Comment marche un servo numérique?

[Invité]

Salut,

J'ai démonté un S3154 mort au combat, peut être que d'autres modèles sont différents:

Il y a un potentiomètre qui donne la position du palonnier, je m'attendais à trouver un codeur optique comme dans une souris d'ordinateur à bille... l'information de position est donc encore analogique.

Le signal d'entrée est aussi analogique (créneaux 1-2 ms standard).

La partie numérique ne concernerait donc que le circuit d'asservissement de position : comparateurs, gains Proportionnelle , temps Intégrale et Dérivée, présence éventuelle d'un processeur de signal DSP ou d'un microcontrôleur, commande numérique de l'ampli de puissance du moteur électrique...

Quelqu'un aurait il des infos sur cette partie asservissement?

Merci.

[ludocopter 0]

Salut,

Action dérivée sur du positionnement ? Tu es sûr ? Ca pourrait expliquer les vibration de certains servos numériques au neutre !

@+ ludo

[rbellanc 0]

Je pense que tu as raison sur tout la ligne .. je rajouterai que si ils utilisaient un encodeur optique, il faudrait ) à chaque démarrage que le servo éxecute un allé/retour pour se calibrer.

Sinon, pour le signal d'entrée, je crois que le GY401, si tu le mets en position DS, la période est beaucoup plus faible (inversement freq. plus élevée).

Enfin pour l'asservissement, je pense qu'ils doivent utilisés un filtre PID (Proportional Integral Dérivée).

[Invité]

salut,

quand on parle de numérique, c'est vraiment sur la commande moteur!! en gros on remplace un moteur à balet par un numérique qui a pour seul avantage d'avoir un couple en statique que n'a pas l'analogique! l'explication (pour les néophytes) c'est que dans un numérique on peu faire passer du courant dans les enroulements sans que le moteur tourne (on utilise juste l'effet aimant)

une petite photo d'un numerique:

[Invité]

Salut,

Action dérivée sur du positionnement ? Tu es sûr ? Ca pourrait expliquer les vibration de certains servos numériques au neutre !

@+ ludo

Non, je ne suis pas sur, il y en a peut être un peu pour améliorer la vitesse de réaction

Td : Lorsque Td augmente, le temps de montée change peu mais le dépassement diminue. Le temps d'établissement au régime stationnaire est meilleur. Pas d'influences sur l'erreur statique(wikipedia)

Pour les vibrations au neutre, je ne vois pas trop non plus...

[Invité]

une petite photo d'un numerique:

Salut héli34,

En fait, ton moteur est un moteur pas à pas, t'as démonté ca dans un servo de modélisme?

Dans mon S3154, le moteur n'a que deux fils:

c'est un moteur à balais (sans doute a rotor bobiné, je ne l'ai pas ouvert, il marche encore)

D'autres servos numériques , comme les S9452 que j'ai sur le gros T-Rex, ont un induit en cloche, mais toujours un collecteur et des balais.

[sambogosse 0]

Salut,

Effectivement c'est "juste" l'asservissement qui est numérique, et ça ne fait pas vraiment gagner de couple moteur (les moteurs sont les mêmes), mais améliore la réponse (vitesse & précision).

De l'info ici : http://www.futaba-rc.com/servos/digitalservos.pdf.

A+

[wareck 9]

Il n'y a pas que ça...

Sur un servo analogique,le moteur reçois une information de positionement.

Il tourne pour rejoindre cette position.

En meme temp le potentiometre tourne.

lorsque le moteur est arrivé à sa position demandée,le potentiometre renvoie une valeur à la carte de controle.

Cette valeur permet d'ajuster la postion réele du moteur,de palier au problemes de couple et force exercées sur le palonier.

C'est ce que l'on apelle la contre-reaction.

Sur ces servos,la justesse du positionement et calculée par une resistance variable (potentiometre) et c'est une contre reaction analogique..donc en temps réel...

Sur le numerique c'est le meme mecanisme,sauf que la contre-reaction est echantillonée...

C'est à dire que plusieures fois par secondes,la carte de controle mesure la positon du palonier en fonction de la commande demandée,et ajuste le moteur.

Le delais demander à la carte pour echantilloner/comparer/ajuster est rapide mais pas instantanée...

Ce qui implique des multiples corrections par secondes ==>fretillement des servos...

Mais en pratique,cela assure un positionement X fois plus preci,un couple et une vitesse de deplacement X fois plus precis...Le X correspond à la qualité du servo

Plus les composants sont precis et rapide plus le servo sera preci,mais plus il sera cher...

