Stepper Leslie - Nema 17 & TMC 2209

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3 pièce(s) jointe(s)

Bonjour tout le monde !

Je me permet de poster car je suis bloqué dans la réalisation d'un projet.
(J'ai déjà fait pas mal de recherche et j'ai bien vu qu'un topic récent parlait du Nema 17 etc, mais malheureusement cela ne m'aide pas pour mon cas...)
Premier point un peu rebutant, je débute en Arduino... et mes seules expériences en électroniques, c'est des réparations plutôt simples et de la soudure d'électro-aimant en série dans le cadre de mon travail (je suis facteur d'orgue).
Bref, depuis 1 ans je travail sur un projet dans le cadre d'un concours de métier d'art, qui est de fabriquer une cabine Leslie. Voici un aperçue de la pièce pour les plus curieux :
Pièce jointe 670530
A l'intérieur je vais donc intégrer une cabine Leslie, cependant je doit remplacer les moteur d'origine (beaucoup trop imposant) par des moteur beaucoup plus miniaturisé et contrôlé par Arduino, et par MIDI dans l'idéal. Par chance un vidéaste que je suis régulièrement a réalisé un projet similaire, voici mon inspiration :
https://youtu.be/BuxLnKO7X8k
La vidéo ne détail cependant pas grand chose, de même sur son patreon...

Cependant j'ai acheté les composants nécessaire suivant :
- Nema 17 42SHD0001-24B
- Driver TMC2209 v2.0 de chez WANGCL
- Arduino nano

Mon premier problème ici, c'est de faire tourner le moteur a une vitesse raisonnable pour la cabine Leslie, donc un minimum rapide. Chose que je n'arrive pas, le moteur décroche dès que je met une valeur en dessous de 200 pour le "delayMicroseconds(x)".
La vitesse actuelle est vraiment lente et de ce que je vois sur des projets fonctionnel, c'est un moteur qui peut tout de même atteindre de vitesse assez hautes, c'est sur ce point que je bloque.

J'ai réaliser des test/recherches et j'a branché de la manière suivante :

- 24V alimentation moteur VM (J'ai l'impression que Look Mom No Computer, l'alimente en 15V, mais de ce que j'ai compris avec 24V je pourrais - obtenir des vitesses plus rapides)
- 5V alimentation logique VDD/VIO (5V arduino)
- GND commun et connecté à EN (pour activer le driver)
- STEP pin D9
- DIR pin D7
- Branchement du Nema 17 (je ne me suis pas trompé dans les phases, c'est déjà un problème auquel j'ai fait face)
- MS1 et MS2 sont sur GND pour être en Full Step pour plus de vitesse et de couple (le microstep n'est pas vraiment utile dans ce cas, cela limite la vitesse, je n'ai pas l'impression que c'est utilisé par Look Mom No Computer non plus )

J'alimente tout avec une alim SPS-3010N 0-30V 0-10A (j'ai fait un essais sans le limiteur d'ampérage, mais cela ne vient pas de la)
J'ai fait divers essais avec la Vref, avec la formule fournie et sans, cela n'as pas vraiment d'impact, j'ai l'impression.

Après plusieurs recherches je suis un peu face a un mur, je ne sais pas si cela vient de mes branchements, de mes composants ou de mon code qui est simplement un test :
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 // pin connections const int dirPin = 7; // direction pin const int stepPin = 9; // step pin void setup() { pinMode(dirPin, OUTPUT); pinMode(stepPin, OUTPUT); // set direction of rotation to clockwise digitalWrite(dirPin, HIGH); } void loop() { // take one step digitalWrite(stepPin, HIGH); delayMicroseconds(200); // pause before taking next step digitalWrite(stepPin, LOW); delayMicroseconds(200); }
Je vous met en photo mon montage actuel :

Pièce jointe 670532

Et celui de Look Mom No Computer :

