7 réponses à ce sujet

[Thot]

Salut,

Avec tous ces quadrupedes, voir tous ces moteurs brushless ça donnait envie de tester. Depuis 1 ou 2 ans, les prix ont chuté et une gamme d'offres commence à exister. Mais comment choisir son moteur brushless pour son robot ?
Une carte a fait son apparition il n'y a pas longtemps : la Tinymovr de l'ordre de 60.
Nous l'avons acheté et testé sur deux moteurs et les résultats sont concluants mais un peu inattendus :
https://github.com/T...LDC-design-help

Notamment, on a toujours en tête qu'avec des brushless, l'intensité demandée peut aller à 10A voire plus.
En pratique, ici, en entrée du contrôleur, on monte jusqu'à 800mA pour 15V(pour une demande forte)
Le dimensionnement redevient équivalent a nos robots avec moteurs à balais

Si vous avez des retours d'expérience sur ce type de moteur ou des critiques sur le test, ou des envies de tester un truc particulier, je prends avec plaisir.

Dans tous les cas, la manipulation de ce type de moteurs contrôlé en position est assez agréable.

[Thot]

[Thot]

Après avoir continué à tester la Tinymovr, et avec les retours de son concepteur passionné, un contrôleur brushless à courant continu fait office de réducteur de tension dans les bobines afin d'augementer l'intensité (qui donne le couple)

Le calcul de l'intensité en entrée du controleur dépend donc de la résistance interne du moteur.

La puissance consommée est la somme de la puissance mécanique, de la puissance par effet joule et de la puissance dissipée par le contrôleur (1W)

 

P = U_in x I_in= Couple(N.m) x Vitesse(rad/s) + R(Ohm) x I_q(A)² + Puissance controleur(W)

 

I_q est le courant équivalent dans les bobines (c'est le courant de crête entre les trois phases du moteur)

 

Dans le cas d'une tenue de position, la puissance mécanique est nulle et en considérant la puissance dissipée par le contrôleur négligeable :

 

I_in = R x I_q²/U_in

 

Si on a un moteur qui accepte 10A, bloqué, avec 100mOhm de résistance interne, et une tension d'alimentation en amont de 15V, on a  un consommation de I_in = 0.1*10*10/15 = 0.667A

 

Pour calculer le couple dans ces conditions, il nous faut la constante de vitesse KV. Le KV constructeur est exprimé en tr/min/V, il faut le convertir en rad/s/V, on obtient le Kv

Kv = KV*2*pi/60

On en déduit la constante de couple Kc qui est son inverse.

Kc = 1/Kv = 60/(2*pi*KV)

 

En approximant les choses (pi = 3) Kc = 10/KV en N.m/A

 

Le Kv intervient dans cette formule :

Omega (rad/s) = Kv * U(V)

 

Le Kc intervient dans cette formule :

Couple (N.m) = Kc * I_q(A)

 

Par exemple, si on a un KV280, Kc = 10/280 = 0.036N.m/A

Donc si I_q = 10A, on a un couple de 0.360N.m (= 3.6kg.cm)

 

On résume donc, tension d'entrée 15V, conso de 0.666A, couple de sortie 3.6kg.cm

Ne pas oublier qu'ici, il n'y a pas de réducteur et qu'on est à I_q = 10A, à voir si le moteur peut accepter plus et pendant combien de temps.

[Oracid]

Donc si I_q = 10A, on a un couple de 0.360N.m (= 3.6kg.cm)

 

On résume donc, tension d'entrée 15V, conso de 0.666A, couple de sortie 3.6kg.cm

Ne pas oublier qu'ici, il n'y a pas de réducteur et qu'on est à I_q = 10A, à voir si le moteur peut accepter plus et pendant combien de temps.

Je trouve qu'un couple de 3.6kg.cm, ce n'est pas beaucoup.

Tu ne parles pas du poids du moteur + électronique de commande.

Un servo comme le MG92B a un couple équivalent en 6V, pour un poids de 14g, avec l'électronique intégrée, bien entendu. http://www.towerpro.com.tw/?product=mg92b

C'est le servo que j'utilise actuellement sur mon dernier quadrupède, et que je prévois d'utiliser sur mon futur bipède . . .

[Thot]

Afin de comparer par rapport à un servomoteur classique, il faut considérer que ici il n'y a pas de réducteur. Ici, on a 3.6kg.cm à l'arrêt mais on peut aller en théorie à 4200 tours/min.

 

Un réducteur 1:10 donne un moteur de 36kg.cm qui monte à 420tr/min

Un réducteur 1:20 donne un moteur de 72kg.cm qui monte à 210tr/min

 

On fabrique un réducteur à base de courroie crantée pour voir... On pèsera avec mais on vise les 200g le tout.

Je cherche d'autres technologies de réduction de vitesse, si possible réversible pour pouvoir garder ce côté ressort du brushless et une commande en couple.

[Oracid]

Oui, là, je comprends mieux.

C'est pour utiliser sur ton bipède ?

[Thot]

Pour l'instant, c'est à titre exploratoire et pour aider des amis qui veulent se lancer dans le quadrupède brushless (communauté SpotMicro) qui ont du mal à dimensionner.

Mais à terme, oui, ce genre de moteur permet de faire plein de choses difficilement possibles avec des moteurs classiques :

- Effet ressort : quand on écarte le moteur de la position de consigne, il force plus en plus avec un asservissement proportionnel doublé d'un dérivé. Donc il encaisse les chocs sans casser

- Multitour : l'asservissement est multitour. Ce qui est drôle c'est quand on fait tourner le moteur à 1000tr/min pendant 30s, quand on lance un asservissement en position à zéro, il rembobine exactement le même nombre de tours

- sur la tinymovr, il y a un codeur absolu avec un aimant à 8000 points de l'ordre de 10€, je confirme que c'est vraiment un gros plus

- La base du contrôleur est du contrôle en couple avec un asservissement propre de l'intensité dans les bobines. Si on demande 1A, ça envoit 1A et c'est propre. Il y a un monde qui s'ouvre. Et en plus, grâce à ce principe, il devient quasi impossible de cramer le moteur.

- Un tel moteur est extrêmement silencieux, et ça en est troublant

- Quand on utilise des tout petits brushless à fort KV, on obtient des mouvements très rapides et précis (bon avec très peu de couple) idéal pour de l'animatronique

- Le prix. Pour 130€, sans réducteur, j'obtiens un moteur de la trempe d'un dynamixel MX-64 qui coute plutôt 300€ avec plus de possibilités

 

Donc sans doute pour un futur bipède mais pas avant longtemps, j'ai déjà un bipède à faire marcher...

Peut-être que je l'utiliserai plutôt sur le robot parallèle à câble pour le spectacle de danse.

[Thot]

Petite illustration de l'avantage de faire du contrôle en couple :

 

 

La description du projet est en cours.