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[Avis Schéma] Robot 4WD sous Linorobot2 (Pico + RPi 4 + TB6612FNG)


6 réponses à ce sujet

#1 Pickthor

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Posté 26 janvier 2026 - 10:47

Je me lance dans la fabrication d'un robot mobile 4WD fonctionnant sous Linorobot2 (ROS 2 Humble) et j'aimerais solliciter votre expertise pour valider mon schéma électrique avant de passer au montage final.
 

Voici la configuration de la machine :

  • Contrôleur de haut niveau : Raspberry Pi 4B (4 Go).

  • Microcontrôleur : Raspberry Pi Pico (Micro-ROS).

  • Moteurs : 4x Moteurs DC GB37-520 (12V, 333rpm) avec encodeurs Hall.

  • Drivers : 2x TB6612FNG.

  • Capteurs : Lidar Slamtec RPLIDAR A1 + IMU MPU9250.

Pour l'alimentation :

  1. Moteurs (via les drivers) : Pack 3S de piles 18650 (env. 11.1V - 12.6V) 

  2. Pi 4 : Powerbank 5000 mAh dédiée (pour isoler des parasites moteurs).

  3. Pico/Lidar/IMU : Un convertisseur Buck 12V -> 5V branché sur les 18650.

  4. Masses : Câblage "en étoile" prévu pour éviter les boucles de masse.

Entre autre :

  • J'ai prévu un fusible de 5A en sortie de batterie.

  • J'ai ajouté des condensateurs de 0.1µF sur les moteurs et un condensateur de découplage (470µF) sur l'entrée puissance des drivers.

  • Les encodeurs sont alimentés en 3.3V par le Pico pour protéger les GPIO.

  • Le pin STBY du TB6612 est relié au 5V.

Etage0_cablage.png

Voyez-vous :

  • Des erreurs de conception?
  • Des problèmes branchements des différents composants par apport aux alimentation ?
  • Les condensateurs sont-ils nécessaires ?

Merci d'avance pour vos conseils et votre temps !
Olivier



#2 Mike118

Mike118

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Posté 27 janvier 2026 - 11:47

Super projet !
Sur le principe tout a l'air pas mal et je ne vois pas de problème dans ta conception.

Après si on regarde dans le détail, c'est pas indiqué mais je suppose que tu vas brancher le Pi Pico au Pi via un câble usb ?
Si tu fais ça tu vas lier le 5V de ton powerbank au 5V de ton DC DC ... Ce qui va quelque peut casser ton idée d'isolation... 
Mais sur le principe c'est pas " si grave ", si ton dc dc est bien réglé sur 5V, ça  va marcher quand même ... 

Après tu peux aussi ne pas mettre ton 5V de ton dc dc sur ton pico et l'alimenter via l'usb de la pi ... 

Tu peux aussi ne pas utiliser le câble usb pour relier le pi pico au pi et utiliser les broches rx tx et gnd de ta pi pour faire la connexion ( séparation des deux 5V ) 

Après sur le principe passer par un powerbank séparé n'est pas nécessaire, si ton dc dc 5V délivre suffisamment de courant il peut également alimenter ta pi ... Dans ce cas là tu peux l'alimenter sur les GPIO 5V de ta pi, mais il faut faire attention à ce que tu fais et ne pas faire de court circuits.

Très souvent dans un robot tu as une seule batterie qui aliemente tout ;) bien qu'avoir deux batteries différentes peut être pratique dans certains cas perso je ne suis pas un grand fan du multi batterie.


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#3 Sandro

Sandro

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Posté 28 janvier 2026 - 12:28

Bonsoir,
À part la partie raspberry pi / lidar où il manque les masses et les fils de signaux, je ne vois pas non plus de problèmes évidents à première vue.

Après, vu que tu n'as pas fourni les liens vers les datasheets (ie la doc complète) de tes composants, je ne suis pas allez chercher à ce niveau là si tout convient (par exemple est-ce que le courant max des moteurs est compatible avec tes drivers, ...).

Un point sur lequel j'ai un doute, c'est sur le pin SBY des drivers : si c'est réellement standby, et pas standby avec une barre, ou #SBY ou n_SBY ou SBY* (ie s'il n'y a pas de négation), alors il faudra probablement brancher ces pins à GND si tu ne veux pas que tes drivers soient en standby (donc inutiles). NB : il est tout à fait possible que l'erreur soit juste le texte et pas le branchement : il faut aller vérifier dans la datasheet des drivers.


