Suivi du soleil avec une parabole motorisée

[Patrick 47]

Je suis prof de productique (usinage sur commande numérique).
Avec mes élèves, nous avons réalisés une parabole motorisé qui suit le soleil (la partie électronique est en cours de réalisation).
Au foyer de la parabole il y a un moteur Stirling qui utilise la concentration du soleil pour être mise ne rotation.
La partie mécanique est terminée, les moteurs sont en places.
Les photos et le détail des plans de fabrication sont disponible sur mon site (http://www.prof-mpk.fr).
Maintenant il faut que je réalise la partie électronique pour le pilotage de la parabole.
Il faut qu'elle soit opérationnelle pour le 5 mai 2012 pour les portes ouvertes du lycée.

Je gère avec l'Arduino + un L293DNE:
5 LDR,
2 moteurs en 12 Vcc, (2 x 2 sens de rotation)
4 contacteurs fin de course,

DONC:
J'ai acheté un Arduino, j'ai réalisé la gestion du suivi du soleil avec 4 LDR.
Le principe marche bien (pour le moment les moteur sont des LED)
J'ai aussi un L293DNE pour le pilotage des 2 moteurs avec deux sens de rotations en 12 Vcc.
Le câblage est terminé, mais j'ai un problème pour une connexion.

VOICI MON PROBLÈME.

L'arduino est alimenté avec une pile de 9V.
Le moteur est alimenté avec une alimentation de 12Vcc.

Le L293DNE prend le 5v de l'Arduino sur le broche N°16 ????
La broche 4,5,12 et 13 sont à la masse du 5v est du 12v ???? (Question)
Le + du 12v est sur la broche N°8 ????
Broche 2,7,15,10 pour l'inversion du sens de rotation.
Broche 1,9 pour la mise en route des moteurs.

MA QUESTION BÊTE EST:

La masse de l'Arduino est-il commun avec le moins du 12V (Voici la vrais question toute bête)

Merci d'avance pour une aide sur ce petit problème, je n'ose pas brancher le système avant une réponse sur cette question....

[Lionel]

Bonjour,

très beau projet,
oui il faut relier les masses en 4,5 12 et 13 du L293 ainsi que le moins du 12V
le + des moteurs (le 12V pour vous) est bien en 8
les broche 2 & 7 servent a définir le sens de rotation du moteur 1 (on envoie 0 ou 5V sur ces broches)
les broche 15 & 10 servent a définir le sens de rotation du moteur 2
(cf. table de vérité de la datasheet)

la broche 1 sert a mettre en marche (a fond si 5V) le moteur 1
la broche 9 sert a mettre en marche (a fond si 5V) le moteur 2
sur les broches 1 & 9 si on envoie un signal PWM au lieu d'un signal 0 ou 1, on pourra faire varier (dans une certaine mesure) la vitesse de chaque moteur

si vos moteurs ne consomment pas trop de courant, ça va passer
Allez y, vous nous raconterez

[Patrick 47]

Merci pour cette réponse très très rapide.

J'ai un schéma de motorisation où le moins du 12v est en contact avec la masse de l'Arduino, cela est-t-il normal?

Autres questions:

J'ai vu des montages d'interrupteurs avec est sans résistance de 10K, pour mon montage j'ai pris la solution sans résistance.
Mes interrupteurs seront-ils opérationnels, la carte Arduino supportera-t-elle ce câblage?
C'est peut être des questions de débutant, mais je débute avec Arduino et en électronique.

Merci d'avance.

[Lionel]

re-
Oui, comme dit au dessus, le moins de votre (batterie?) 12v doit être relié avec le moins de l'arduino, si vous êtes très inquiet, mettez un fusible sur le +12V (1,5A)
la présence des résistances 10k est importante, elle sert a fixer l'état logique de l'interrupteur dans son état repos, a éviter que la patte soit en l'air

[caco74]

bonjour peut etre un brin de reponse sur ce dossier.

http://dl.dropbox.com/u/12053147/UTBM/EN41/RapportLatex/Tracker_Solaire.pdfl

[Patrick 47]

Encore merci,

Bon maintenant je fais le câblage du système, je donne des nouvelles dès que le système fonctionne.

