Mon projet d'automatisation

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Messagede Bordera » 01 Oct 2013 11:09

Bonjour à tous

je souhaite développer un dispositif permettant de déplacer sur 2 axes (translation sur un rail et inclinaison haut/bas) de mon APN.
Ce dispositif doit aussi permettre de déclencher la photo.
Dans le futur je souhaite aussi rajouter 2 autres moteurs qui permettent la rotation de l'APN et le réglage de la focale. Ce qui revient finalement à un dispositif à 4 moteurs. :shock:

je ne parlerai pas ici du dispositif mécanique mais plutôt du système électronique.

Ce système électronique doit quand même être de dimension réduite mais pour l'instant je me penche sur le prototype.

Donc mon choix s'est porté sur l'Arduino Uno, petite carte micro-controleur sympa et pas chère, et de 2 moteurs PAP.

Alors c'est vrai que j'ai du mal à choisir les modèles de moteurs et du contrôleur (ou du shield).

Et je me pose des questions sans vraiment trouver de réponses claires à ce sujet.
- Est-ce qu'il existe un shield permettant de controler 2 moteurs ou plus ? j'ai vu le shield d'ADAFRUIT mais il y a un API (une libraire C++) spécifique pour ce shield alors que je pourrais certainement trouver plus simple.
- Quel modèle de moteur choisir en sachant que par exemple pour la translation il faudra faire bouger 3 kilos sur un rail.
- Est-ce que la UNO peut contrôler 4 moteurs ? je pense que oui si j'utilise des moteurs unipolaires.
- Est-ce qu'il existe une carte alim qui permettent d'alimenter d'un coté les moteurs en 12V par exemple et de l'autre la UNO en 5V.
- ...

enfin j'ai plein d'autres questions mais je pense que pour le moment si j'ai les réponses ou les pistes par rapport à celles la ce serait vraiment super.

Merci d'avance à tous.
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Re: Mon projet d'automatisation

Messagede Maraussan » 01 Oct 2013 16:14

Bonjour,
vouloir mobiliser un poids de 3 kilogrammes par plage de quelques microns ou quelques dizaines de microns, sur des axes X, Y et Z s'apparente en tout point à la conception et la construction d'une fraiseuse CNC de puissance. C'est tout à fait possible, mais c'est CHER, encombrant et relativement techniques.
Il me semble que :
- le sujet fût déjà abordé dans ce forum x fois, pour arriver à la conclusion qu'il est quand même plus futé de déplacer l'objet de quelques grammes à photographier que tout un bordel de reflex + dispositif d'allonge + objectifs qui ne demande qu'à vibrer ou de se mettre en résonnance...
- que le site "Le Naturaliste" est un forum dédié à l'observation naturaliste, et qu'il est peut être plus simple de s'adresser à des forums de programmation ou de CNC pour traiter ce genre de sujet ... Non ?
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Re: Mon projet d'automatisation

Messagede Gilles BILLARD » 01 Oct 2013 18:01

Stephan,
Je ne peux que confirmer l'avis de Christian mais je modère son propos sur la visite d'autres sites car ici, tu trouvera tout ce qu'il faut pour peu que tu changes ton fusil d'épaule et que tu penses a mobiliser ton sujet plutôt que ton matériel.
++
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Re: Mon projet d'automatisation

Messagede Bordera » 01 Oct 2013 21:29

Excusez moi mais je pensais être dans le forum "projets arduino pour les photographes". :)

Je comprends bien la problématique mais le sujet ne peut pas bouger, c'est trop grand! c'est un paysage ou mieux concernant ce forum une plante qui pousse photographiée en stop motion pendant que l'APN tourne autour de la plante.

Vous voyez c'est un projet ambitieux. Mais qui peut se révéler être une petite merveille!

Mais je crois que vous avez raison, j'ai mal vu. Ici on parle de macro au maximum.
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Re: Mon projet d'automatisation

Messagede Fredlab » 01 Oct 2013 23:27

Hello

Non, on peut parler de tout.
A l'origine, nous sommes partis sur des mouvements micrométriques.
En ce moment, grâce au "stepduino" développé par Christian, je peux faire avancer pas à pas, de façon très fine, soit un sujet (mode "studio"), soit un gros ensemble boitier/soufflet/objectif/platine, qui dépasse les 3 kg (et qui dépasse ce que tu comptes faire)

Il faut juste trouver le bon moteur, la bonne démultiplication.
Après, un Arduino, ça peut commander beaucoup de choses.

Il y a énormément de choses sublimes à voir en time-laps et il est vrai que pouvoir faire bouger son boitier pendant la séquence (travelling, monture équatoriale...) est un réel plus.
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Re: Mon projet d'automatisation

Messagede Bordera » 02 Oct 2013 07:25

Merci Fredlab pour ton message réconfortant.

