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Filament ABS

JL3D46

32 bits Intégration d'une Smoothieboard V1.3

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Bonjour,

J'ai acquis une carte Smootieboard V1.3 avec l'écran tactile 3.2" qui va avec, afin de piloter une imprimante. Sur plusieurs sites, y compris sur celui ci on arrive à trouver un mappage à peu près correct des connecteurs, néanmoins j'ai du mal à trouver le détail des pilotes pour les moteurs pas à pas. 

J'aimerais faire un schéma élec le plus propre possible et un petit banc d’essai avant de tout installer.

Savez vous ou je pourrais trouver le plan de brochage des 5 prises  JC M1 à JC M5 qui permettent de piloter le moteur en passant par un stepper externe. (pour ce qui me concerne un classique TB6600)

J'ai bien tenté une recherche sur ce forum mais sans résultat...

Merci beaucoup

J-Luc

Modifié (le) par pascal_lb

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Il y a 3 heures, JL3D46 a dit :

J'ai acquis une carte Smootieboard V1.3

si c'est une vrai Smoothieboard que tu as acheté tu devrais trouver ce que tu cherche ici :  http://smoothieware.org/smoothieboard

Modération : @JL3D46 j'ai déplacé ton post pour une meilleure visibilité
 

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Bonjour Pascal,,

J'avais bien fait une recherche à cette adresse, mais visiblement, la "vraie" est la V1.1 , il n'existe pas de version 1.3 , donc je suppose que la MKS Sbase n'est pas une "vraie" .

Or j'avais pris la 1.3 justement parce qu'il était clairement indiqué la possibilité de connecter des drivers sur une prise en amont des drivers de la carte.

1376742062_Docpinout.JPG.06d4d30f7a443efe9378515fcb4da55e.JPG

 

Et sur ma carte (c'est donc une MKS SBase V1.3) il y a bien ces connecteurs disponibles :

 

1041787524_PinoutPaP.thumb.JPG.685c5a12e13cf244d55a514314fc4e6d.JPG

 

En y regardant de plus près ( sur la doc smoothieboard V1.1) on trouve la possibilité de souder un connecteur et le pinout V1.1 indique bien l'affectation de chaque sortie.

 

1382503034_ExtraitPinoutV1.1.JPG.a203b02549dd3b8eabb5b18af2c8b621.JPG

 

Sauf que sur la V1.3 la configuration n'est pas la même, et qu'en fouillant sur divers forums j'ai trouvé plusieurs commentaires indiquant une inversion des broches sur les cartes MKS (y compris semble t'il pour la connectique moteurs) peut être bien pour des questions de copyright.

Ce qui m'amène à (re)poser la question plus précisément : ou trouver le pinout de la version 1.3 de MKS Sbase? je suppose que je ne suis pas le premier à tenter l'aventure avec cette carte ...

A bientôt

J-Luc

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@sanslui Merci pour ces liens, c'est du costaud niveau schéma , mais (à moins d'avoir loupé un truc sur ce lien) j'aurais juste besoin d'une info toute simple :

Sorties moteur : A+ / A-   B+ / B-   physiquement sur le connecteur ils sont brochés dans quel ordre ? je sais, si ça tourne à l'envers il suffit d'inverser ... mais ça me gène de travailler "au pif"  

Sorties pilote pour stepper externe : GND / ST / DIR / EN  (si c'est bien ça ?) : Même question ?

@pacal_lb : Je viens de découvrir ton post sur le sujet qui m'intéresse ! donc il y a de l'espoir concernant les réponses à mes questions ... 

Par contre, il ne me semble pas avoir vu sur ton montage de connecteur pour stepper externe, sais tu ou trouver l'info ?

@+

J-Luc

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Ah là là !!!  quel c.. je suis !!!

Et bien pour travailler proprement, j'avais monté la carte sur une plaque pour faire un petit banc d’essai, et sans les lunettes je n'ai pas prêté attention à tous les petits points de soudure.

(certains points n'en sont pas ...) 

Pour ceux qui ont la vue qui baisse :

 372200622_Pinoutarrire.JPG.4bd667792a00634d2c1a14d5e49aee14.JPG

C'est dur de vieillir ...