Merci pour l'aide.

Patrick.

[Cassiope34]

Bonjour Patrick,

je suis désolé de ne pas être d'une grande utilité quant aux questions que tu te poses (je me lançe à peine dans ce monde de l'Arduino et donc un petit peu dans l'électronique ), mais Lionel est là
Par contre je trouve ce projet épatant, et du coup c'est moi qui aurait quelques petites questions :

- pourquoi ne pas avoir choisis des moteurs pas à pas ? il me semble que les moteurs ne devraient pas tourner beaucoup !
Ils sont peut-être un petit chouia plus compliqués à mettre en oeuvre ( et encore c'est pas sûr ), mais plus adaptés cette utilisation me semble-t-il...!?

- le moteur Stirling sera-t-il destiné à entrainer une petite dynamo ?
Sachant que le rendement maximum que l'on sait obtenir de cellules photovoltaïques est d'env. 20%, je me suis toujours demandé si l'on pouvait dépasser ce rendement avec le montage que tu réalises ici !?

- éventuellement, reviendrais-tu nous montrer le résultat final ?

- accessoirement pourrais-tu indiquer où t'es-tu procuré le moteur Stirling ?
Je connais celui-ci qui est vraiment destiné à ton projet, mais il est malheureusement très cher...

Bon courage,

@+

[Lionel]

Bonjour cassiope34,

le design de patrick est déjà très avancé et le choix des moteurs a courant continu + réducteur est un bon choix en terme de rapport qualité/prix/puissance nécessaire/charge a déplacer.
Vu la qualité du dossier de définition (vraiment excellent ! big up au lot & garonne ), je suppose que le choix de ses actionneurs s'est fait après calcul.

Concernant les moteurs Stirling, je laisse Patrick nous dire ce a quoi ils sont destinés, mais si tu suis le lien posé dans son premier post, tu verras qu'ils sont fabriqué au sein de son établissement scolaire.

Je te rejoins dans la demande de suivi de l'avancée du projet, je veux bien les étapes même en plus du résultat final !!!

Ah ! et sinon, j'ai une question, quel est le matériau réflecteur qui est placé sur la parabole ?
Est-ce de l'aluminium ? J'ai entendu dire que le mylar était beaucoup plus efficace en terme de réflexion et même... la peinture blanche chargée en oxyde de titane (mais pas brillante)... avez vous entendu parler de ça ?

Très beau travail encore !

[Patrick 47]

Pour Lionel et Cassiope34,

j'ai travaillé deux ans avec mes élèves de productique pour réaliser les moteurs Stirling, nous en avons réalisés exactement 13.
La dernière série de 10 fonctionne bien, j'ai des vidéos sur you tube ( en passant par mon site, un peu rudimentaire!) du fonctionnement et de la fabrication.
Le projet de la parabole date de l’été dernier, j'ai dessiné les plans en juillet et août 2011.
La fabrication a débutée en septembre 2011 et la fin des usinages et du montage le 11 avril 2012 exactement.

Pour l'utilisation du Stirling, en fin de compte c'est une réalisation qui motive les élèves en BAC PRO Usinage.
Le Stirling n'a pas de puissance, mais il fonctionne bien, ce n'est pas évident car il y a beaucoup d'ajustements.
Toutes les pièces sont réalisées sur commande numérique.

L'étape suivante c'est la réalisation d'une parabole motorisée plus grande avec un Stirling plus puissant et qui puisse être transportée dans une petite remorque de voiture, et qui puisse fournir 1500 à 2000w pour une famille dans un pays autre que la France. (Argentine et Bénin)

Concernant le réflecteur sur la parabole, c'est uniquement du ruban adhésif pour assembler les panneaux d'isolation de chauffage.
(c'est de la récupération)

Pour les moteurs:
Vitesse de rotation de 3500 tr/min plus un réducteur, en sortie d'arbre il tourne (sous 12v) à 5 tr/min (200€ pièce, pour le lycée).

