Club robotique de Sophia-Antipolis

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Mesure de couple au dynamomètre

dimanche 29 novembre 2009, par Julien H.

Quand on a de la chance, et c’est fréquent, les moteurs sont surdimensionnés (ils fournissent plus de puissance que nécessaire) et il suffit de bien connecter l’électronique adaptée à ce moteur pour arriver à faire fonctionner notre robot comme on le souhaite.

Mais parfois on atteint les limites de fonctionnement : vitesse maximum trop faible par rapport à ce qu’on souhaite, glissements trop fréquents montrant un couple moteur trop faible par rapport au poids du robot, etc... Pour savoir si le moteur est fautif, ou si c’est l’électronique ou même le code logiciel, il faut alors faire des tests.

Dans cet article, nous présentons différents tests réalisés par le club pour des moteurs afin de déterminer leurs valeurs réelles et pas seulement les valeurs indiquées sur leur documentation technique officielle.

Tests de moteur pas à pas

Henri est un spécialiste des moteurs et c’est grâce à lui que nous avons lancé cette étude sur les moteurs et l’amélioration des performances. Comme il récupère des moteurs un peu partout (c’est le père du NanoBot et du PicoBot, basés sur des moteurs de lecteurs CD-ROM), il a l’habitude de tester leurs caractéristiques, ne disposant pas de leur documentation technique ou commerciale.

En 2008, nous avons testé dans son atelier les moteurs qu’on souhaitait utiliser pour le robot de la Coupe de France : il s’agissait d’un moteur pas-à-pas, donc son couple baisse lorsque la vitesse augmente. Il est donc très important de gérer correctement la commande pour gagner le couple maximum.

Voici une petite illustration de la mesure du couple (en attendant une description complète avec chiffres et courbes !) :

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Bras d’1m attaché au moteur
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Règle pour mesurer l’écartement
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Dynamomètre pour mesurer la force
  • On attache un bras d’1 mètre au moteur. Le moteur est connecté à son électronique de commande (pour être dans les conditions d’utilisation) et on alimente une ou deux bobines selon le mode choisi (pas, demi-pas) à la tension nominale.
  • Puis on écarte le bras de la position stable d’un angle selon des valeurs successives entre 0° et 1.8° (correspondant à la prochaine position d’équilibre). On utilise une règle pour se repérer.
  • Et à chaque écartement, on mesure la force qu’exerce le moteur sur le bras. Comme on a eu la bonne idée d’utiliser un bras d’1 mètre, cette force en Newtons se convertit directement en un couple de maintien en Newton mètres.

Bien sûr on ne peut jamais atteindre les 1.8° car le rotor "saute" et atteint le pas suivant où il se retrouve en équilibre. Mais on a quand même la possibilité de constater que le couple est maximum peu après la moitié du pas et on mesure ainsi le couple efficace de notre moteur.

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Courbe des tests réalisés par Pobot
test d’un Nema23 annoncé à 0.9 Nm

Vos commentaires

  • Le 9 février 2012 à 10:29, par EL BADAOUI En réponse à : Tests des caractéristiques des moteurs

    Re, Bonjour M Julien Je te remercie d’avoir répondu a ma question
    Enfait les Diamètres des arbres moteurs sont de 3mm
    Donc nous avons deux moteurs identiques. Le diamètre de l’arbre moteur de chaque moteur est le même est égale a 3mm
    Les roues ont un diamètres de 49.59mm .

    Je vous enverrai les photos après comme ca vous comprenez mieux le système et vous pourrez aigalement comprendre mon problème et suggerer éventuellement des solutions pour l’accouplement.
    Dans l’attente d’une réponse de votre part, je vous pri d’agree l’expression de mes alutations les plus distinguées

    Cordialement Adil ELBADAOUI

    • Le 9 février 2012 à 21:11, par Julien H. En réponse à : Tests des caractéristiques des moteurs

      La roue est creuse ou bien la roue a elle-aussi un axe ?

      Si elle est creuse, et que le diamètre intérieur du moyeu est très supérieur au diamètre de l’axe moteur,il faut construire ou trouver une pièce qui s’adaptera.

      Si elle est creuse, et que le diamètre intérieur est à peine supérieur à l’axe moteur, on peut combler l’interstice avec des tubes creux (laiton, alu) qu’on trouve en grande surface de bricolage et qu’on découpe à la longueur souhaitée puis qu’on emboite les uns autour des autres (attention à ne pas aplatir les tubes en les serrant trop fort).

      Si elle contient un axe, il faut un accouplement d’axes : on peut en construire un à peu de frais avec un simple domino d’électricité.

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