Merci  @sanslui

@+

J-Luc

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Bonsoir,

Tant que j'en suis à poser des questions de débutant ... 

C'est bien gentil de noter 1A 1B 2B 2A mais dans quel sens doit on comprendre les couplages de phase?  le 1 avec le 1 , le 2 avec le 2 , A et B étant le + et le - ? 

ou bien l'inverse ? bobine A / bobine B  , 1 et 2 en + et - ?

Est ce que c'est lié à une norme différente Europe / Asie / US ou chacun fait sa sauce ?

Je vais bien finir par trouver une solution qui fonctionne me direz vous... mais franchement ça serait pas inutile d’harmoniser ces références.

Autre question (ou plutôt demande de confirmation), il me semble au vu des schémas que les circuits de la V1.1 tournent en 3.3V , donc nécessité de passer par un circuit intermédiaire pour passer les consignes en 5V au stepper externe. C'est pareil pour la SBase 1.3 ? (encore un "petit détail" qui peut faire que rien ne fonctionne).

Promis, une fois tous ces "petits détails" réglés et vérifiés sur banc d’essai,  j’essaie de faire un schéma propre et facile à comprendre. Si ça peut simplifier la vie à ceux qui suivront...

@+

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Bonjour,

Puisque à mon niveau, l'important est de défricher le sujet, j'ai commencé à tester le stepper avec un arduino nano pour voir un peu comment ça se comporte.

D'abord tester le 3.3V. Les entrées du circuit puissance du stepper sont protégées par des optocoupleurs qui bien souvent on une sensibilité inférieure à 5V

Je fais donc un petit montage ou les steps(-) sont sur les sorties arduino, et les steps(+) sur le commun 5V, sachant qu'il y a aussi un commun 3.3V, je peux zapper de l'un à l'autre pour voir si ça fonctionne aussi bien.

A noter : le stepper est un "TB6600" premier prix de chez Ali... à 27€ les 5 , j'ai donc de quoi douter de sa composition... mais si ça fait le job, pourquoi pas ?

1482849747_Montageessai.thumb.JPG.6b0b6c69fe3bdfd726b782a23f78cb7c.JPG

Youpi ! ça fonctionne du premier coup ! 

Les créneaux de sortie arduino sont nickel , ça tourne à pas loin de 10 Khz le (+) de référence passé à 3.3V et les pulse (-) tombant non pas pile à zéro mais à env. 0.3V ça nous donne un différentiel de 3V sur les signaux d'entrée. 

J'ai même testé plus bas en écrasant le 3.3V via un diviseur de tension par potentiomètre , à 2.5V ça tourne encore, en dessous, ça ratatouille. OK donc pour la sensibilité d'entrée.

Autre test : j'ai inversé dans tous les sens A+/ A-   B+/  B-   tant qu'on respecte les paires de bobines la seule chose qui change c'est le sens de rotation , mais il ne semble pas y avoir d'incidence concernant le sens des bobines, ça m'étonne un peu ... ceci explique peut être pourquoi polarités sont aussi mal normalisées, c'est peut être parce que ça n'a aucune importance . 

 1016074745_Marche3_3V.thumb.JPG.ac1964ef1c83f6abb0afab85623462f8.JPG

Voyons maintenant au niveau saturation ...

Je baisse un peu la tempo des créneaux pour passer à 12 Khz ... et ça commence à ratatouiller ... ( je suis en 32 micro pas)

Je teste à 16 micro pas, c'est pire. je repasse en 5V  c'est pareil ...

Donc premier constat, la fréquence d'entrée semble saturer au delà de 10Khz ( il était donné pour 20 Khz chez Ali ...) sachant qu'un "vrai 6600" Toshiba est donné pour 200Khz ...

Y'a une différence de taille ... Je vais donc ouvrir le stepper pour voir ce qu'il y a dedans.

@+

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Alors ... résultat de l'opération :

En entrée "pulse" , un optocoupleur 4N25 dont on ne trouve pas la fréquence de coupure sur la datasheet car la réponse est liée aux résistances d'entrée du circuit, en gros ça peut aller de 20 à 200 Khz selon la configuration, je ne pense pas que ce soit lui qui pose problème entre 10 et 50 Khz vu qu'il est censé être plus performant que les EL817 qui sont sur les entrées "Ena" et "Dir" , ceux ci sont explicitement limités à 80 Khz , mais vu leur fonction ils ne sont pas prêts de saturer.