Pour suivre l'évolution du projet c'est simple, je mets mon site à jour régulièrement ( surtout pour mes élèves)

Mais dès que le suivi du soleil marche je vous tient au courant.

Bon avec tous cela je n'ai pas avancé mon cablage.

@+

[Cassiope34]

Merci Lionel, effectivement je ne m'étais pas attardé suffisament sur le site super donné par Patrick

Mais y aurait-y pas comme un soupçon de chauvinisme par hasard ?!

Ah si j'avais eu un prof qui nous donne de tel projets quand j'étais en Dess-Dus au lycée en 1977, cela aurait certainement changé ma destinée

Comme tu le sais sans doute, des moteurs pas à pas ou normaux se trouvent facilement dans de vieilles imprimantes par exemple. Quant aux calculs d'efforts et puissance nécessaire, c'est vrai que je ne sais pas trop ce que des petits moteurs pas à pas peuvent fournir, mais quand je vois ce que certain réalisent, je pense aux CNC par exemple, je pensais qu'ils avaient en général pas mal de couple...

J'espère bien que Patrick aura un petit peu de temps pour venir nous expliquer la suite et tenter de répondre à toutes nos questions...!


@+

[Patrick 47]

Voilà, le câblage est terminé, maintenant je modifie le programme pour gérer l'inversion de rotation des moteurs.
Cet après midi, je poste des photos de l'ensemble et peut-être une vidéo.
@+

[Cassiope34]

J'ai hâte de lire l'algorithme utilisé pour l'asservissement des moteurs par les 4 LDR

Régulation PID ?

@+

[Patrick 47]

Bonjours Lionel,

Voilà j'ai terminé le câblage et le programme.
Problème, rien ne marche.
Donc pour tester le L293, j'ai fait un petit programme.
A la place des deux moteurs j'ai mis 2 leds pour le moteur droit et 2 leds pour le moteur gauche.
Le petit programme fonctionne si je supprime mon alimentation extérieure et que je branche le "Vin" sur la broche 8 du L293D.


Le système ne marche pas SI:
Alimentation du L293D
Sur la broche 8 du L293D je branche le + 12v et le -12v sur GND des ports analogiques.

Pourquoi cela ne marche pas avec l'alim extérieure.
Je n'utilise pas le GND du port numérique.

Je sèche sur le problème.
Merci de venir à mon aide.

Patrick.

[Lionel]

Bonjour,

pourriez vous poster une photo de votre câblage (ou schéma) ? de votre alim externe (ou ses références) ?
Ainsi que votre code

je ne comprends pas la différence que vous faites entre GND du port numérique et GND des ports analogiques ?
Sur l'arduino, les 3 GND présents sont tous reliés, c'est normal, c'est la masse.

[Patrick 47]

Lionel,

En plus de mail.


Voici le code de test, il fonctionne si le "Vin" est sur la broche 8 du L293D.

Il ne marche pas si je branche le +3V sur la broche 8 et le -3V sur le GND.

Code: Tout sélectionner

 //PETIT programme pour tester le L293D
 // les moteurs sont remplacés par des LEDs
 // Ce programme marche si je branche "Vin" sur la borne 8 du L293D
 // Il ne marche pas si je branche du +3v extérieure sur la broche 8 et le -3v au GND

 const int moteur_G_D_On_Off = 9; // Broche N°1 du L293DNE
 const int rotation_Gauche = 12;  // Broche N°2 du L293DNE
 const int rotation_Droite = 13;  // Broche N°7 du L293DNE
 
 const int moteur_H_B_On_Off = 8; // Broche N°9 du L293DNE
 const int rotation_Haut = 10;    // Broche N°15 du L293DNE
 const int rotation_Bas = 11;     // Broche N°10 du L293DNE
 
  void setup()
{
 //*******************************************
   Serial.begin (9600);
   // Moteur GAUCHE DROITE
   pinMode (moteur_G_D_On_Off, OUTPUT);
   pinMode (rotation_Gauche, OUTPUT);
   pinMode (rotation_Droite, OUTPUT);
   // Moteur HAUT BAS
   pinMode (moteur_H_B_On_Off, OUTPUT);
   pinMode (rotation_Haut, OUTPUT);
   pinMode (rotation_Bas, OUTPUT);
 