C'est ca, trouver le bon moteur. Vu que je suis une bille en méca théorique je n'ai pas la moindre idée de ce que peut vouloir dire le couple dans les références des moteurs PAP.

Par exemple :

Moteur pas à pas NEMA 14 - Couple 0.14 Nm - Bipolaire - Angle de pas 1.8° - Courant 1A

Donc ce que je comprends c'est que le pas fait 1.8°, il faut donc 360/1.8 = 200 pas pour faire un tour. OK :)
Ensuite 1A ok ça c'est bon par contre ils ne donnent pas la tension.
Ensuite 0.14 Nm alors la je sais pas. Ça remonte loin l'époque des moments de force et des torseurs. Je ne sais pas si c'est suffisant pour ce que je veux faire.

Disons que j'ai une platine a roulette et que le moteur actionne les roulettes pour faire avancer la platine. Combien de Kg je peux charger ?
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Re: Mon projet d'automatisation

Messagede Fredlab » 02 Oct 2013 11:51

Hello

Je ne suis pas spécialiste dans ce genre de choses.
Je peux juste dire qu'un NEMA23 comme celui-ci peut sans doute largement suffire car...
Bordera a écrit:Disons que j'ai une platine a roulette et que le moteur actionne les roulettes pour faire avancer la platine. Combien de Kg je peux charger ?

... tant que tu ne cherches pas à hisser ton matériel avec le moteur, tu le fais juste rouler, tu dois pouvoir "charger" - surtout qu'il est toujours possible de rajouter une démultiplication par engrenages (peu de dents sur le moteur, beaucoup de dents sur la roue de ta charrette et zou, non seulement ça va bouger, mais en plus, tu descendra en-dessous du 200ième de tour)

Un moteur ne coûte pas cher - tu dois même pouvoir acheter deux ou trois modèles différents et voir ce qu'ils donnent.
Pour la carte de puissance, ici, sur ce forum, Christian préconise une Polulu (voir les threads associés).
Il en existe d'autres.

Pour le reste, la programmation, si j'ai bien compris ton pedigree, l'Arduino ne doit pas te poser de problème.

Deux dernières remarques ; - Alain a aussi raison quand il dit qu'il doit y avoir des forums plus riches, plus fournis, plus réactifs, qui parlent de robotique, d'Arduino, de moteurs pas à pas - mais je ne peux pas t'en dire plus (je ne connais pas)
- Gilles a développé une solution à base de Phidgets pour commander trois moteurs (motoreducteurs, avec aussi beaucoup de couple, mais ça ne doit pas être assez pour trimballer du lourd) - tu devrais pouvoir trouver son bricolage sur le forum... mais de ce que j'en sais, cette solution est moins autonome, il faut que la carte reste connectée à l'ordinateur.
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Re: Mon projet d'automatisation

Messagede JMP76 » 02 Oct 2013 11:56

Bonjour,

Pour ce genre de projet je prendrais plutôt un AtMega2560 qui te donneras beaucoup plus d'I/Os. tout en restant totalement compatible avec Arduino. C'est un peu plus grand, et ne coûte que qqs euros de plus.

je suis une bille en méca théorique

Cela n'est pas grave, mais il faudrait quand même qqs notions en mécaniques pratiques... car cela va conditionner tout le reste du projet. Il faut donc commencer par caractériser (approximativement) ton projet mécanique. Si tu dois déplacer un charriot avec 3 kg de matériel, il faut connaitre la force nécessaire à cela. On peut par exemple mettre un fil allant vers une poulie, qui se continue avec une petite plateforme qui servira de balance. Il suffira de mettre des poids sur la plateforme pour connaitre la force qui fera bouger l'équipement. (un sucre n°4 pèse 6g)

Un couple de 0.14Nm est faible (petit moteur. trop petit pour ton cas). Si tu attaches une tige (très légère. Idéalement sans matière) de 1 m à ton axe moteur. Tu ne pourras soulever que 0.14 N (soit 14 g) Mais si la tige fixée à ton axe fait 10 cm le poids soulevable sera de 140 g. Si la tige en fait plus que 1 cm la force récupérable sera maintenant de 1.40 kgp (On devrait parler de 14 newtons!)

La caractérisation de la force nécessaire à un déplacement, te permettra d'évaluer le couple nécessaire, puis d'en déduire le moteur nécessaire, et par conséquence l'électronique acceptable, puis le style/complexité de la programmation à écrire...

Quand les masses en jeu sont faibles, on est pratiquement certains de ne pas être au delà des possibilités des moteurs... Rien n'est optimisé, mais cela fonctionnera. Et c'est pour cette raison (qu'inconsciemment) les gens préfèrent déplacer les objets à photographier. On s'éloigne des difficultés.

