Nous allons voir ici différents types de moteurs, tous électriques, que nous pourrons utiliser dans des projets robotiques, domotiques ou autres. Nous nous concentrerons uniquement sur des dispositifs électriques, car ceux ci peuvent être contrôlés par un processeur que nous pourrons programmer facilement, et peuvent fonctionner avec des piles, batteries, panneaux solaires… Quoi de mieux pour faire un robot?
Nous verrons quatre types principaux de moteurs :
- Les moteurs à courant continu, ou DC motors;
- Les moteurs “pas à pas”, ou Stepper motors;
- Les moteurs linéaires ou Linear motors;
- et enfin les servo moteurs.
1 – Les moteurs à courant continu, ou DC motors
Moteur à courant continu
Ces moteurs sont les plus classiques, et c’est ce genre de moteurs qu’on retrouve le plus souvent dans les appareils électroniques (lecteur CD, voiture télécommandée, etc). Ils possèdent deux fils, et reçoivent du courant continu. Si la tension est suffisante, le moteur se mettra à tourner. Généralement, la vitesse est fonction de la tension appliquée, avec un maximum bien sur. La vitesse de rotation est souvent en milliers de tours par minute. Le coût est très faible, mais l’inconvénient est qu’on a un contrôle assez peu précis.
En effet, soit ça tourne, soit ça ne tourne pas, et plus ou moins vite. On peut réguler la vitesse, mais on ne peut pas choisir une position d’arrêt du moteur. Ceux ci sont donc bien adaptés pour entraîner des roues d’un véhicule, tant qu’on a pas besoin d’un contrôle ultra précis de la position. On peut toutefois utiliser une boite de vitesse pour faire tourner les roues moins vite, et ainsi être plus précis, mais au détriment de la vitesse maximale (sauf avec une boite avec des rapports multiples, mais la c’est plus compliqué).
2 – Les moteurs “pas à pas”, ou Stepper motors
Moteur pas à pas
Ces moteurs fonctionnent sur un principe différent : ici on peut faire avancer le moteur d’un certain nombre de “pas”. En gros il y a un nombre prédéfinis de positions possibles, et le moteur ira d’une position à l’autre. Ils permettent donc un positionnement plus précis, mais nécessitent une carte de contrôle, et sont bien plus complexes à utiliser. Chaque pas du moteur correspond à un angle de rotation (par exemple 1.8° pour les moteurs à 200 pas). Il sera donc possible de contrôler précisément la vitesse de rotation et donc le mouvement du rotor.
3 – Les moteurs linéaires ou Linear motors
Moteur linéaire
Ces moteurs fonctionnent sur le même principe que tous les moteurs (l’utilisation de la force électromagnétique pour générer un mouvement), mais au lieu de faire un mouvement rotatif, ils font un mouvement linéaire. En pratique, la partie mobile du moteur va avancer ou reculer en ligne droite. Les trains à lévitation magnétique utilisent des systèmes de ce type à grande échelle. Dans notre contexte, cela pourrait être intéressant pour un bras, ou alors pour avoir un système qui surélève les organes sensoriels du robot…
4 – Les servo moteurs
Micro servo moteur
Cette catégorie n’est pas réellement un type de moteurs différent. En effet, un servomoteur se base sur un moteur quelconque, mais rajoute des systèmes d’asservissement de celui ci. En pratique, un servomoteur sera une petite boite contenant un moteur et un circuit de contrôle, ainsi que diverses pièces mécaniques. On pourra avoir un système capable de tourner d’un angle précis, ou s’orienter dans une position particulière. De plus, le servomoteur garde sa position jusqu’à ce qu’on la change, alors qu’avec un moteur a courant continu classique,si on arrête d’alimenter le moteur, rien n’empêche au système connecté dessus de continuer à tourner. Les servomoteurs ont généralement un angle de rotation limité (120 ou 180° par exemple), et peuvent tourner avec une précision donnée par les spécification dans cet angle. On peut en trouver qui tournent à 360°, mais l’angle total est toujours limité. Cependant il est possible de “hacker” le moteur en supprimant le blocage, et on obtient ainsi une rotation illimitée. Ces systèmes ont trois fils : deux pour l’alimentation électrique (+ et -), et le troisième sert à envoyer les commandes. Selon l’impulsion envoyée sur ce fil, le servomoteur prendra une position donnée. Les fils + et – seront par exemple reliés à une source électrique quelconque, et le fil de commande à un des ports GPIO du Raspberry Pi ou de la carte Arduino.
