9 réponses à ce sujet

[ValentinB]

Bonjour à tous,

 

En ce moment je travaille sur un projet de robot quadrupède utilisant 12 servos de type MG995. 

Je suis débutant en robotique.

En consultant différents pages sur le net je suis tombé sur le blog de Briel. Très bien fait, il m’a permis de réaliser mes calculs de puissance. Je me suis orienté vers le choix de 2 abaisseurs de tension de type LTC3780 pour faire face au 17A en pointe que peuvent nécessiter les 12 servos MG995 de mon projet. Finalement l’architecture de l’électronique est relativement proche de celle Briel.

En regardant de plus près les connexions entre les deux abaisseurs de tension et le contrôleur de servo (PCA9685) je vois que le branchement comme vous l’avez réalisé dans Briel a deux effets (cette analyse est soutenue par l’échange suivant ; le câblage interne du PCA9685) :

ü  Premièrement, il vient connecter les deux bornes positives des deux Convertisseur 5V 7A dans votre cas (et des deux LTC3780 dans mon cas)

ü  Deuxièmement il contourne le composant qui se trouve entre le bornier de puissance de PCA9685, (je pense que ce composant est un transistor D417 pour les cartes adafruit) et la borne positive des servos.

 

Ma question de fonds est « est-ce vraiment important ? »  

 

Pour ce qui est de la connexion en parallèle de deux abaisseurs de tension, il semble que ça ne soit pas vraiment bon (exemple)

Pour ce qui est du contournement du transistor on ôte une protection qui est vraisemblablement déjà assurée par le régulateur de tension.

 

 

Dans le doute que pensez-vous des options suivantes (éventuellement cumulative) ?

 

ü  Connecter les bornes positives des deux lots de servo des manières indépendantes (les masses elles seront toujours connectée ensemble). Proposition de mise en œuvre pour Briel (et mon projet ) entailler la plaque du PCA9685 entre les connexions des servo4 et servo5 (cf schéma de Briel).  On créé ainsi 2 circuits et les 2 abaisseur de tension de sont plus en parallèle.

 

 

ü  Remettre un transistor D417 entre l’abaisseur de tension et le PCA9685

 

 

 

Un grand merci pour avoir lu jusqu’ici !

 

 

​Merci d'avance pour vos commentaires éclairés. 

 

Très bonne journée

 

Valentin

[Oracid]

J'ai essayé de faire un gros quadrupède avec des MG996R (pas MG995), mais sans succès. https://www.robot-ma...-big-quadruped/

Pour l'alimentation, je ne me suis pas pris la tête, j'ai utilisé, ça, https://fr.aliexpres....27426c37pMlK8det j'ai connecté les servos directement en sortie de 5V, ou 6V, ou 7.4V. Il faut tester. 

 

Comme je n'ai pas réussi, j'aurais tendance à te déconseiller de faire un quadrupède avec ces servos.

D'un autre côté, je suis très intéressé, car si tu réussis, je m'y remets tout de suite en m'inspirant de ta réalisation.

Peut-être que mon erreur était de vouloir faire un 12DOF, beaucoup trop lourd, au lieu d'un 8DOF.

 

Avant de faire un quadrupède complet, il est recommandé de faire une patte et de la tester. Tu trouveras tout cela dans mon sujet. Peut-être que cela pourrait t'inspirer, ainsi que mes autres réalisations.

D'autres, comme Briel, ont également fait des choses intéressantes, n'hésites pas à fouiller dans la rubrique quadrupède.

 

N'hésite pas à poser des questions.

[ValentinB]

Bonjour Oracid,

 

Merci pour votre message.

pour les servos MG996R (pas MG995), en première approche, ce sont quasi les mêmes. Le MG996R est un peu mieux. j'avais les MG995 c'est pour ça que je les utilisent.