Remarques diverses :
- Pour les 2 condensateurs 470µF : ça ne peut pas faire de mal. À noter que la résistance interne (ESR) et le courant max (ripple current) à la fréquence de ton PWM jouent probablement plus que la valeur exacte de la capacité.
- Si ton principal but avec les condensateurs est de stabiliser la tension d'entrée du DC/DC, alors une diode et un gros condensateur juste devant le DC/DC est probablement plus efficace que tes 2 gros condensateurs (la diode permet de garder exclusivement pour le DC/DC l'énergie stockée). Si le but est de réduire le rayonnement magnétique (perturbations potentielle d'autres cartes, en particulier de la raspberry pi 4), alors placer les condensateurs proche des drivers est le meilleur choix. Si jamais tu rencontres des problèmes, n'hésites pas à essayer de combiner les 2.
- Dans tous les cas, je te conseilles de torsader les fils + et - allant de la batterie aux drivers, puis les 2 fils d'alimentation allant à chaque moteur : ça rend souvend plus propre, et surtout ça réduit significativement le rayonnement magnétique.
- Pour les condensateurs 0.1µF céramiques sur les 2 alims des moteurs : ça sert surtout à réduire le rayonnement du aux brosses des moteurs. En revanche, le driver voit des appels de courants plus important lors de chaque commutation du pont en H. Sans analyse poussée, je ne saurais pas dire si c'est mieux avec ou sans. En tout cas, je mets pas des condensateurs significativement plus gros. Et si tu les mets, place les au plus prêt des moteurs

- Je ne suis pas sûr si ton pico est alimenté (prévu via cable USB)?

- Si le Pico est alimenté via cable USB, mais que les batteries ne sont pas présentes, alors le Pico risque d'envoyer des signaux au driver alors que celui-ci est éteint. À confirmer avec la doc du driver, mais si ce n'est pas explicitement autorisé, alors ça risque d'endomager le driver et/ou le pico (car une entrée d'une carte non alimentée se comporte souvent comme une diode vers l'alim, donc si celle-ci est abscente, ton GPIO va essayer d'alimenter le rail 5V (et d'en charger les condensateurs), ce qui dépassera largement le courant max autorisé)

Par rapport au schéma en lui même :
- essaye de garder un code couleur cohérent : réserve le noir pour le GND (0V) et rien d'autre. Pareil pour tes tensions d'alimentation (si tu décides que le 12V est rouge et le 5V est violet, alors réserve ces couleurs à cet usage). Dans les deux cas, ça veut dire remplacer les "fils" rouge et noir des moteurs par une autre couleur. Mais c'est mieux de toute façon (mon premier réflexe, c'était de penser qu'il s'agissait des fils d'alim des encodeurs)
- tu atteins un niveau de complexité où dessiner tout les fils explicitement n'est plus forcément une bonne idée. À ta place, je remplacerais tout les fils GND par un symbole GND à chaque fois. Et probablement la même chose pour le 12V et le 5V. Ça enlèverait pas mal de fils, et rendrait le schéma plus lisible

- À réfléchir, mais pour ma part, je préfères un schéma électrique "symbolique" (symbole condensateur pour un condensateur, un bloc avec juste le nom des signaux pour un driver/convertisseur/moteur/...). Mais prendre en main un logiciel pour faire des schémas symboliques est un peu de boulot.
- si certains fils deviennent trop tordus, il est possible d'utiliser des étiquettes qui "remplacent" le fil (à ne pas abuser non plus).

Bon, j'arrêtes là pour ce soir, et je vais me coucher. N'hésites pas si tu as des questions. Et si tu fournis des datasheets, je peux regarder plus en détail à l'occasion (si c'est des achats amazon/aliexpress/ebay sans doc digne de ce nom, alors je pourrais beaucoup moins pousser l’analyse, et le risque de mauvaises surprises à l'assemblage sera d'autant plus élevé)


 


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#4 Mike118

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Posté 28 janvier 2026 - 10:14

Pour faire un petit retour sur les remarques de Sandro, 

STBY doit bien être relié au 5V. 

Et pour la couleur des fils en général je suis 100% d'accord avec la remarque de Sandro d'essayer d'avoir un code couleur cohérent. 
Je suppose que dans ton cas tu as voulu suivre la couleur d'origine des fils des moteurs ( ce qui est une façon comme une autre d'être cohérent vu que tu as fait ton schémas en visuel ( image des composants) et pas en symbolique),
et si c'est bien le cas j'ai finalement repéré une petite erreur...
Pour les moteurs avec encodeurs comme ça  les fils des moteurs sont généralement aux extrémités et donc c'est censé être le fils rouge et le fil blanc.  Le noir et le bleu sont les alimentations de encodeurs. 
Donc attention à ton câblage des moteurs ce point est à revoir pour relier les bons fils aux bons endroit.
J'étais passé à côté de ce point lors de ma première lecture. 