Pièce jointe 670533

Voila, je ne sais pas trop ou donner de la tête car chacun des tutos que j'ai vu sur le web a une façon différence de procéder, entre les libraires Arduino AccelStepper, le mode UART et toutes les spécificité du TMC2209, tout cela est un peu flou pour moi. C'est surement un peu compliqué comme projet pour débuter, mais j'ai des délais un peu court pour finir ma pièce, c'est aussi une des raisons pour laquelle je lance cette bouteille a la mer.
J'ai essayer de donner le plus d'infos possible plus qu'a espérer qu'une âme charitable puisse prendre le temps de me donner quelques pistes !
En attendant je repars faire mes recherches ;)

24/09/2025, 00h34
fred1599

Hello,

J'y connais pas grand chose à ces composants, mais au code oui !

Tu demandes au rotor de ton moteur pas à pas de passer d'une vitesse nulle à une vitesse angulaire élevée, c'est comme si tu voulais démarrer une voiture avec la 5ème vitesse. Tu ne prends pas en compte l'inertie...

J'ai regardé ta lib AccelStepper et je pense que c'est exactement ce qu'il te faut -> https://www.pjrc.com/teensy/td_libs_AccelStepper.html
Tu as setAcceleration qui te permet de configurer la rapidité avec laquelle le moteur atteint une certaine vitesse que tu dois aussi configurer avec setMaxSpeed

Je me suis un peu documenté aussi sur tes composants, je pense que le code seul n'est pas le seul et unique argument pour résoudre ton problème.
24/09/2025, 20h57
kaitlyn

Salut,

À toutes fins utiles voici un article assez intéressant et plutôt complet sur les moteurs pas à pas en contexte arduino.
-> https://howtomechatronics.com/tutori...ltimate-guide/ (via https://duckduckgo.com/)

J'ai parcouru un peu la vidéo, et je me demande si un servomoteur ferait mieux que le p. à p., notamment en termes de souplesse et temps de réaction.

Citation:

Envoyé par Backel

Mon premier problème ici, c'est de faire tourner le moteur a une vitesse raisonnable pour la cabine Leslie, donc un minimum rapide. Chose que je n'arrive pas, le moteur décroche dès que je met une valeur en dessous de 200 pour le "delayMicroseconds(x)".
La vitesse actuelle est vraiment lente et de ce que je vois sur des projets fonctionnel, c'est un moteur qui peut tout de même atteindre de vitesse assez hautes, c'est sur ce point que je bloque.

Je n'ai pas regardé la datasheet de ton nema, mais il me semble que leurs vitesses max tournent autour des 1800 rpm, soit 30tours*200 pas par seconde, c'est-à-dire 166 microsecondes par pas. Avec tes 200 microsecondes d'intervalle, tu es à 1500 rpm, donc peut-être, déjà au max.

Après si tu as l'impression d'une plus grande vitesse sur d'autres projets, c'est certainement à cause du rapport de démultiplication pignon/roue. On le voit aussi sur la fin de la vidéo, ce n'est plus le même petit pignon qu'au départ.
25/09/2025, 00h09
Backel

Merci pour tout vos retour !

J'ai avancé de mon coté et je suis notamment en contact avec Look Mum No Computer via son patreon, on essaie de résoudre le problème en parallèle de ce post.
Donc j'ai testé plusieurs choses, j'ai connecté un potentiomètre, fait des test avec des rampes etc.. sans succès.
J'ai revérifié les branchement moteur, tenté de le faire fonctionner avec le mode UART pour les options StealthChop et SpreadCycle (sans succès, je n'ai pas réussi a l'activer)
Le moteur continue de décrocher a vide, j'ai notamment calculé ma vitesse max en comptant le nombre de tour minute avec un scotch sur l'axe, je suis a 92, ce qui est bien loin des 1500 RPM

Je me suis rendu compte aussi que dans sa vidéo il montre un premier moteur a 6 broches (avec que 4fils de connecté pour être en mode bipolaire) c'est ce genre de modèle que j'ai ici

Et plus tard dans la vidéo il a un moteur avec directement 4 fils :
https://www.amazon.com.be/Nema-Moteu.../dp/B0CLJ68BFW

Donc je les ai commandé (au pire cela servira toujours), ainsi que les même TMC2209 que dans sa vidéo :
https://www.amazon.fr/Youmile-pilote...1zcF9hdGY&th=1

Il m'as aussi parlé de ce modèle de carte :
https://thepihut.com/products/arduin...oaAqU-EALw_wcB
Sachant que je n'ai pas une version officiel d'arduino Nano, je sais pas si cela pourrait venir de ça ?
J'ai plus l'impression que cela viens de mon driver ou moteur, je sais plus trop quoi essayer a pars d'autres composants..