 

je reprends les calculs fait pour Briel : avec les valeurs de 12 MG995 / MG996R:

Nombre de servo MG995 puissance max consommée par le MG995 (en A) tension (V) temps d'usage (h) rendement des convertisseurs (en %) 12 1,45 5 0,25 85                     Consommation max (A) 17,40       Pbatterie pour la durée inclus pertes de conversion(Wh) 25,59      

 

Soit du 17A en conso max (j'imagine quand les servos sont en force) 

 

 

 

Le convertisseur que vous proposez ne peux fournir que 12A au max (je ne suis pas certain d'avoir compris entre le 8A et le 12A), ça me semble un peu court.

 

 

 

Sur le 12 DOF, je suis déjà bien engagé (la modélisation des pièce 3D est presque fini j'attends les composants pour avoir les dimensions exactes de certaine pièces).

 

 

 

Voici ce que devraient donner les pattes (c'est un autre dérivé du cerf volant) :

 

 

 

 

 

 

très bonne journée

 

Valentin

 

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[TNERA]

Hi Valentin,  (please excuse the english)

 

I have also attempted this configuration. Also, without success, so *I TOO* am very interested in your progress.

 

I was making a quadruped using a 5 bar linkage (as you, but only 8DoF)

 

I have used a similar configuration:  8 MG995 servos, PCA9685 servo driver, arduino mini pro clone, etc.

For power I was using 2x 18650 cells, that I self wired. (more on this later)

 

I found that my robot suffered from power problems. This was due to a number of reasons, but a big component of it was not having proper control of the current consumed by the servos.  I think it is really good that you are thinking this through now.  The servos *will* draw a lot of current. and in the linkage configuration, they must 1) work to keep the robot standing and 2) all servos are moving together anytime you want the robot to walk.

 

for me, my problem was wires not being large enough to handle the current. The result - smoke rising from the robot! 

I also fear that I had burnt out one of my PCA9685 due to the excessive current.  Once I solved my wiring problem, I believe I was draining the too much from the 18650's resulting in very weak servos - thus the robot dragged its legs and could not hold itself up.

 

I have read that it is possible to power the 'bus' on the PCA9685 directly. - as the Breil post suggests.  I don't think I would do the two bucks in parallel (but I am no expert here). having a single regulator to give the correct current amperage would be good.  bypassing the regulator is fine- if you have another regulator or fuse in the power circuit. Also, make sure everything is grounded together (of course).

 

finally, the guys on this board are great for suggestions. They recommend, and I agree, that you will want some 'compliancy' in your leg configuration. a spring or elastic bands that will help stand the robot up - thus reducing the power draw to just movement.  I have seen this in other designs, and unfortunately, my design did not have room for it.

 

Good Luck!  I am very interested in your progress.  Like Oracid, if you can make it work - then I will try it again!  Let us know how it goes!!

[ValentinB]

Hi Tnera,

It seems that I am on a difficult way! I have some pressure 😉

From the begining I saw that the subject of powering was a critical point. Still based on Briel and the power calculation (I put the table back in this post) I determined that I needed 2 x18650. I have room for 4 and it's not very heavy.

Your comment therefore directs me towards a solution with 4 x 18650 (more exactly 2x18650 or 7.4V for each of the two LTC3780).

As you well pointed out, all the masses are all connected.

Which converter as you used for the 8 MG995s, what was its power and/or maximum amperage delivered ?

 

Regards

 

Valentin

 

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[ValentinB]

Maintenant que j'ai compris comment mettre les pièce jointe j'ajoutes le schéma du PCA9685 avec l'endroit ou je propose de faire une rupture dans la ligne 5v de l'alimentation des servo 

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[Oracid]

Je pense que 8A, c'est en 7.4V et 12A en 5V ou 6V.

 

Sur mon gros quadrupède, j'alimentais les servos en 6V avec une batterie 2S (7.4V) de 3600mA. Ce qui fait 300mA par servo MG996R. Ce n'est pas beaucoup.