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#5 Pickthor

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Posté 28 janvier 2026 - 10:23

Merci pour vos réponses et commentaires !

 

pour la compréhension du schéma je vais en faire un autre en utilisant Fritzing mais en attendant que je le poste, j'ai mis a jour en faisant attention aux couleurs des différentes tensions, en enlevant deux câblages moteurs et en simplifiant (un peu) les masses.

En ce qui concerne la PowerBank, je vais la supprimer comme indiqué par Mike, je mettrai alors le Raspberry sur le 5V. Mais je pense que je vais d'abord debugué comme ça... quand tout marchera je vais l'enlever ! En effet une seule source c'est mieux !

 

oui c'est mal indiqué, mais mon but est d'alimenter le Pico par la prise USB du Pi 4. Est ce un problème si je fais comme ça ? Sinon le 5V n'est-il pas un peut trop ?

 

@Sandro :

merci pour le conseil de torsader le fils ! je ferais comme ça

pour les condensateurs :

- les condensateurs 470µF : le but est qu'Ils absorbent les appels de courant brutaux des moteurs GB37 (par exemple démarrage ou blocage) , évitant que la tension ne chute trop fort, pour protéger le Buck et le Pico => je comprends que tu ne trouves pas ça très utile... je les enlève à ton avis ?  Si c'est plus simple je préfère :-)

- les condensateurs 0.1µF : c'est bien pour réduire les parasites électromagnétiques qui peuvent perturber le Lidar et l'IMU => je comprends que ce n'est pas très utile voire un pb avec les ponts. je les enlève !

 

@Mike merci pour le câblage de moteurs, j'avais mal lu !

 

@Sandro : STBY doit bien être relié au 5V comme dit Mike (Merci) , c'est ce que j'ai lu sur

plusieurs site....

Etage0_cablage_v1.png

Encore Merci pour votre aide

Olivier

 



#6 Sandro

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Posté 28 janvier 2026 - 11:18

Pour les condensateurs 470µF :

- pour le cas où les moteurs sont bloqués, augmentent donc le courant, et que c'est la résistance interne de ta batterie (ou la résistance des fils + fusible) qui font chuter la tension : les condensateurs ne servent à rien (à part retarder le problème d'une durée de l'ordre de la milliseconde)
- par contre, ils aident énormément à stabiliser la tension en réduisant les variations qui ont lieu à la fréquence du PWM.

 

À noter que tant que tu restes sur des valeurs raisonnables de fréquence de PWM, à condensateurs donnés, les variations de tension sont inversement proportionnelles à la fréquence du PWM. Donc n'hésites pas à augmenter la fréquence du PWM si tu peux. Si tu augmentes trop, tu finira par être limité soit par le driver (en vitesse, ou en pertes de commutation), soit par les condensateurs (les condensateurs électrolytiques ne sont pas très réactifs, donc perdent en capacité "apparente" à haute fréquence. Si tu veux optimiser, le mieux est de se baser sur la doc du driver et des condensateurs.


Pour les condensateurs 0.1µF :
c'est un compromis entre courant d'appel sur les ponts en H, variations de courant (donc radiations magnétiques et arcs) et diminution des arcs électriques au niveau des balais de tes moteurs.
Je penses que personnellement, je commencerais sans, et que je les ajouterais si j'ai des problèmes d'interférences électromagnétiques (ou de moteurs qui s'usent trop vite). Mais je n'ai pas trop creusé la question, donc n'hésites pas à te faire ton propre avis (ou à chercher des avis contradictoires)


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#7 Mike118

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Posté 29 janvier 2026 - 03:34

 

Merci pour vos réponses et commentaires !

 

pour la compréhension du schéma je vais en faire un autre en utilisant Fritzing mais en attendant que je le poste, j'ai mis a jour en faisant attention aux couleurs des différentes tensions, en enlevant deux câblages moteurs et en simplifiant (un peu) les masses.

En ce qui concerne la PowerBank, je vais la supprimer comme indiqué par Mike, je mettrai alors le Raspberry sur le 5V. Mais je pense que je vais d'abord debugué comme ça... quand tout marchera je vais l'enlever ! En effet une seule source c'est mieux !

 

oui c'est mal indiqué, mais mon but est d'alimenter le Pico par la prise USB du Pi 4. Est ce un problème si je fais comme ça ? Sinon le 5V n'est-il pas un peut trop ?

 

Si tu alimentes le pico par l'usb de la pi pas besoin de remettre le 5V sur le Pico. 


5V => Pi = usb => Pico  ça suffira sans soucis. Par contre évite de court circuité le 5V de ta pico après ... Avec ce câblage, si par erreur tu mets ton 12V sur ton 5V du pico, c'est pas que le pico qui risque de ne pas apprécier la blague ...
 


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