Identification

Identification des fils

Quand on récupère un moteur, avant de le câbler, il faut connaître son branchement. D'ailleurs quand on en achète un neuf, on ne dispose pas toujours des couleurs permettant de connaître le brochage. Dans un premier temps, il faut savoir où sont les enroulements.

Tout d'abord, un connecteur à 6 broches n'indique pas forcément un moteur à 6 fils! Je dispose d'un moteur avec un connecteur à 6 broches, mais qui n'a que deux enroulements (moteur 4 fils). Deux broches sont non connectées. Par contre si il y a des fils, il est peu probable qu'il y ait un fil non connecté.

Je ne parle que des moteurs à 2 phases. Pour ces moteurs, on a deux ensembles d'enroulements, l'un pour une phase, l'autre pour la deuxième phase. En général, pour un montage amateur (pas de petite série), on ne se préoccupe pas de voir le sens d'une phase par rapport à l'autre dans un premier temps. Par contre pour une phase donnée, il faut reconnaître l'orientation des enroulements. Pour un moteur à 4 fils, il n'y a qu'un seul enroulement par phase, le fait de savoir où sont les phases suffit. Pour un moteur 5 ou 6 fils, comme les enroulements sont déjà connectés en série, cela revient au même. Par contre pour les moteurs à 8 fils, il est important de repérer le sens des enroulements d'une phase donnée si on veut utiliser les deux enroulements.

On ne se préoccupe pas non plus de savoir quelle est la phase n°1 et la phase n°2, cela peut décaler le départ d'un pas. Soit on se moque du zéro, et le décalage au départ ou non n'a pas d'influence, soit on fait une mise à zéro, et ce décalage n'a pas d'importance non plus

Pour un moteur à 4 fils, il suffit de respecter dans un premier temps les phases. On s'aperçoit que le branchement est mauvais si la progression des pas est irrégulière, avec des pas en avant et des pas en arrière. C'est pareil pour les moteurs à 5 ou 6 fils: respecter les phases. Bien entendu, si il y a des erreurs dans le programme et dans le câblage, cela va poser pas mal de problèmes, mais si on est sûr du programme, on peut essayer les différents branchements pour trouver le bon.

Une fois branché et le logiciel en place, le moteur va tourner dans le bon sens ou dans le mauvais. Souvent le programme permet par configuration de choisir le sens, sinon au cas où, il faut inverser une phase en débranchant deux fils et en les reconnectant dans l'autre sens.

Pour les moteurs à 8 fils, il y a 4 bobines:

Tout va dépendre du montage que l'on va utiliser. Il faudra identifier non seulement les bobines, mais normalement aussi celles qui correspondent à la même phase, et le sens relatif des bobines d'une même phase. Le nombre de fils fait que l'essai avec un programme qui fonctionne n'est pas terrible.

Identification avec un multimètre

C'est la méthode la plus simple et la plus rapide, mais qui ne fait pas tout pour les moteurs à 8 fils. La résistance d'un enroulement est comprise entre 1Ω et 100Ω environ. Mesurer la résistance entre les fils deux à deux permet ainsi de savoir où sont les bobines. Pour les moteurs à 5 ou 6 fils, on peut aussi avoir le point milieu: sur 3 fils pris deux à deux on doit mesurer deux fois R et une fois 2R. La borne du point milieu, c'est celle qui n'est pas utilisé lorsque la mesure donne 2R.

Cette méthode nous permet de savoir où sont les bobines, mais pour le moteur à 8 fils, ne nous renseigne pas pour identifier les bobines qui vont par paire ni du sens des bobines pour une même phase. Et il faut disposer d'un multimètre.

Identification par le couple résistant

Lorsque l'on fait tourner un moteur pas à pas, il se comporte comme un générateur. Si on met un enroulement en court-circuit, l'énergie produite va être dissipée par effet joule dans l'enroulement. Cette énergie est fournie par la rotation et va donc augmenter le couple résistant. Cela se sent facilement en faisant tourner le moteur à la main. En comparant l'effort à faire pour le faire tourner le moteur quand rien n'est branché et lorsque l'on connecte les deux bornes d'un même enroulement, on doit sentir une différence. On peut sentir en particulier une rotation plus saccadée. Si on connecte deux fils n'appartenant pas à la même bobine, aucun courant ne circule, pas dissipation d'énergie, et on a le même couple qu'à vide. Par contre si on a connecté les deux fils d'une même bobine, on va sentir le couple résistant augmenter. Cette méthode permet d'identifier la place des bobines, comme peut le faire l'ohmmètre. Pour un moteur à 4 fils c'est assez simple, on connecte deux fils au hasard, et si on sent le couple résistant augmenter lorsque l'on fait tourner le moteur à la main, on a les deux bornes d'une même bobine. Les deux autres sont pour la deuxième. Si on ne sent rien, on change les branchements.

