Skocz do zawartości

Części do sterowania silnikiem krokowym


Pomocna odpowiedź

Witam, zacząłem bawić się z raspberry pi i wpadłem na pomysł, że zbuduję dźwig 🙂

Na elektronice się nie znam(programista), więc będę wdzięczny za pomoc, czy dobrze to planuję.

Chciałem na początek zamówić sterownik "A4988 - sterownik silnika krokowego RepRap 35V/2A"

Z opisu rozumiem, że jest on w stanie obsługiwać silnik krokowy przy max 2A (do 1A nie potrzebuje radiatora)

W takim razie znalazłem sobie silnik: "Silnik krokowy JK42HW40-0406 200 kroków/obr 12V / 0,4A / 0,25Nm"

Sterownik powinien obsłużyć taki silnik bez potrzeby radiatora?

Co do zasilania to rozumiem, że dobrze jest zasilać silnik nie bezpośrednio przez raspberry pi, czy zwykły zasilacz 12V sprawdzi się?

Z góry dzięki!

Krzysiek

Link to post
Share on other sites
Sterownik powinien obsłużyć taki silnik bez potrzeby radiatora?

Raczej tak.

czy zwykły zasilacz 12V sprawdzi się?

Ja niestety nie wiem jakie są parametry 'zwykłego' zasilacza 12V. Zwróć też uwagę na dynamikę układu (pewnie policzyłeś już jakich przyspieszeń i prędkości oczekujesz, jakie są przybliżone masy itd.) i ewentualnie przeanalizuj opcję zastosowania napięcia zasilającego 24V (będziesz mógł wtedy uzyskać większe przyspieszenie kątowe wału silnika).

Link to post
Share on other sites

Poza tym silnik krokowy jako napęd dźwigu to bardzo zły pomysł. Jest duży i ciężki w stosunku do swoich możliwości a i sterowanie jest trudne. Jeśli choć troszkę przekroczysz jego moment, zaczyna gubić kroki i staje lub drga. Wtedy cała jego "krokowość" czyli fajna cecha dzięki której wiesz gdzie jest element sterowany (np. klatka windy lub hak dźwigu) znika. Do takich rzeczy użyj najzwyklejszego silnika DC z przekładnią. Ma pasującą tu charakterystykę momentu: im bardziej go obciążasz tym wolniej się kręci ale tym więcej ciągnie prądu i oddaje większy moment. Nie wiem czy ten dźwig to będzie takie ramię z hakiem jak na budowie czy dźwig osobowy czyli winda, ale wyposażając napęd w enkoder lub wyłączniki krańcowe bez problemu zrobisz co potrzebujesz. kupujesz jakiś tani mostek (no, cena zależy od prądu a ten od wielkości silnika a ten od wielkości i udźwigu zabawki), generujesz PWM i tyle.

Co więcej, napęd wyposażony w przekładnię ślimakową będzie samohamowny - a w dźwigu to jak znalazł. Gdy coś podniesiesz nie będziesz musiał pompować prądu w silnik by utrzymać to coś na stałej wysokości. Po prostu po dojechaniu wyłączasz prąd i stoi. Pierwszy z brzegu zestaw:

https://botland.com.pl/silniki-dc-prad-staly/6938-silnik-dfrobot-dc-6v-40rpm-z-przekladnia-slimakowa.html

ma moment znamionowy 2.5kgcm. Jeśli linę nawiniesz na bęben o średnicy 2cm dostaniesz ok. 2.5kg udźwigu z prędkością podnoszenia - jeśli dobrze liczę ok. 3.3cm/s. Czy to jakoś pasuje do Twoich wyobrażeń?

Co prawda silnik jest na 9V, ale przy użyciu starego i taniego mostka:

https://botland.com.pl/sterowniki-silnikow-moduly/3164-l298-dwukanalowy-sterownik-silnikow-modul.html

będziesz potrzebował zasilacza 12V/2A. No i możesz jednocześnie obsłużyć dwie windy z jednej płytki 🙂

Link to post
Share on other sites

Dzięki za odpowiedź!

Mam taki dźwig z klucków z ramieniem jak na budowie, gdzie wózek może się opuszczać i podnosić, ale także cały mechanizm może poruszać się po szynie dźwigu (taki żuraw).

2.5kg udźwigu i 3.3cm/s to aż ponad moje oczekiwania 😃

Moje pytanie, jak takie coś wyliczyć samemu?

Czy w takim razie jak wykorzystam wspomniany silnik z przekładnią ślimakową + silnik krokowy do poruszania wózkiem wzdłuż ramienia dźwigu + wspomniany sterownik + zasilacz 12V/2A, to powinno wszystko razem się zgrać?

Do czego służy enkoder / wyłączniki krańcowe?

I co to jest PWM?