Pour le servo moteur, il en utilise un de base dans son projet de vibraphone MIDI, sauf que c'est trop bruyant, c'est pour cela que le Nema 17 et le TMC2209 semblent vraiment bien pour ce projet, puis même si cela n'est pas super réactif, l'effet d'accélération et décélération est aussi un peu recherché. Je ne suis pas trop a ces détails près, l'idée c'est de faire un truc qui tourne "comme une leslie" et je peaufinerais quand j'aurais plus d'expérience !
Enfin la remarque sur la démultiplication entre les pignons est très pertinente, j'ai fait un essai et même avec 92RPM avec une poulie un peu grande cela atteint une vitesse proche de la Leslie, mais plus en vitesse lente je dirait malheureusement
D'ailleurs je pense être quand même limité en place dans mon projet, donc je pourrais mettre une poulie plus grand mais il faut que je regarde quel point j'ai de l'espace

Je vous tiens au courant pour la suite, encore merci pour vos retours !!

Bonjour Backel

Citation:

Envoyé par Backel

Bonjour tout le monde !
- MS1 et MS2 sont sur GND pour être en Full Step

C'est de là que provient la lenteur, MS1 et MS2 à GND, c'est 1/8 de pas
L'info page 14
Une entrée en l'air est à GND du fait de résistances internes PULLDOWN, page 9.

Dans ton programme, tu gère l'impulsion positive et la négative, ce n'est pas nécessaire, ne gère que la négative et fixe la positive à 20 microsecondes, c'est le driver qui assure la mise en forme.
Ainsi, pour régler la vitesse, il suffit de régler l'impulsion basse.

Je t'ai modifié le programme de telle faç0n que tu puisses introduire la valeur de l'impulsion basse depuis la console, à 115200.
Au départ l'impulsion basse est à 1500, ce qui correspond à ~ 200 tours/minute.
Le programme:
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 // pin connections const int dirPin = 7; // direction pin const int stepPin = 9; // step pin int timeLow = 1500; // Impulsion basse, 1500 evec microsteps = 8 ~ 200 tours/minute const int timeHigh = 20; const int microSteps = 8; void setup() { Serial.begin(115200); pinMode(dirPin, OUTPUT); pinMode(stepPin, OUTPUT); // set direction of rotation to clockwise digitalWrite(dirPin, HIGH); } void loop() { if (Serial.available()) { timeLow = Serial.readStringUntil('\n').toInt(); Serial.println("timL: " + String(timeLow)); } // take one step digitalWrite(stepPin, HIGH); delayMicroseconds(timeHigh); // pause before taking next step digitalWrite(stepPin, LOW); delayMicroseconds(timeLow / microSteps); }
J'ai essayé en vrai, ça fonctionne.

Celà dit, faire tourner un Leslie avec un moteur pas à pas, c'est du luxe, mais comme tu as déjà le marériel :D

Cordialement
jpbbricole

25/09/2025, 21h28
Backel

Incroyable merci beaucoup pour ton retour et les infos que tu viens de m'apprendre !

