Le mouvement

Refs:Mobile Robots Ch. 7

Aperçue

Introduction

Moteurs CC

Solénoïde

Alliage à mémoire de forme (fil

musculaire)

Muscle pneumatique

Comment actionner

Introduction

Par définition un robot a une certaine mobilité

Actuateur => transforme énergie électrique (pile) en énergie mécanique (déplacement)

Plusieurs actuateurs de nos jours: Moteurs Fil musculaire ("Muscle Wire") Muscle pneumatique

Types d’actuateurs

Moteurs CC Avec brosses, sans brosses (brushed

et brushless) Servomoteur Moteur pas-à-pas (stepper)

Solénoïde

Alliage à mémoire de forme (fil

musculaire)

Muscle pneumatique

Moteur CC Tous les moteurs CC

fonctionnent grâce à la Force de Lorentz Un courant s’écoulant dans un

champ magnétique crée une force

La force de Lorentz est utilisé différemment selon le type de moteur sélectionné

Règle de la MAIN GAUCHE de Fleming(pour les moteurs)

http://www.diracdelta.co.uk

Moteur CC à brosse

Utilise un commutateur mécanique pour inversé la le sens du courant Contact direct entre

brosse/brosses et commutateur

Avantage: Pas cher d’acquisition

Inconvénients: Moyennement gros Cher d’entretien

Changement de brosses fréquent

Commutateur

Moteur CC sans brosse

Utilise un commutateur électrique

Nécessite une manière pour savoir l’orientation du rotor Capteur de l’effet

Hall Encodeur de

rotation

Moteur CC sans brosse

Avantage: Meilleur rendement et fiabilité Moins de bruis (audio et électrique) Plus longue durée de vie (pas d’érosion

de brosses) Moins d’interférences

électromagnétiques (EMI) Inconvénients:

Plus cher d’acquisition Nécessite un contrôleur complexe

Types d’actuateurs

Moteurs CC Avec brosses, sans brosses Servomoteur Moteur pas-à-pas (stepper)

Solénoïde

Alliage à mémoire de forme (fil

musculaire)

Muscle pneumatique

Servomoteur

Utilisé pour direction précise/ contrôle de position Boucle rétroactive intégrée

S’applique bien aux surfaces de contrôle Pas pour la propulsion

Pas cher: $18 et plus Disponible dans un hobby

shop Simple à utiliser

Servomoteur

Contrôlé par un signal PWM (pulse width modulation)

Types d’actuateurs

Moteurs CC Avec brosses, sans brosses Servomoteur Moteur pas-à-pas (stepper)

Solénoïde

Alliage à mémoire de forme (fil

musculaire)

Muscle pneumatique

Positionnement exact Sans rétroaction

Tourne 1.8 à 3.6 degrés par pas

Utilisé: scanner, imprimante, vieux disque dur…

Control légèrement plus complexe

Utilise continuellement du courant (mauvais pour robot)

Moteur pas à pas

Rotor a des dents magnétiques permanent (p. ex. 25 dents)

Stators ont des dents magnétique qui s’alignent avec les dents du rotor

Rotor est contrôlé en modifiant le magnétisme des stators

Moteur pas à pas

Fonctionnement de base Plusieurs bobines stationaires à

l’extérieur (stator) Aimant permanent à l’intérieur (rotor)

www.doc.ic.ac.uk/~ih/doc/stepper/control2/sequence.html

Comment a-t-on des pas de 3.6o?

Rotor a 25 dents/360o = 14.4o

Chaque Stator a 4 dents 4 dents du rotor doit matcher 4

dents du stator ON 14.4o / 4 = 3.6o

http://www.doc.ic.ac.uk/~ih/doc/stepper/kp4m4/index.html#100

Types d’actuateurs

Moteurs CC Avec brosses, sans brosses Servomoteur Moteur pas-à-pas (stepper)

Solénoïde

Alliage à mémoire de forme (fil

musculaire)

Muscle pneumatique

Solénoïdes Simple bobine avec un

noyau magnétique mobile

Utilisé pour les leviers, verrouillage électrique de portes, etc

Translation et NON une rotation (contrôle bang/bang)

Types: pousse, tire ou les deux

http://www.societyofrobots.com/

Types d’actuateurs

Moteurs CC Avec brosses, sans brosses Servomoteur Moteur pas-à-pas (stepper)

Solénoïde

Alliage à mémoire de forme (fil

musculaire)

Muscle pneumatique

Fil musculaire – Alliage à mémoire de forme

Technologie récente Comment ça fonctionne:

Un courant électrique chauffe le fil Lorsque froid, le métal peut être déformé

(long) La chaleur retourne le métal à sa forme

original (court) Désaventage:

Le refroidissement peut être lenthttp://www.youtube.com/watch?v=k20J4NDgAYkhttp://www.youtube.com/watch?v=k9f-W6Xi_Wo

Types d’actuateurs

Moteurs CC Avec brosses, sans brosses Servomoteur Moteur pas-à-pas (stepper)

Solénoïde

Alliage à mémoire de forme (fil

musculaire)

Muscle pneumatique

Muscles pneumatiques

Comment ça fonctionne: (comme un humain) Un gaz comprimé gonfle la membrane

(rapetisser) Supression du gaz cause une

contraction de la menbrane (allongement)

Avantage: Ratio puissance/poind élevé

Désavantage: Nécessite un gaz comprimé Besoin d’une pompe ou d’une bombone

Poid 100g Génère un force de 3000N

Aperçue

Introduction

Moteurs CC

Solénoïde

Alliage à mémoire de forme (fil

musculaire)

Muscle pneumatique

Comment actionner

Comment actionner?

Moteurs CC et servomoteurs Signal PWM

Moteur CC – Vitesse Servos – Position

Comment actionner?

Comment créer le signal PWM? Attente active (Busy waiting) Interrups (il en faut 2)

Quelques (en fait, la plusieurs) microcontrôlleurs ont un module PWM

Module PWM

Vous allez l’utiliser au prochain labo!

Intro Moteurs DC Solenoïdes Alliage à mémoire de forme Mulcles pneumatiques

Sommaire

Questions?