 

460277024_Coupleursdentre.thumb.JPG.2e7bd8292bbab415352850e151fc0f27.JPG

 

Pour ce qui concerne le circuit de commande Le stepper TB6600 n'en est pas un, et en cherchant sur divers sites il apparaît qu'il en est de même pour tous ces petits steppers.

1367797017_TB67.JPG.768a69ef196dc75d999aece3600988be.JPG

En fait, c'est une puce S109 AFTG (dérivé ou original du toshiba TB 67 S109 AFTG) , c'est d'après la plupart des utilisateurs un très bon petit module, mais qui ne délivre que 4A d'intensité Max. (disons 3A pour être à l'aise) et dont la fréquence max. d'utilisation pratique peut varier de 50 à 100Khz selon la configuration. 

Si je pouvais au moins le faire tourner à 30 Khz ...

Alors pour le moment, je sais que ce module peut accepter du 3.3V en input et faire (à priori)  tourner un "gros" moteur en 36V sur 3A en 10 KHz . Pour un micro step de 16 ceci donne une vitesse  de 3.125 tr/s soit 187.5 tr/mn

Voilà, c'est peut être d'un très bon rapport qualité prix mais appeler ça un TB6600 c'est clairement de la publicité mensongère.

Il se pourrait bien que cela suffise pour le besoin que j'en ai, mais je vais essayer ce comprendre (si possible) quels paramètres pourraient améliorer ces performances.

(Si vous avez des pistes ... merci de me tenir informé)

@+

J-Luc  

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Bonsoir,

Suite des essais avec Moteur Nema 17 4401, alim 12V , réglage 1.5 A : variation de vitesse de pulse par potentiomètre - départ arrêté - accélération immédiate :

à 16 microsteps , saturation à 13.5 Khz ce qui nous fait 250 tr / mn

à 8 microsteps , saturation à 8.6 Khz ce qui nous fait 322 tr / mn

à 4 microsteps , saturation à 4.5 Khz ce qui nous fait 337 tr / mn  (mais c'est bruyant)

En dessous c'est sans intérêt le moteur a du mal à démarrer.

en dessus (32 microsteps) saturation à 13.5 Khz ( comme pour 16 microsteps) mais on tourne deux fois moins vite (sans intéret)

J'ai essayé de faire varier la tension d'alimentation (sans intérêt) avec quasiment les mêmes résultats

Donc en premiere approche, il semblerait que le driver sature en entrée au delà de 13 Khz et que le moteur ait du mal à démarrer au delà de 300 tr/minutes

A noter que c'est testé dans les deux sens, avec inversion et redémarrage instantané, ce qui pénalise le moteur qui n'a pas le temps de se lancer.

Je vais faire le même test en accélérant progressivement, voir si le moteur réagit mieux.

@+

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Suite et fin de l'éssai : montée en vitesse progressive

En faisant varier très progressivement la vitesse le moteur monte bien plus haut en vitesse.

Les trois réglages les plus intéressants sont les suivants :

- à 8 microsteps, on atteint les 13,5 KHz (en entrée à saturation) ce qui donne 500 tr/mn au moteur  

- à 4 microsteps, on atteint 11 Khz avant que le moteur décroche, il tourne alors à 830 tr/mn

- à 2 microsteps, on atteint 5880 Hz , le moteur décroche à 882 tr/mn ( mais ces deux réglages semblent plus sensibles aux résonnances à basse vitesse,  par moments c'est assez bruyant)

Moralité ... partant de zéro, avec un protocole d’essai simplifié, j'arrive à y voir plus clair au niveau caractéristiques de ce genre de matériel, et il me sera facile de réitérer cet essai si je dois passer sur des moteurs plus puissants. 

La plage d'utilisation qui m'a semblé un peu restreinte au début des essais a peu à peu pris forme ... on sait tous que les réglages de vitesse et d'accel sont primordiaux pour obtenir un fonctionnement "idéal". Avec ces essai j'ai pu mettre des chiffres là ou je n'avais que des interrogations.