Du coup je reste en 1/8 car il n'y a pas d'option fullstep si j'ai bien compris
J'ai essayé ton code, le serial monitor fonctionne bien et je peu tester différentes vitesses, cependant mon moteur vibre quand même, dès lors que j'essaie ton code
J'ai vraiment l'impression que le cablage de mon moteur est foireux, j'arrive pas a comprendre de manière méthodique...
Sur ma carte TMC 2209 j'ai les pin mis dans cet ordre :
GND / VDD / 1B / 1A / 2A / 2B / GND

Sur mon moteur il est indiqué :
A+ : Red
A- : Blue
B+ : Green
B- : Black

J'ai aussi testé au multimetre, j'ai 2.5 Ohms entre Red et Blue, puis pareil entre Green et Black, donc mes 2 bobines respectives..
Si je suis les logiques des cablage, mes fils devrai se croiser :
1B --> Bleu
1A --> Noir
2A --> Vert
2B --> Rouge

Sauf que ce montage ne marche pas, le moteur vibre
Sur mes montage precedent, ou je n'arrive seulement a 92RPM, j'ai branche de la manière suivante :
1B --> vert
1A --> bleu
2A --> noir
2B --> Rouge

Ce qui n'est theoriquement pas logique ?? mais bizarrement cela fonctionnait, j'avais du couple et quand j'inverser les 2 bobines, le moteur changeais de sens

Donc j'ai l'impression que mon probleme viens aussi beaucoup de la.. Si quelqu'un a une idée ? Cela semble vraiment basique pourtant la
Je vais continuer mes essais avec ton code et différents branchement du coup, encore merci !
25/09/2025, 22h16
Backel

Ok j'ai fais quelques essais avec ton code, a vide quand je met une valeur en dessous de 2000 environ, ça vibre..
Par contre sur mon montage Leslie avec le poids et une poulie assez grande sur le moteur et petite au niveau du horn aigu, j'arrive a le faire tourner a une vitesse cohérente pour une Leslie en vitesse rapide je suis a 3600 avec ton code, en dessous cela décroche, je dois aussi pousser le moteur a 28V. J'ai quelque chose de fonctionnel mais un peu bancal j'ai l'impression.
Je vais recalculer mon Vref et faire d'autres test en attendant
26/09/2025, 00h08
kaitlyn

Salut,

Tu étais à 92 rpm quand même, ah oui, là passage par la datasheet obligatoire.

Après pour le code, tu peux essayer en remplaçant tes deux lignes de delais par delayMicroseconds(timeLow);, tu commences à 250 par exemple, et tu descends.

Pour le montage, regarde la page en lien dans mon message précédent.
Il y en a un qui favorise la vitesse (half coil) et un autre le couple (full coil).
Voici le schéma électrique de ton nema si tu en as besoin: https://www.all-electronics-online.c...3d-printer.jpg

Bonjour Backel

Comme le fait remarquer @fred1599, il faut tenir compte de l'inertie du leslie au démarrage et à l'arrêt.

Avec le programme "simple", ça risque d'être trop brusque.

Pour utiliser une accélération, pour simplifier, il faut passer par une bibliothèque comme AccelStepper, qui a cette option.

En collaboration avec l'IA, j'ai "étoffé" le programme de test.
Toujours via la console, il comprend ces commandes:

Code:

1
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=== Commandes moteur (Non sensible à la casse)
Start   -> Démarrage moteur progressif (accélération)
Stop    -> Arrêt progressif (décélération)
Halt    -> Arrêt instantané
RPMxxx  -> Régler la vitesse en RPM (ex: RPM150)
ACCxxx  -> Régler l'accélération (ex: ACC400)
DIR     -> Inverser le sens de rotation progressif
HELP    -> Afficher la liste des commandes
================================

Le sketch:

Code:

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164
165
166
167
168
 
/*
Name:       ARDDEV_StepperLeslieTool.ino
Created:	26.09.2025
Author:     jpbbricole/IA
Remarque:	Pour régler les paramètres d'un moteur pas à pas.
https://www.developpez.net/forums/d2179445/general-developpement/programmation-systeme/embarque/arduino/stepper-leslie-nema-17-tmc-2209-a/#post12097174
*/
#include <AccelStepper.h>
 
// Définition des broches
const int dirPin = 7; // direction pin
const int stepPin = 9; // step pin
 
// Création de l'objet AccelStepper
AccelStepper stepper(AccelStepper::DRIVER, stepPin, dirPin);
 