Sur mes derniers quadrupèdes, les servos sont alimentés directement par une batterie 2S (7.4V) de 850mA. Cela fait environs 70mA par servo.

Ils sont donnés pour 70mA . . . . . à vide, pour les Geekservo. Pour les MG92B, je n'ai pas l'information.

Pourtant ces quadrupèdes fonctionnent parfaitement, sauf le grand, mais pour d'autres raisons. 

 

Il y a donc un vrai problème. Comment se fait-il que mes quadrupèdes  fonctionnent avec si peu de courant ?

Je ne sais pas vraiment. Peut-être que la bibliothèque Servo de l'Arduino, n'alimente pas les servos simultanément, mais successivement. 

 

En fait, en raison de mon ignorance, je ne me suis pas posée la question.

De ce fait, je suis obligé de tester. Je commence petit. Si cela fonctionne, je fais un peu plus grand. Si cela ne fonctionne pas, je refait plus petit.

 

C'est très difficile de faire quelque chose de parfait du premier coup, même si on est très savant.

Il faut tester, retester, et tester encore . . . .  et accepter les échecs.

[Sandro]

Bonjour,

et bienvenue!

En regardant de plus près les connexions entre les deux abaisseurs de tension et le contrôleur de servo (PCA9685) je vois que le branchement comme vous l’avez réalisé dans Briel a deux effets (cette analyse est soutenue par l’échange suivant ; le câblage interne du PCA9685) :

ü  Premièrement, il vient connecter les deux bornes positives des deux Convertisseur 5V 7A dans votre cas (et des deux LTC3780 dans mon cas)

ü  Deuxièmement il contourne le composant qui se trouve entre le bornier de puissance de PCA9685, (je pense que ce composant est un transistor D417 pour les cartes adafruit) et la borne positive des servos.

 

Ma question de fonds est « est-ce vraiment important ? »  

 

Pour ce qui est de la connexion en parallèle de deux abaisseurs de tension, il semble que ça ne soit pas vraiment bon (exemple)

Pour ce qui est du contournement du transistor on ôte une protection qui est vraisemblablement déjà assurée par le régulateur de tension.

 

 

Dans le doute que pensez-vous des options suivantes (éventuellement cumulative) ?

 

ü  Connecter les bornes positives des deux lots de servo des manières indépendantes (les masses elles seront toujours connectée ensemble). Proposition de mise en œuvre pour Briel (et mon projet ) entailler la plaque du PCA9685 entre les connexions des servo4 et servo5 (cf schéma de Briel).  On créé ainsi 2 circuits et les 2 abaisseur de tension de sont plus en parallèle.

 

 

ü  Remettre un transistor D417 entre l’abaisseur de tension et le PCA9685

 

Mettre en parallèle 2 convertisseurs 5V en parallèle avec les bornes + reliées est une mauvaise pratique : ça peut ne pas trop mal marcher pour certains convertisseurs, comme ça peut poser de gros problèmes :

- si un convertisseur sort une tension légèrement supérieure (par exemple 5.1V pour l'un et 4.9V pour l'autre), alors on a un "court circuit" entre 4.9 et 5.1V, ce qui peut mener à de très gros courants, entraînant la destruction d'un convertisseur

- même situation, mais avec une résistance interne de sortie suffisante pour éviter le court circuit franc. Mais si tu demandes 12A, au lieu d'avoir 6A pour chaque convertisseur, tu vas avoir par exemple 10A pour celui qui sort 5.1V à vide et 2A pour l'autre : tu vas donc cramer le convertisseur "5.1" alors que tu t'attendrais à pouvoir tirer 14A.