L’avantage est que du coup, il est plus simple de commander un tel système via les ports GPIO, car il suffit d’envoyer des impulsions par les port GPIO, l’alimentation étant indépendante. Si on utilise un simple moteur DC, on ne peut pas le brancher sur les ports GPIO directement car il ne parviendrait pas à obtenir assez de puissance. Il faudrait donc un circuit d’amplification de puissance supplémentaire pour le moteur DC, alors qu’ici ce n’est pas nécessairement le cas! Maintenant il faut voir si la puissance des signaux du RPi est suffisante pour activer le servo, mais en principe ça devrait fonctionner!
Autres ressources
Nous avons également d’autres articles sur le sujet :
Bonjour, désolé de poser ma queston ici mais je n’ai pas trouvé l’article correspondant à la video “Contrôle d’un moteur de chariot de lecteur DVD par un Arduino”.
Je voulais juste savoir comemnt l’on identifie les 4 fils connectés au chariot (le câble en possède 4 : rouge, noir, noir, blanc) ?
Mon objectif (au cas où ou vous auriez des idées) est de réaliser un distributeur contrôlé de croquettes pour chat destinés à des corvidés (geais, pie, corneille, geais). Trop leur en donner ne serait pas bon pour eux et donc la dose serait d’au grand maximum 5 croquettes à la fois (2-3 foi spar jour). Et c’est pas simple car celles-ci se coincent assez facilement car rugueuses ! Si vous avez des idées n’éhsitez pas à m’écrire
D’avance merci.
ps : N’hésitez pas à me répondre par mél et à effacer ce commentaire mal placé.
Bonjour,
Concernant le moteur, s’il y a plus de deux fils, il s’agit très probablement d’un moteur pas à pas. Dans ce cas, c’est plus compliqué, car il faut gérer les phases du moteur. Le plus simple, c’est de chercher un moteur DC simple, à deux fils.
Pour ce qui est du nourrissage d’animaux via des granulés, effectivement, c’est un problème complexe, car il faut éviter que le système se bouche. Pour cela, je n’ai pas encore de réponse, uniquement des pistes. l’une de mes idées est d’avoir un système de mesure de masse assez précis, qui permettrait de savoir la quantité de matière libérée. L’idée serait d’avoir un système permettant d’éjecter les croquettes avec un rythme assez lent (par exemple en faisant en sorte qu’elles sortent apres quelques tours du système sur lui même), et à chaque fois qu’une croquette sort de la boite, la masse totale diminue.
Donc en pratique, ça donnerait par exemple un cylindre, avec un trou suffisant pour qu’une croquette sorte. Ce cylindre serait fixé sur un axe entraîné par un moteur. Du coup, quand le moteur tourne, le trou se retrouve une fois par tour sur le bas, et peut lâcher une croquette. Le système serait suspendu à un capteur mesurant la force. exercée(donc le poids). A chaque tour, on arrête la rotation, et on vérifie si le poids a diminué. Si c’est le cas, c’est qu’une croquette est tombée. Sinon on refait un tour, jusqu’à libération d’une croquette.
Ce système permettrait de vérifier la quantité de nourriture déversée, et d’éviter de trop nourrir les animaux, en revanche, il faudra trouver un moyen de s’assurer de ne pas avoir de blocage du système. Pour cela, une rotation énergique pourrait faire l’affaire.
Je rencontre les mêmes problématiques pour faire un système automatique d’alimentation d’animaux d’aquarium. Dans le cas de l’aquarium, le fait de donner trop de nourriture peut causer une explosion des nitrates, pouvant causer la mort des occupants du bac, ou alors une forte croissance des algues gênantes…