// Variables de contrôle
bool motorRunning = false;
float targetRpm = 150.0;      // en RPM
float acceleration = 400.0;   // en steps/s^2
bool directionForward = true;  // sens de rotation
 
// Constantes pour la conversion
const int stepsPerRev = 200;      // moteur Nema17 classique
const int microsteps = 8;         // micro-pas fixés sur le TMC2209
const int stepsPerRotation = stepsPerRev * microsteps;
 
void setup()
{
	Serial.begin(115200);
 
	stepper.setMaxSpeed(rpmToStepsPerSecond(targetRpm));
	stepper.setAcceleration(acceleration);
 
	helpDisplay();
}
 
void loop()
{
	// Vérification des commandes série
	if (Serial.available() > 0)
	{
		commandExecute(Serial.readStringUntil('\n'));
	}
 
	// Gestion du moteur
	if (motorRunning || stepper.isRunning())
	{
		if (motorRunning && stepper.distanceToGo() < 1000)
		{
			stepper.moveTo(stepper.currentPosition() + 1000000L);
		}
		stepper.run();
	}
}
 
// Exécution des commandes moniteur
void commandExecute(String command)
{
	command.trim(); // Nettoyage de la commande
	command.toUpperCase(); // Tout en majuscules
	command.replace(" ", ""); // Suppression des espaces
 
	if (command == "START")
	{
		motorRunning = true;
		setStepperSpeed();
		stepper.moveTo(stepper.currentPosition() + 1000000L);
		Serial.println("Moteur démarré.");
	}
	else if (command == "STOP")
	{
		motorRunning = false;
		stepper.stop();
		Serial.println("Moteur en décélération...");
	}
	else if (command == "HALT")
	{
		motorRunning = false;
		stepper.setCurrentPosition(stepper.currentPosition());
		stepper.moveTo(stepper.currentPosition());
		Serial.println("Moteur stoppé immédiatement !");
	}
	else if (command.startsWith("RPM"))
	{
		String valueStr = command.substring(3);
		float newRpm = valueStr.toFloat();
		if (newRpm > 0)
		{
			targetRpm = newRpm;
			setStepperSpeed();
			Serial.print("Nouvelle vitesse: ");
			Serial.print(targetRpm);
			Serial.println(" RPM");
		}
	}
	else if (command.startsWith("ACC"))
	{
		String valueStr = command.substring(3);
		float newAcc = valueStr.toFloat();
		if (newAcc > 0)
		{
			acceleration = newAcc;
			stepper.setAcceleration(acceleration);
			Serial.print("Nouvelle accélération: ");
			Serial.println(acceleration);
		}
	}
	else if (command == "DIR")
	{
		if (motorRunning)
		{
			stepper.stop();
			while (stepper.isRunning())
			{
				stepper.run();
			}
		}
 
		// Inverser la direction
		directionForward = !directionForward;
		stepper.setPinsInverted(!directionForward, false, false);
 
		Serial.print("Sens de rotation inversé. ");
		Serial.println(directionForward ? "Avant" : "Arrière");
		// Repartir dans le nouveau sens si le moteur était en marche
		if (motorRunning)
		{
			setStepperSpeed();
			stepper.moveTo(stepper.currentPosition() + 1000000L);
		}
	}
	else if (command == "HELP")
	{
		helpDisplay();
	}
	else
	{
		Serial.println("Commande inconnue: " + command);
	}
}
 
// Conversion RPM -> steps/s
float rpmToStepsPerSecond(float rpm)
{
	return (rpm * stepsPerRotation) / 60.0;
}
 
