Auteur Sujet: Fréquence de récurrence PWM  (Lu 713 fois)

Benoit92

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Fréquence de récurrence PWM
« le: octobre 24, 2017, 12:27:48 am »
Bonjour,
Suivant le type de moteur utilisé, la fréquence de pilotage est différente.
Cette fréquence varie en fonction en particulier des épaisseurs de tôle, de la technologie du moteur . . .
Pour cela, j'ai besoin de faire varier la fréquence de récurrence du PWM en fonction du type de moteur.
Et éventuellement pour optimiser cette fréquence(éviter les bruits moteur trop important)
Je m'aperçois que cela n'est pas possible dans le cadre de l'instruction AnalogWrite.
Il parait que d'origine, l'Arduino Uno donne une fréquence de récurrence de 890 Hz : c'est beaucoup trop pour un moteur surtout par exemple pour un moteur Märklin avec inducteur bobiné (ou moteur universelle ou moteur à CC Série) qui doit être limité au environ de 50-60 Hz.
Cette capacité à gérer les fréquences de récurrence est gérée par le protocole DCC (CV 9 Période PWM 0...255 (0))

Quelle serait la méthode pour pouvoir changer cette fréquence de récurrence sur les PWM Arduino?

Jean-Luc

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Re : Fréquence de récurrence PWM
« Réponse #1 le: octobre 24, 2017, 08:20:19 am »
Bonjour,

Le sujet a été traité sur Locoduino : http://www.locoduino.org/spip.php?article202
« Modifié: octobre 24, 2017, 08:36:46 am par Jean-Luc »

Benoit92

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Re : Fréquence de récurrence PWM
« Réponse #2 le: octobre 24, 2017, 10:13:06 am »
Merci Jean-Luc,
Je vais analyser ce document.
Je pense que seules, les entrés ENA1 et ENA2 du L298N doivent être avoir la bonne fréquence de commande du moteur.
Les signaux IN1, UN2, IN3 et IN4 sont fixes sauf en cas de changement de sens de rotation du moteur ?

Jean-Luc

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Re : Fréquence de récurrence PWM
« Réponse #3 le: octobre 24, 2017, 11:47:50 am »
Ça dépend de ce que l'on veut faire.

Si la PWM est sur ENx, le moteur continue de tourner sur son erre quand elle est à 0. Si elle est sur INx, le moteur est freiné (le pont absorbe le courant engendré).

Benoit92

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Re : Fréquence de récurrence PWM
« Réponse #4 le: octobre 24, 2017, 01:35:59 pm »
Merci,
Au fait, pour les moteurs, il faut prendre des 12V ou des 24V ?

Jean-Luc

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Re : Fréquence de récurrence PWM
« Réponse #5 le: octobre 24, 2017, 07:03:10 pm »
Ben ben, j'en sais rien  :)

Normalement l'alimentation des loco de cette échelle se fait en combien de volts ?

Benoit92

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Re : Fréquence de récurrence PWM
« Réponse #6 le: octobre 24, 2017, 07:48:26 pm »
Les locomotives Mârklin Echelle 1 utilisent les mêmes "Central station" que les locomotives HO.
Ces centrales sont multiprotocoles : MM1, MM2, mfx, Dcc.
Par contre, le décodeur est musclé en terme de puissance.
Pour le Dcc, la tension peut varier de + 21 volt à -21 Volt.
Comme la valeur moyenne du signal Dcc = 0, je pense que la tension moyenne maximale correspondant au signal  Dcc redressé (pont de diode) doit être de 21 Volt (pour pwm 100% duty cycle).
Par contre, je ne sais pas si je peux utiliser un moteur 12V en ne dépassant pas 50% de duty cycle.

Jean-Luc

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Re : Re : Fréquence de récurrence PWM
« Réponse #7 le: octobre 25, 2017, 08:50:19 am »
Par contre, je ne sais pas si je peux utiliser un moteur 12V en ne dépassant pas 50% de duty cycle.

Certainement pas avec une PWM à 50-60Hz. Le moteur va fonctionner en conduction discontinue et l’intensité atteindra l’intensité Max 50% de temps. Le moteur va en prendre plein les gencives.

On peut le faire mais il faut une fréquence beaucoup plus élevée pour que le moteur soit en conduction continue.

Benoit92

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Re : Fréquence de récurrence PWM
« Réponse #8 le: octobre 25, 2017, 10:26:09 am »
Ok,
De toute façon, je sais qu'il faudra que je fasse des essais pour déterminer la fréquence de récurrence applicable au moteur en vérifiant :
 - la température des moteurs,
 - la température du pont (double) en H.
 - écouter les moteurs "chanter"

Le lien documentaire "http://www.locoduino.org/spip.php?article202" que tu m'as fourni est en effet  très intéressant.

Nota :une idée : je peux aussi mettre les deux moteurs en série (ils vont s'autoréguler par le couple)

Jean-Luc

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Re : Fréquence de récurrence PWM
« Réponse #9 le: octobre 25, 2017, 11:07:27 am »
Grosso modo il y a 3 solutions :

1) PWM basse fréquence, disons 100Hz

Avantage : bon ralentis
Inconvénient : le moteur chauffe plus qu'avec une tension continue et un courant moyen équivalent, surtout si tu alimentes en 20V un moteur 12V. À vue de nez, à faible vitesse de rotation, le moteur dissipera 3 ou 4 fois plus d'énergie que si, pour la même vitesse de rotation, il était alimenté avec une tension continue. Le bruit, la mécanique vibre à la fréquence de la PWM.