Pour les moteurs à 5 fils, le couple est faible si aucun enroulement n'est branché. Si on connecte un seul enroulement, comme dans tous les autres moteurs, le couple est un peu plus important si on le fait tourner à la main. Si on connecte deux bobines le couple va être encore plus important. Si les deux bobines appartiennent à deux phases différentes, on va avoir le même couple à chaque pas (raison de symétrie), le couple est alors régulier (plus doux). Si le branchement concerne une même phase, le couple sera plus important tous les 4 pas. On sent nettement que l'avance est plus crantée. Cela permet donc de retrouver le câblage complet du moteur.

Pour les moteurs à 6 fils, les test de couple avec 2 fils connectés ensemble va nous donner deux paquets de 3 fils. Si on court-circuite une seule bobine, le couple est plus faible que si on en court-circuite deux. On peut donc facilement retrouver les deux points milieux et par conséquent le câblage complet.

Pour un moteur 8 fils, en court-circuitant deux fils jusqu'à avoir une résistance permet de trouver une première bobine. En recommençant avec les 6 fils restants, on va trouver une deuxième bobine, puis une troisième avec 4 fils, et la dernière est branchée aux deux fils restants.

Pour un moteur 8 fils, il faut encore apparier les enroulements deux par deux, et donner le sens de l'un par rapport à l'autre. Pour ce faire, connaissant les connexions de chaque bobine, on en met deux quelconques en parallèle. Il n'y aura pas de couple résistant si et seulement si elles appartiennent à la même phase et que les pôles correspondants soit ensemble. En effet, dans ce cas on a la même tension sur les deux bobines et on a donc aucun courant, et par conséquent aucun couple résistant.

Identification avec une pile

J'ai entendu dire que certains font une identification des enroulements avec une pile. Je ne conseille pas cette méthode car certains moteurs ont des résistances de l'ordre de 3Ω et cela est comme un court-circuit pour la pile. On pourrait le faire avec une alimentation si elle peut être limitée à 5V et 1A.

Attention une alimentation 5V/1A ne limite pas forcément le courant à 1A et son utilisation est déconseillée. Il est possible que 5V/1A indique que la tension est garantie à 5V jusqu'à 1A, et qu'au delà l'alimentation brûle.

Identification du type (tension ou courant)

J'ai signalé que certains moteurs sont prévus pour être alimentés en 5V, 12V ou 24V, et d'autre sont des basses tension (en principe inférieur à 5V), mais avec des courants dépassant 1A. Pour les premiers la résistance d'un enroulement est de l'ordre de 30Ω, pour les seconds, la résistance est inférieure à 5Ω.

La mesure avec un multimètre permet facilement de faire la différence (supérieur ou inférieur à 20Ω?). Si on n'a pas de d'ohmmètre, il est possible de mettre une résistance de 22Ω à la place. On va comparer le couple résistant en court-circuit et avec une résistance de 22Ω. Si la résistance de l'enroulement est importante, la résistance de 22Ω aura peu d'effet et les couples seront quasiment semblables. C'est un moteur qui s'alimente en tension. Si la résistance de l'enroulement est faible, avec 22Ω, c'est comme un circuit ouvert et on aura avec la résistance quasiment plus de couple. C'est un moteur qui s'alimente en courant.

Identification de la tension ou du courant nominal

Vous venez de récupérer un moteur qui a une résistance d'enroulement de 35Ω. Ce peut être un moteur 5V, 12V... Comment le savoir? Il faut le mesurer.

La tension (ou le courant maximal) en continu que l'on peut mettre sur un moteur est limité d'une part par la saturation du moteur, et d'autre part par son échauffement. Il ne faudrait pas dépasser les maximums ni pour l'un ni pour l'autre, et donc faire les mesures en même temps. Pour un soucis pédagogique, je vais décrire l'une et l'autre.

Si on ne connaît pas le moteur, on va supposer que c'est le plus mauvais moteur et que sa classe d'isolation est A et que la température du boîtier ne peut pas dépasser 60°C (105°C - 30°C - 15°C). Il suffit de mettre une tension donnée sur les deux phases, d'attendre 10mn et d'augmenter la tension jusqu'à ce que le moteur atteigne 60°C. C'est le point nominal.

Pour la saturation, il faut tracer la courbe du couple en fonction du courant (ou de la tension) en statique, et voir à quel moment cette courbe ne devient plus droite. On a alors le début de la saturation. C'est le point nominal.