// Définir la vitesse du moteur en fonction du sens
void setStepperSpeed()
{
	float speed = rpmToStepsPerSecond(targetRpm);
	stepper.setMaxSpeed(directionForward ? speed : -speed);
}
 
void helpDisplay()
{
	Serial.println("=== Commandes moteur (Non sensible à la casse)");
	Serial.println("Start   -> Démarrage moteur progressif (accélération)");
	Serial.println("Stop    -> Arrêt progressif (décélération)");
	Serial.println("Halt    -> Arrêt instantané");
	Serial.println("RPMxxx  -> Régler la vitesse en RPM (ex: RPM150)");
	Serial.println("ACCxxx  -> Régler l'accélération (ex: ACC400)");
	Serial.println("DIR     -> Inverser le sens de rotation progressif");
	Serial.println("HELP    -> Afficher la liste des commandes");
	Serial.println("================================");
}

Pour la transmission, tu as déjà prévu quelque chose?
Pour ce qui est de l'interfaçage Midi, ce devrait être possible, mais je n'ai pas de matériel pour essayer, aurais-tu un émulateur sur PC à me proposer?

A+
Cordialement
jpbbricole

26/09/2025, 13h37
fred1599

@jpbbricole,

Merci et comme je l'avais aussi dit précédemment, il y a d'autres configs, calculs, etc... à effectuer ! J'ai pas étudié longtemps le sujet, mais il me semble qu'on a pas tout les tenants et aboutissants pour vraiment aider l'auteur du post. Il faudrait nous préciser les calculs effectués, les réglages et le code modifié... sans ces détails, on part à tâtons.
26/09/2025, 22h19
Backel

Alors bonne nouvelle, j'ai reçu mes nouveaux TMC2209 et moteur, bah ça fonctionne... et je crois bien que cela vient des mes anciens TMC2209 qui je ne sais pour quelle raison faisait que le moteur decrochait facilement ??
J'arrive a descendre a une valeur de 1400 avec tout mon montage (en augmentant progressivement la vitesse bien-sur et pour la vitesse a vide j'ai l'impression d'etre 2 fois plus rapide, donc environs 200tours minute comme prévu
Pour ce qui est du MIDI je ne me suis pas encore penché dessus, je pense faire cette options beaucoup plus tard dans mon projet, dans l'idée pour l'instant j'aimerais faire fonctionner mon moteur avec l'ancienne pedale de la cabine leslie et de simplement avoir les 2 boutons d'origines un on/off et l'autre rapide/lent
Mais si cela t'interesse quand même je peu regarder pour un logiciel simulant le MIDI, je sais que sur Ableton par exemple il est pas necessaire d'avoir un clavier MIDI pour composer, le clavier de l'ordinateur peut faire office de clavier MIDI.
Il y a 2 types de boutons (un qui laisse ou non passer le courant) et un autre qui permute entre 2 pair de broches ( donc 4 broches), désolé je ne me rappel plus des termes techniques de ces boutons c'est un peu catastrophique... Ce sont des boutons style "pédale de guitare electrique"
De base cela fonctionne avec du 230V, donc pour l'instant j'ai tout retiré et je vais essayer de cabler ça pour l'arduino, sachant que dans ma gaine (de la pedale d'origine j'ai 3 cables) je vais essayer de reflechir a un montage, c'est quelque chose de très basique j'imagine mais comme dit j'ai jamais fait d'arduino..
26/09/2025, 22h26
Backel

Pour ce qui est du code avec la librairie AccelStepper, je vais regarder tout ça merci !
Il me semblait que la librairie fonctionnait avec le mode UART mais je dois un peu tout confondre
D'ailleurs il me semble que LookMumNoComputer met une rampe d'acceleration mais sans utiliser la libraire AccelStepper, cela serait quoi les avantage ?
J'ai peur d'un peu trop compliquer le code et de me perdre dans des choses que je ne maitrise pas encore
26/09/2025, 22h45
kaitlyn

Salut,

La rampe c'est pour adapter la vitesse et l'accélération par rapport au montage mécanique,, il la peaufine jusqu'à obtenir un résultat satisfaisant et dans la mesure du possible.

Un dernier mot pour la démultiplication et ton problème de manque de place. ça peut se résoudre avec une 3 ème roue intermediaire double (2 poulies solidaires, coaxiales et de diamètres différents), ça permet de réduire l"encombrement tout en conservant un même rapport de transmission.