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MOTEURS
Les moteurs sont un choix important (ça peut être cher et mal adapté ) on peut:
- soit opter pour des servomoteurs ( les choisir a rotation continue : les servos classiques servent a faire tourner un objet d'un petit angle et sont limités dans leur rotation par une butée). Commandables directement par un Basic stamp 2 ou propeller c'est l'idéal pour débuter (parmi les marques connues : Futaba et Hitec) on en trouve chez les revendeurs de matériel Parallax. Ces servos ont un couple (capacité a trainer des charges) important pour leur poids et une vitesse de rotation acceptable sans qu'on ait a ajouter de boite de réduteurs (engrenages).Pour des robots de plus de 1000 g, leur manque de puissance et/ou de robustesse , obligera à passer à des moteurs à courant continu, plus difficiles à controler. Noter que sur différents sites (dont fribotte.free.fr) on explique comment transformer un servo classique en servo à rotation continue : je n'ai pas essayé.
- soit des petits moteurs a courant continu qui nécessitent un controleur spécial (pont H) .Pour un robot pesant 2300 g j'ai choisi la facilité en utilisant :
- deux moteurs MFA 950D avec réducteurs 50/1 (chez Seletronic) de sorte que les roues tournent environ a 120 tours/minute (mais ça dépend du voltage utilisé : de 5 à 15 volts) soit avec des roues de 6 cm de diamétre un robot qui se déplace à environ 37 cm/seconde ou 1,35 km/heure. (ces vitesses de moteurs et de déplacement sont des chiffres habituels pour un robot "explorateur" qui doit corriger souvent sa trajectoire pour éviter des obstacles.
- pour les rotations lentes (1 a 30 T/m) je préfére les GM25 (a-broad) revendus en France par Selectronic
- un circuit SN754410 (chez Acroname) qui peut assurer la commande de 2 moteurs jusqu'a 1 ampére de consommation , ce circuit évite de faire des montages complexes , il est simple d'emploi et assez protégé (éviter pourtant de mettre les 2 pins du microcontroleur qui commandent un même moteur sur la même valeur : high ou low). On trouve de nombreux montages utilisant ce circuit , sur internet.
- un circuit L293D aurait pu faire l'affaire mais il m'a parru moins tolérant
- lire attentivement le "data sheet" disponibles sur internet , des moteurs et circuits.
- pour limiter les interférences avec l'électronique de commande il est prudent de :
- pour ceux qui ont plus de connaissances en électronique, des moteurs d'essuies glaces de voiture récupérés pour un petit prix dans un casse, ont été souvent utilisés pour des robots lourds.
- a l'autre extrémité de la gamme de prix un moteur suisse Maxon avec motoreducteur et codeur de roues est la Rolls des moteurs pour robots : mais il faut avoir un compte en banque a la hauteur ou des sponsors ! (plus de 500 euros le moteur avec réducteur et codeur)
Couple ou vitesse de rotation: quand un petit moteur tourne vite il ne peut pas tracter de charge notable
- comme noté ci dessus pour un robot qui n'est pas destiné a aller spécialement vite des moteurs qui tournent a environ 150 ou 200 tours par minute sont acceptables: avec des roues de 6 cm de diamétre le robot va a environ 2 km/heure . Deux servos qui ont un couple d'environ 2 kg/cm suffisant pour un petit robot.
- les servos donnent donc des vitesses directement acceptables par contre les moteurs a courant continu font plutot 8000 a 10000 tours minute et avec de telles vitesses ils n'ont pas de puissance (couple) il faut ajouter un reducteur (boite d'engrenages) pour réduire la vitesse vers 200 tours/minute et augmenter le couple. Avec un couple trop faible le robot se traine ou ne démarre même pas ! En principe une reduction de 100 devrait multiplier le couple par 100 , mais le rendement de la boite de reduction nétant pas de 100% on aura disons 90.
Le couple des moteurs
- A quoi correspond le couple ? : si on fixe perpendiculairement a l'axe d'un moteur une tige horizontale de un métre et qu'on accroche au bout de la tige un poids de un kilo , pour soulever ce poids , il faudra au moteur un couple (torque en anglais) de 1 kilo par métre soit 10 grammes par centimétre
- mais entre les divers systémes d'unités avec des pays comme la Grande Bretagne qui garde des unités exotiques j'ai toujours de la peine a m'y retrouver . Ce q'on trouve fréquement ce sont les unités suivantes :
- le NEWTON par CENTIMETRE (N/cm) qui est l'unité de base et correspond environ a 100 g/cm soit 0,1 Kg/cm (la différence entre les 2 systémes correspond a l'accélération de la pesanteur soit 9,8) et 1 Newton correspond environ à 100 grammes.
- le Kg/cm = 1000 g/cm = 10 N/cm = 100 mN/m
- La pente du terrain , les frottements et la vitesse qu'on veut obtenir ,augmentent bien entendu le couple nécessaire : on peut calculer mathématiquement ce couple et certains sites fournissent même un petit outil qui fait le calcul pour vous
- A titre indicatif notez que par expérience on constate que pour un robot de 1 a 2 kilos qui se déplace sur une surface a peu prés horizontale l'ordre de grandeur du couple suffisant pour chacun des 2 moteurs est d'environ 50 g/cm ou 5 mN/m (nous avons utilisé avec succés des MFA RE-385 qui correspondent a ce type de montage ils ont un couple de 65 g/cm avant reduction de 50 fois donc en sortie de boite on peut espérer prés de 3 Kg/cm soit 30 N/cm soit 300 mN/m). En effet on trouve souvent des montages proposés dans le commerce avec des moteurs d'environ 1 a 2 Kg/cm pour des robots de 2 a 3 kilos.
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- Les fournisseurs anglais utilisent des unités particuliéres: poids en lb, distances en ft .... ce qui rend leur datasheet difficiles a lire !
- Attention les fiches techniques indiquent deux couples différents : le couple en fonctionnement normal et le couple de blocage (qui est a eu prés 5 fois plus élevé)
Les moteurs pas a pas
Utiles pour assurer une rotation d'un angle précis, par exemple les mouvement d'un bras robotisé., mais on peut aussi faire tourner les roues mais ne vont pas vite.
Mais consomment beaucoup de courant et générent des parasites.