2) PWM « haute fréquence », au delà de l'audible, plus de 20kHz

Avantages : pas de bruit, ne chauffe pas car le courant est quasi continu comme si le moteur était alimenté avec une tension continue.
Inconvénients : Le L298 est à l'agonie, il faut un pont en H CMOS qui montent à des fréquences plus élevées (voir les modules Pololu, mais il me semble que j'en avais déjà parlé). Comme avec une tension continue, le ralenti est pas top, on ne peut pas atteindre de très faibles vitesses de rotation.

3) PWM « haute fréquence », au delà de l'audible, plus de 20kHz et asservissement de vitesse (ce qui est appelé compensation de charge dans les décodeurs de locos)

Avantages : les même que en 2) + ralentis impeccables, côté utilisateur la commande n'est pas la PWM à appliquer mais la vitesse de rotation moteur désirée (et indirectement la vitesse de la loco)
Inconvénients : le pont en H qui va bien (voir 2)), matériel pour mesurer la vitesse, logiciel un peu plus compliqué : il mesure la vitesse de rotation du moteur et adapte la PWM de manière à garder cette vitesse voisine d'une consigne. Dans ton cas, la mesure de vitesse peut se faire via un codeur sur l'arbre du moteur (généralement un tout petit aimant qui passe devant un capteur à effet Hall). Ce codeur génère des impulsions qui sont comptées par l'Arduino via une entrée d'interruption. On trouve des moteurs déjà équipés de codeurs, généralement pour la robotique.

Perso, je me lancerais dans ce type de réalisation où je fais la loco de A à Z, je ferais 3 sans la moindre hésitation.

Benoit92

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Re : Fréquence de récurrence PWM
« Réponse #10 le: octobre 25, 2017, 11:32:58 am »
Ok, je vais y réfléchir sachant que j'ai pris des moteurs/réducteur chez Aliexpress (dont je ne connais pas trop les perfos)
J'ai 2 types de moteurs réducteurs (
1) moteur réducteur à monter verticalement avec sortie latérale
    - Avantage : facilité d'intégration
    - Inconvénients : le freinage peut être violent en cas de perte de courant.
(Ne prendre en compte que l'aspect géométrique pour le moteur décrit  ci-dessous)
https://fr.aliexpress.com/item/1PCS-Reversible-High-Torque-12V-DC-200RPM-Worm-Geared-Motor-Gear-Reducer-Turbo-Motor-Suitable-For/32801628457.html?spm=a2g0w.search0104.3.9.CLaZow&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_5_10152_10065_10151_10344_10068_10345_10342_10343_10340_10341_10541_10540_10084_10083_5370020_10305_10304_10307_10306_10177_10302_10060_10155_10154_10056_10055_10539_10538_10537_10312_10536_10059_10313_10184_10314_10534_10533_100031_10103_10073_10102_5590020_5640020_10142_10107,searchweb201603_25,ppcSwitch_5&btsid=5c42d60d-46f8-497e-9bff-cf8816a3f57a&algo_expid=59ac744f-4f02-42e0-975f-831cf9688f04-1&algo_pvid=59ac744f-4f02-42e0-975f-831cf9688f04


2) Moteur réducteur axiale
    - Avantage : pas de blocage violent en cas de perte de courant.facilité d'intégration
    - Inconvénients : la longueur  moteur + réducteur =  (je ne sais pas si cela passera dans la largeur de la loco)
(Ne prendre en compte que l'aspect géométrique pour le moteur décrit  ci-dessous)
https://fr.aliexpress.com/item/25-MM-370-Brosse-Mini-Moteur-COURANT-CONTINU-12-Volts-Moteur-lectrique-Motor-ducteur-Haute-Couple/32670886100.html?spm=a2g0w.search0104.3.70.xR9hhT&ws_ab_test=searchweb0_0%2Csearchweb201602_5_10152_10065_10151_10344_10068_10345_10342_10343_10340_10341_10541_10540_10084_10083_5370020_10305_10304_10307_10306_10177_10302_10060_10155_10154_10056_10055_10539_10538_10537_10312_10536_10059_10313_10184_10314_10534_10533_100031_10103_10073_10102_5590020_5640020_10142_10107%2Csearchweb201603_25%2CppcSwitch_5&btsid=f3c1e0b8-c535-4d51-9543-4dce2c34d315&algo_expid=3b2ec934-560a-42b1-8f23-89fc1b853df2-9&algo_pvid=3b2ec934-560a-42b1-8f23-89fc1b853df2

3) Question : vaut-il mieux 2 moteurs de 24 V en parallèle ou 2 moteurs 12 V en série ?

Jean-Luc

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Re : Re : Fréquence de récurrence PWM
« Réponse #11 le: octobre 25, 2017, 11:52:39 am »
3) Question : vaut-il mieux 2 moteurs de 24 V en parallèle ou 2 moteurs 12 V en série ?

Je dirais deux 12V en série pour 2 raisons :

1 - l'offre en moteurs 12V est beaucoup plus conséquente
2 - le courant traversant les deux moteurs sera strictement identique, ce qui permet, si les frottement sont les mêmes, une vitesse de rotation plus homogène

Les moteurs avec codeur chez Lextronic

https://www.lextronic.fr/R3989-moteurs-avec-encodeur.html
« Modifié: octobre 25, 2017, 11:54:52 am par Jean-Luc »