Maintenant, je m'attaque aux essais avec la carte mère en pilote. 

Vous me direz : ces essais à vide ne représentent pas les conditions de travail en charge (OK) mais j'ai plusieurs fois tenté de freiner à la main l'axe moteur, c'est quand même sacrément péchu ! 

@+

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Suite des essais, avec une mesure de précision, répétabilité et (possibles) sauts de pas :

Il est assez difficile de savoir si un moteur se positionne correctement, d'abord en précision pure, et ensuite en dynamique avec démarrages et arrêts "violents" selon la vitesse à laquelle il opère.

J'ai donc imprimé une roue de diamètre 128mm soit 400mm de circonférence, 400 graduations, qui correspondent donc chacune à 1/2 pas moteur  

1352747707_Rouedetest.thumb.JPG.6c7c45df0e53a4548981d5a7cf35c7c0.JPG

Il est ainsi facile d'avoir un visuel direct de la précision d'un moteur sur un tour (j'avais aussi des doutes sur de possibles défauts de fabrication concernant l'équidistance des pas)

J'ai un peu tout testé, par petits pas, par grands pas, à vitesse max ... sur plusieurs tours etc ... tout ce qui "à l'oreille" tournait correctement (voir essais précédents) démontre une précision et une répétabilité remarquable, sans aucune perte de pas.

La précision angulaire "absolue" aux erreurs près d'impression de la roue est assez remarquable (moins d'une graduation en tout point de la roue) ce qui représente environ 1/2 degré.

Sur une poulie de 16 dents au pas de 2mm cela représenterait 32/720 soit 0.044 mm d'imprécision d'axe due au moteur, pour un tout petit Nema17 (chinois) c'est très bien !

Puisque ce système de roue permettait de me donner un excellent indicateur de précision, et qu'en plus elle n'est pas compliquée à imprimer, j'ai décidé d'en faire un second pour le Y et un petit pour le Z , avec en prime un support amovible pour la prise de ref. zéro.

11391697_RouesZX.thumb.JPG.9f5c6022f52434991df3394b91167467.JPG

 J'ai donc là les bases de mon banc d’essais ...

Il me reste à tester un système de PID externe (bien que cette carte puisse gérer plusieurs thermostats) j'avais envie de vérifier comment intégrer ça en système annexe.

L’extrudeur, j'ai, y'a qu'à brancher, la table aussi.

Lorsque cette carte mère prendra place dans ma future imprimante (en cours de fabrication) j'ose espérer la connaitre assez bien pour savoir intégrer le tout sans trop me prendre la tête... 

@+

J-Luc

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alors là bravo, on en sait un peu plus sur la précision de ces moteurs, on les utilise tous les jours mais après il n'y a que toi qui se soit penché dessus

clap applause GIF

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Salut @JL3D46,

 

Tout comme le gars du dessus, bravo !

Si il te vient l'idée de tester le couple de ces moteurs dans differentes conditions, je serais ravi de te lire. 

 

🙂

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Bonsoir,

Merci @pascal_lb & @Yo' pour vos encouragements, je me disais en écrivant le dernier post : " si ça se trouve j'écris tout ça et tout le monde s'en fout ..."  Mais c'est le seul moment ou j'ai la vision et le questionnement du débutant de base, avec des interrogations à tous les étages, donc autant faire un historique avant d’être blasé, et de se dire qu'en gros ça marche bien, et qu'il n'y a pas de raisons de se soucier des détails ... Si ça peut aider (ou rassurer) quelqu'un qui se poserait les mêmes questions, c'est toujours ça, et c'est avec plaisir. Concernant la mesure du couple, je n'avais pas prévu de tester le Nema17 puisque j’envisageais de mettre plus gros sur X et Y, mais dans le principe de travailler sur divers bancs d'essai, j'aimerais bien faire un système ou le couple moteur puisse être testé en rotation "normale" comme si je rajoutais à mon aiguille de positionnement une petite bobine qui enroule du fil et qui tire sur un long ressort avec un peson au bout ... j'aurais à la fois une mesure de couple dynamique, je pourrais tester le maintien à l'effort, et le redémarrage en charge ... tout un programme !