- les régulateurs à découpage (99% des régulateurs de plus de 1A) utilisent un asservissement en tension. Si tu faits n'importe quoi avec la sortie (ce qui, pour certains, peut juste être connecter un condensateur ou une bobine plus grosses qu'autorisé par le fabriquant), l'asservissement peut devenir instable, entraînant des oscillations de tension. Avec 2 régulateurs en parallèles, tu prends le risque qu'ils se déstabilisent mutuellement : A mesure une tension un peu trop basse, donc augmente la tension. B voit la tension augmenter que la consigne vienne de B, donc essaye de réduire la tension. Quand A arrêtera d'essayer de faire monter la tension, la consigne de B continuera pendant un petit instant, faisant redescendre la tension. Et c'est reparti pour un tour (car A considérera de nouveau la tension comme trop basse).

 

Donc en effet, je te déconseilles de brancher 2 convertisseurs en parallèle (ça peut marcher, mais ça risque aussi de mal marcher, voir pas du tout). A moins bien sur que tu utilises des convertisseurs spécialement prévu pour (ça existe, mais il me semble que c'est rare).

 

Du coup, couper la piste et alimenter séparément depuis les 2 cotés est une bonne solution.

 

 

Pour le fait de contourner le P-MOS de protection d'inversion de polarité :

- si tu es sûr que tu ne vas pas inverser la polarité, alors tu peux l'enlever sans problème (tu évitera même d'éventuels problèmes de surchauffe si tu y fait passer trop de courant pendant longtemps, ainsi que la légère chute de tension)

- par contre, si tu inverses la polarité, ça vas faire mal! (attends toi à cramer tous les servos branchés dans le meilleur des cas, potentiellement aussi l'arduino et tout ce qui est connecté (peut-être même l'ordi s'il est connecté))

 

A toi de voir. En revanche, si le D417 est bien un transistor NPN, alors c'est pas adapté, il te faut un P-MOS (supportant le courant) monté comme dans le schéma d'adafruit)

[ValentinB]

Bonjour Sandro,

Un grand merci pour ton post.

Tout me semble très clair à présent.

Voici un petit schéma

Très bonne journée

Valentin

 

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[Mike118]

Bon Sandro a répondu correctement avant que je ne réponde   et je suis très largement en phase avec ce qu'il a écrit 


Je vais juste revenir un peu sur la partie usage des convertisseurs en parallèle. 
Oui il faut vérifier que ça marche bien et que ça ne pose pas de problèmes quand on le fait. ( C'est un peut comme quand on veut brancher des batteries en parallèle c'est de manière générale déconseillé, mais ça se fait quand on prend les bonnes précautions ) 

Dans mon cas avec ce convertisseur ça marche bien sans problèmes.  De plus l'avantage c'est que si pour une raison x ou y c'est toujours que les 6 même servo de même coté qui forcent, c'est pas uniquement toujours le même convertisseur qui va prendre toute la charge. 
Je vais juste corrigé un des points qu'a évoqué Sandro, 

 

 

 

- même situation, mais avec une résistance interne de sortie suffisante pour éviter le court circuit franc. Mais si tu demandes 12A, au lieu d'avoir 6A pour chaque convertisseur, tu vas avoir par exemple 10A pour celui qui sort 5.1V à vide et 2A pour l'autre : tu vas donc cramer le convertisseur "5.1" alors que tu t'attendrais à pouvoir tirer 14A.

 

 

En pratique pour l'avoir observé et vu que les résistances internes sont largement suffisantes, si un des convertisseur sort beaucoup plus que l'autre, il va chauffer d'avantage, ce qui va entraîner une légère baisse de sa tension de sortie, et par conséquent celui qui fournissait le moins de courant va devoir se mettre à en fournir plus ... De manière générale ça s'équilibre plutôt bien ... Mais comme quand on met des batteries en parallèle il faut s'assurer que les tensions de sortie à vide des convertisseurs sont les même sinon ça ne marche pas bien ... 

Dans le doute si on est pas sûr on peut couper la piste mentionnée sans problème et dans ce cas là choisir la répartition des servomoteurs dans les deux groupes de sorte à ce que la consommation soit la mieux répartie possible .