Pour info, pour déplacer des chariots d'imprimantes à aiguilles, on utilisaient déjà des Nema23 ou plus. Et la masse en jeu était loin des 2 ou 3 kg d'un reflex.

Ensuite 1A ok ça c'est bon par contre ils ne donnent pas la tension.

Parce qu'un moteur pas à pas peut se piloter par courant, et cela peut demander une électronique compliquée (avec détection/limitation de courant) Quand on est dans le domaine de la petite bidouille on peut utiliser des interfaces prévues pour le bricolage. Et on travaille souvent avec des moteurs 6 v ou 12 v. Les puissances demandées ne sont pas trop élevées, les moteurs dissipent la chaleur, cela ne fonctionne pas trop longtemps, ... et cela peut claquer de temps en temps. En gros beaucoup de montage sont hors specs, mais ils tiennent... (ils ont aussi pour certains des sécurités. Mais faire des montages en utilisant les sécurités n'est pas une bonne méthode.) Avec des masses/couples plus importants, il y aura de la destruction...

Est-ce que la UNO peut contrôler 4 moteurs ?

Normalement oui, mais l'entrelacement du fonctionnement va compliquer les choses. Mais je pense que la fonctionnalité du système doit pouvoir l'accepter. (ce ne doit pas être un problème de ralentir le mouvement d'un des moteurs pendant la commande d'un autre)
Ne pas oublier que l'afficheur prend beaucoup de pins de l'Arduino.

je pense que oui si j'utilise des moteurs unipolaires.

Il vaut mieux tabler directement vers des bipolaires pour avoir un meilleur couple. Les interfaces (pour des couples simples) existent.

carte alim qui permettent d'alimenter d'un coté les moteurs en 12V par exemple et de l'autre la UNO en 5V.

Oui cela existe chez dx.com Mais il faut déjà connaitre l'intensité consommé par les moteurs. Car il faut connaitre l'intensité en 5 v et celle en 12 v.
J'utilise celle-ci pour mon montage: http://dx.com/p/replacement-power-supply-ac-adapter-for-asus-exa0802xa-black-4-7mm-plug-size-48726
J'utilise ces interfaces (que je modifie) http://dx.com/p/l298n-stepper-motor-driver-controller-board-for-arduino-120542 Mais il en existe des plus simples. (j'utilise celles-ci pour piloter un moteur très spécial, de type pentagone)
AtMega 2560 http://dx.com/p/d1208-mega-2560-development-board-w-usb-cable-blue-black-184830
Je recommande l'afficheur série I2C 2x16 qui est plus simple à intégrer dans une boite finale et laisse des pins disponibles. (voire le 4x20 que je n'a pas essayé/utilisé)

Pendant que j'y pense votre montage final peut très bien avoir des moteurs différents. (un gros pour l'ascenseur, un moyen pour le chariot...) Les forces peuvent aussi être amplifiées avec des engrenages réducteurs, mais les déplacements seront moins rapides...

Cordialement
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Re: Mon projet d'automatisation

Messagede Bordera » 02 Oct 2013 18:03

Merci Frédéric et Jean-Marie

le PAP NEMA 23 fait déjà presque 3 kilos à lui tout seul, ce n'est pas envisageable.

Je vais privilégié le couple par rapport à la vitesse dans un premier temps.
Je sais aussi depuis que je réfléchi au projet que le déplacement en hauteur pose problème, il faut un couple de malade et une autre transmission (par courroie par exemple) ce qui n'est pas vraiment compatible avec mon projet de chariot.

Je veux qu'au final le chariot soit polyvalent mais qui ne soit pas non plus fait pour monter aux arbres.

Je vais recevoir mon matos de test : l'arduino uno, le easy driver, la platine , l'afficheur et le joystick. Je n'ai pas encore le moteur j'attendais de trouver une vieille imprimante mais je vais acheter un petit moteur PAP pour le test.

Je vais déjà dans un premier temps validé la faisabilité de mon projet en faisant le chariot, l'électronique et le programme.

Ensuite suivant l'avancement je commencerai à calculer ce que j'ai réellement besoin en terme de puissance. Il ne faut pas que j'oublie qu'il y aura aussi la batterie embarquée.

Merci aussi pour les réponses très complètes.

Je vous tiens au jus.
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Re: Mon projet d'automatisation

Messagede michelflashman » 03 Oct 2013 09:04

Bonjour,
Ton projet est vraiment intéressant , si tu pouvais nous donner les détails au fur et a mesure du développement, tu rendrai vraiment service au groupe et a moi en particulier.
J'aimerai bien savoir faire cela ! mais je manque de compétence en la matière, si tu voulais partager, se serait parfait
Amicalement

Michel
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