La technique de l'echantillonage couplé aux moteurs multipoles,et sur les modele haut de gamme un potentiometre numérique ou optique donnes les performance de ces servos...

Pour info,un moteur brushless focntionne comme un servo (en asservissement c'est ce que l'on appelle un synchro) sur lequel on "injecte" une erreur de positionement....le moteur voulant ratraper l'erreur,il se met à tourner...

[Invité]

De l'info ici :

A+

Merci sambogosse pour l'info, je n'avais pas trouvé ce pdf , il répond bien a ma question.

[wareck 9]

Regarde par là:

http://forum.modelisme.com/t123864-fonctionnement-dun-servo-analogique-vs-numerique.html

[Invité]

Salut wareck,

Les positionneurs dont tu parles utilisent des moteurs pas a pas (comme dans une imprimante ou un disque dur)

Le document Futaba dit que "les servos numériques ont les mêmes moteurs que les servos analogiques" à balais donc.

Il y a fort à parier qu'après les numériques brushless, les fabricants vont nous sortir des numériques "step by step", ou alors que les numériques brushless sont en fait des numériques pas a pas...

[ludocopter 0]

Non, je ne suis pas sur, il y en a peut être un peu pour améliorer la vitesse de réaction

Td : Lorsque Td augmente, le temps de montée change peu mais le dépassement diminue. Le temps d'établissement au régime stationnaire est meilleur. Pas d'influences sur l'erreur statique(wikipedia)

Pour les vibrations au neutre, je ne vois pas trop non plus...

L'action dérivée (Td) sert à accellerer la vitesse de correction. Sur les procédés lent et à retard il en faut (régulation thermique) mais sur les procédés rapide et sans retard (positionnement, débit), elle n'est pas utile sinon tu rentres en pompage (tu dérives un signal rapide = pointe de dirac = correction trop forte).

@+ ludo

[wareck 9]

Il existe les deux types de moteur 3 avec le brushless

Les moteurs standard mais avec 5 poles pour en quelque sorte regler la vitesse:

Deplacement rapide,accord grossier,accord fin...

La carte de controle sur le numerique vas ainsi alimenter le moteur en fonction de la commande

Les moteur multipoles (ceux en photo plus haut) deplacement rapide et principe du pas à pas..

les moteurs brushless,qui comme je le disais plus haut fonctionnent en triphasé...

La difference de phase entre les 3 signaux transforment le moteur en un resolveur de forme trigonometrique...

En gros les signaux donnés au moteur,lui fait prendre une position dans le cercle trigonometrique...en gros une valeur d'angle en degré...

A l'inverse une position du moteur "brushless" dans l'espace donne 3 signaux dephasés qui peuvent etre lu par un circuit electronique...

Donc on peut donc à la fois commander une position dans l'espace et lire si le servo à bien recopier sa position...

Donc sur les servos dis brushless,le potentiometre peu disparaitre...

Cette methode de positionement c'est ce que l'on appelle des synchro...je peut vous dire que c'est precis,c'est ce que j'utilise sur mes radar militaire (dans une echelle plus grosse bien sur) et sur les systeme de guidage des missiles,des tourelles de char...

Et pour avoir une precision de 1 millieme (1/3200 de degré) à 400 km c'est que c'est precis !

A j'oubliais un truc tout bete

Su les servo analogique,la position du neutre correspond à une valeur nule entre la commande du moteur et la valeur du potentiometre...

La tolerance de fabrication des potentiometre est de 1% d'erreur...

Sur le numerique la position du neutre correspond à un point entre +1 et -1° donc correction en permanence en focntion des elemets dis "parasites" (couple,chaleur,variation alimentation,variation de la commande...) donc "fretillements"

[rbellanc 0]

Je pense que la composante la plus importante dans l'asservissement numérique est l'Intégrale, qui va, en fonction du temps, augmenter la puissance du moteur tant que il y aura une erreur "l'erreur étant la différence entre la position demandée et la position réelle", ce que ne fait pas un asservissement analogique. C'est pour cela, à mon avis, que les servos numériques ont la réputation de bien revenir au neutre.

Je pense que la partie asservissement d'un analogique se fait via des Ampli OP, ou des CI spécialisés qui les intégrent, pour les numériques, c'est un micro-controleur avec une boucle/filtre PID. Pour ceux que cela intéresse, j'ai developpé en C pour un micro-controleur PIC ce type d'asservissement en position, et j'ai donc l'algo et tout les liens qui vont bien pour comprendre tout cela.