur ce projet.

J'ai un problème très basique avec le moniteur série d'arduino : lorsque je connecte scilab et arduino via le port série, je ne peux pas ouvrir le moniteur série d'arduino car il me dit que le port est déja occupé.

Idem qd je commence a connecter le moniteur série puis scilab, là c'est scilab qui ne peut pas ouvrir le port série.

Du coup, est il possible de connecter le moniteur série sur Rx1 et Tx1 ?

Merci d'avance.

Pascal

[Mike118]

Bonjour, 

Normalement vous devriez pouvoir afficher les données envoyées en série directement dans scilab sans passer par le moniteur série arduino. 

Si vous souhaitez pouvoir afficher les donner dans le monteur série pendant que vous utilisez scilab vous pourrez le faire en utilisant le Serial 1 En utilisant un convertisseur usb uart  exemple : https://www.robot-maker.com/shop/convertisseur/22-ftdi-5v-et-33v-22.html 

. Il vous faudra brancher la partie USB du convertisseur sur l'ordinateur, et brancher les prises sur RX1 et TX1 par exemple ( attention il faut croiser les branchements...le TX va sur RX et inversement ) Vous aurez alors un nouveau port com qui sera visible, et il faudra sélectionner celui là avant d'ouvrir le moniteur série 

De plus il faudra remplacer le Serial.print par des Serial1.print ... 

Voilà ! =)