Projet / Pilotage d’une table traçante 2D

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Mots-clefs : Déplacement 2D (moteurs pas à pas) / Dessin vectoriel / Interface graphique

• Basé sur la table 2D XY Plotter (utilisée dans les imprimantes 3D, déplacement d’objet…)
• Niveau 1 : pilotage des moteurs pas à pas et interfaçage avec un utilisateur / Exemple projet graphique (2019)
• Niveau 2 : tri de pièces par couleur / préparation de commande / jeux (dames, labyrinthes…)

Objectifs

Les systèmes de positionnement en 2 dimensions sont très utilisés dans l’industrie, notamment pour la fabrication de pièces (imprimante 3D, découpe laser…).

Afin de positionner au mieux la tête d’écriture (laser, plastique fondu…), ces systèmes utilisent des moteurs pas à pas et des courroies pour transformer le mouvement de rotation en translation, selon deux axes X et Y.

Matériels

• Table 2 axes, composée de :
  • 2 moteurs pas à pas, de type 42BYG, pour chaque axe (100 pas – 12V – 1.7A/phase)
  • 2 capteurs de fin de course (contact à 2 positions ON-ON)
  • 1 servomoteur pour l’axe Z
• Carte Puissance / L298, basée sur un pont en H de type L298
• Carte Contrôle / L297, basée sur un driver de moteur pas à pas de type L297
• Ordinateur avec Matlab et App Designer

Premières étapes

• Partie matérielle
  • Comprendre le fonctionnement d’un moteur pas à pas (indépendamment de ceux de la table)
    • Vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=eyqwLiowZiU
  • Etudier les signaux à appliquer sur le moteur pas à pas pour l’entrainer en rotation
  • Etudier le pont en H L298 et l’associer au moteur pas à pas
    • Voir aussi les tutoriels associés aux cartes Nucléo parlant des étages de puissance
      • Régler l’intensité lumineuse d’une LED – partie puissance
      • Faire varier la vitesse d’un moteur à courant continu – partie pont en H
  • Etudier le pilote de moteur pas à pas L297
  • Réaliser un programme de pilotage simple des deux axes pour dessiner un carré

• Interfaçage
  • Mettre en place une communication RS232 entre le PC (via un terminal RS232 – type TeraTerm) et une carte Nucléo
    • Décider des données à transmettre de l’un à l’autre et d’un protocole à mettre en oeuvre
    • Tester le code de la carte Nucléo à l’aide de commande directement saisie dans un terminal
      • Voir aussi les tutoriels associés aux cartes Nucléo parlant des communications inter-systèmes
        • Echanger des données entre deux systèmes communicants (et les tutoriels précédents sur la communication RS232)

• Partie logicielle / Interface graphique
  • Mettre en place le code Matlab (script) permettant de transmettre les données du PC à la carte Nucléo
    • Voir le code d’exemple (en particulier pour les fonctions de bases) proposé ici : serial_test_v3.m
  • Développer une IHM à l’aide de Matlab App Designer (par exemple)
    • Voir l’application simple proposée ici : IHM_Matlab_RS232_simple