@+

J-Luc 

Modifié (le) par JL3D46

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il y a 4 minutes, sanslui a dit :

Les moteurs n'ont aucun efforts à tirer/pousser...Encore heureux que la précision soit rendez-vous avec des tests à vide.

Je ne pense pas ... si la fabrication des rotors et/ou stators est mauvaise, l’intervalle entre les pôles n'est pas constant, ceci génère des imprécisions cycliques à vide comme en charge. Un tour fait toujours un tour mais on peut piloter 90° et mesurer 89° et à 180° se retrouver à 180.5, sans qu'il n'y ai de perte de pas. Le plus fréquent en positionnement angulaire étant de trouver une belle sinusoïde entre la position demandée et la position atteinte, signe dans ce cas d'un défaut de centrage rotor/stator.   

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Top tes analyses !

Peux tu en dire plus sur l'imprécision ?

L'erreur est due à la fabrication du moteur, elle peut donc s'additionner en fonction des cycles ou alors elle s'annule à chaque tour complet dans un sens ?

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il y a 47 minutes, JL3D46 a dit :

tout un programme

effectivement le top serait que tu puisses tester sur plusieurs marques de moteurs 😉

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Bonsoir,

Par rapport à la mesure de couple, après une petite réflexion sur "pourquoi refaire ce qui est déjà presque fait ?" j'ai repris une partie de mes 3D, ajouté un système de bras de levier et de masse réglable, la pesanteur fera le reste ...

Avec un petit tableau excel pour convertir tout ça sans se planter ...

1718608405_Montagemesuredecouple.thumb.JPG.ee8f368e1b386063ba548330d1941f37.JPG (en cours d'impression)

L'avantage c'est qu'en partant avec le poids en bas on démarre sans effort et le couple de décrochage apparaît à vitesse stabilisée.

Mac : en réponse à ta question : non, un défaut cyclique ne se cumule pas au fil des tours, il fluctue à l'identique à chaque tour.

@pascal_lb : Oui je veux bien tester plein de moteurs ! envoyez moi tout ce que vous avez en double, je me charge de les tester (et d'en faire bon usage ...)

@+

J-Luc

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Bonjour,

Et bien, pour un premier test, je ne suis pas déçu ...

Au vu des données constructeur, je me demandais bien si le couple moteur en fonctionnement serait plus près du couple de maintient ou du couple de détente.

189644484_Datasheet4401.JPG.853d22111c185e9d349d5aa49e25dab7.JPG

40 N.cm en couple de maintien, 2.2 N.cm en couple de détente ... ou là ! mais c'est qu'il y a un facteur proche de 20 entre l'un et l'autre ! l'un me parait bien trop optimiste, l'autre ridiculement faible, passons aux mesures à l'aide du "pendule à masselotte"

J'ai testé le couple à vide (couple résistant), il est de 1.5 N.cm , un peu loin des 2.2 annoncés comme couple de détente, mais ce n'est pas important.

Pour le reste, j'ai piloté le moteur à différentes vitesses, changé de tige pour une bien plus longue, rajouté une masselotte.

857399365_Montagecouplemetre.thumb.JPG.03b543ba300ef72ac1b054412960be1e.JPG  

Ah oui tout de même !

Et bien, avec un tel attelage, le moteur arrive à faire les 360° aller/ retour avec couple maxi atteint au passage à 90°.

Le souci d'une configuration avec masse embarquée, c'est l'inertie, soit parce qu'il est difficile d'éviter les oscillations, mais aussi de s’arrêter à un angle donné, ça décroche.

Il n'empêche qu'avec un peu moins de masse (et en limitant les à coups - faible vitesse), les arrêts et redémarrages en charge à 90° se passent tout à fait bien.

Donc résultat du premier essai et calcul du couple du balancier à 90° :

- Passage d'un tour complet en couple maxi à 90° sans perte de pas : 25 N.cm 

- Arrêts et redémarrages tous les 10° sans décrochage : 20 N.cm

Je sentais bien que c'était "péchu" mais pour le coup, c'est assez impressionnant vu la taille du moteur (et la petite alim. 12V qui était derrière le stepper).

@+

J-Luc

Modifié (le) par JL3D46
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