}
  void loop ()
{

   digitalWrite (moteur_G_D_On_Off, HIGH);
   digitalWrite (rotation_Gauche, LOW);
   digitalWrite (rotation_Droite,HIGH);
   Serial.println("Boucle moteur droite");
   Serial.println("**********************");
   delay(600);
   digitalWrite (rotation_Gauche, HIGH);
   digitalWrite (rotation_Droite,LOW);
   Serial.println("Boucle moteur gauche");
   Serial.println("**********************");
   delay(600);
   digitalWrite (rotation_Gauche, LOW);
   digitalWrite (rotation_Droite,LOW);
   digitalWrite (moteur_H_B_On_Off, HIGH);
   digitalWrite (rotation_Bas, LOW);
   digitalWrite (rotation_Haut,HIGH);
   Serial.println("Boucle moteur haut");
   Serial.println("**********************");
   delay(600);
   digitalWrite (rotation_Bas, HIGH);
   digitalWrite (rotation_Haut,LOW);
   Serial.println("Boucle moteur bas");
   Serial.println("**********************");
   delay(600); 
   digitalWrite (rotation_Bas, LOW);
   digitalWrite (rotation_Haut,LOW); 
 
}

Petitr vidéo du programme test qui marche.

[Lionel]

Bonjour,

ai reçu votre schéma... en tout petit...

CIRCUIT PARABOLE.jpeg (14.07 Kio) Vu 1000 fois

mais disons qu'il me semble voir que la patte 8 est reliée au GND ?! est ce la réalité ?

quel type d'alimentation externe utilisez vous ?

[Patrick 47]

La patte 8 est pour le moment reliée au "Vin".

Quand j'alimente avec du 3v (2 pile de 1,5v) sur la patte 8, rien ne marche.

[Lionel]

Ok, normal, plusieurs choses issues de la datasheet du composant (page 5)

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/l293d.pdf

Vcc1 doit être compris entre 4.5 et 7V (c'est le +5V de la partie logique) - patte 16 du L293
Vcc2 (Alim moteur) doit être compris entre Vcc1 et 36V - patte 8 du L293

PRINTOUILLE_001056_low.png (149.11 Kio) Vu 993 fois

par contre juste pour clarifier, les 2 piles c'est +3V et 0V ou GND, pas -3V
pareil lorsque vous me parlez de -12V je suppose que c'est le - de votre alim ou batterie (je ne sais toujours pas malgré mes multiples requetes) et donc c'est le GND ou 0V batterie (ou alim) mais certainement pas -12V

on parle de -12V ou -3V ou -xxV lorsqu'on utilise une alimentation symétrique, ce qui n'est, je l'espère, pas votre cas

[Patrick 47]

OK pour pour l'histoire du -xxV,

Donc le +3v est sur la patte 8
Le 0V est sur le GND de l'arduino

J'alimente l'arduino avec le port du Mac ou mon adaptateur. (selon mon humeur)

Mon alimentation c'est un AC-DC ADAPTOR, 9v, 300mA max. (de la récupération)

Bon pour ce soir j’arrête.

Je reprendrai demain.

Merci encore, et certainement à demain.

Bonne soirée.

[Lionel]

(...)
Donc le +3v est sur la patte 8(...)

Vcc2 (Alim moteur) doit être compris entre Vcc1 et 36V - patte 8 du L293

Donc pas bon, en aucun cas, ce qui est sur la patte 8 ne peut être inférieur a Vcc1 (les 5V de l'arduino)

(...)
Merci encore, et certainement à demain.

Bonne soirée.

Merci, bonne soirée aussi,
par contre ce week-end, je serai -a priori- loin de la moindre connexion internet... donc courage et à lundi....