(jeżeil to są strasznie proste pytania i powinienem to doczytać zamiast je zadawać to będę wdzięczny za jakieś namiary na lekturę 🙂

Link to post
Share on other sites
Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.
Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.

jlcpcb.jpg

jlcpcb.jpg

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

Jeśli prędkość i udźwig (czyli de facto moc) wskazanego silnika DC z przekładnią ślimakową Cię zadowala, to duży problem z głowy. Jeśli chodzi o wózek - jak rozumiem zrobisz poziomą belkę po której będzie poruszało się coś, co da dźwigowi stopień swobody dalej-bliżej. To teraz zastanów się jak spowodować, by napęd tego "wózka" nie dźwigał ciężaru. No bo jeśli po prostu przewiesisz na nim (nawet na bloczku) linkę, która będzie nadchodziła np. z prawej a zwisała w dół, to wózek będzie ciągnięty w prawo. Wtedy znów silnik krokowy jest nie na miejscu. Ale jeśli wymyślisz to lepiej - tak, by wózek niezależnie od podwieszonego ciężaru nie miał bocznych oporów to zadziała. Być może w ogóle nie zrozumiałem Twojego opisu - czy możesz to narysować?

Enkoder to czujnik zamontowany na obracającej się osi i oddający impuls co jakiś kąt lub informujący o bezwzględnym położeniu wału. Gdybyś robił windę (taką dla zabawek), procesor musiałby wiedzieć gdzie jest jej klatka, żeby sensownie jeździć tylko od piętra do piętra. Dzięki enkoderowi na wale wyjściowym przekładni miałby precyzyjną informację o liczbie wykonanych obrotów bębna i tym samym długości nawiniętej liny. Innym rozwiązaniem byłyby przełączniki uruchamiane przez przejeżdżającą windę na kolejnych piętrach umożliwiające jej zatrzymanie w odpowiednich miejscach. Takie switche nazywane są "krańcówkami", bo zwykle umieszcza się je na końcach zakresów ruchu elementów ruchomych, by sterownik napędu nigdy nie przekroczył jakiegoś pola roboczego. No ale skoro to nie będzie winda bez szczególnie wyróżnionych pięter, wyłącznik krańcowy wystarczy tylko jeden: aktywowany jakimś supłem na lince gdy nawiniesz już ją całą na bęben a dalsza praca silnika mogłaby zniszczyć mechanikę dźwigu.

PWM to sposób na regulację analogową za pomocą wielkości dwustanowej. Np. regulując wypełnienie impulsów (Pulse Width Modulation) możesz płynnie sterować prądem/prędkością silnika DC z cyfrowego (dwustanowego) wyjścia procesora. Na naszym Forum jest trochę artykułów o takich rzeczach. Poza tym zawsze możesz wpisać do przeglądarki hasło "Co to jest PWM?" - na pewno nie zostawi Cię na lodzie 🙂

Link to post
Share on other sites

No z początku myślałem o pochylonej belce, ale teraz widzę jakie to rodzi problemy, a to ma być raczej projekt edukacyjny, więc pozioma belka zdecydowanie 🙂 (Spróbuję wieczorem wrzucić rysunek, ale chyba już jest jasne o co chodzi)

Czyli mechanizm do opuszczania i podnoszenia będzie jeździł razem z wózeczkiem po szynie.

To zdecydowałem się na ten silnik ślimakowy i wspomniany mostek H i teraz dochodzimy do sedna jak to wszystko połączyć 😋

Z wideo przy mostku H (

) autor mówi, że w przypadku mostków bez literki "D" trzeba zamontować jakąś dodatkową diodę, czy tutaj też w takim razie powinienem to zrobić?

Co do samego połączenia to po prostu 2 piny z raspberry połączę do tego mostka, 2 inne piny z mostka do silnika.

Samo zasilanie mostka mogę zrealizować z raspberryPi?

Natomiast zasilacz posłuży do zasilania silniczka.

Czy do tego momentu wszystko brzmi sensownie?

(Jeszcze nie wziąłem się za czytanie o PWM) ale wyprzedzając, czy mogę ten sygnał wygenerować z raspberryPi? Czy potrzebuję do tego zewnętrzny układ?

Link to post
Share on other sites

Mechanizm podnoszący nie musi jeździć po szynie jako wózek. Może stać u podstawy, bo inaczej dostaniesz wielką bułę+kable wiszące na suwnicy. Pomyśl przez chwilę a przynajmniej obiecaj, że poświęcisz temu 2 minuty: jak pociągnąć linki tak by wózek nie był ściągany podnoszonym ciężarem w stronę napędu.

Do przesuwania wózka w poziomie możesz użyć np. pręta gwintowanego M4 z Castoramy. Nie musisz wtedy rzeźbić bloczków i kolejnych linek a do obracania śruby wystarczy mały silnik DC z przekładnią np. 1:5 - 1:20 umieszczony na którymś końcu belki. Resztę precyzji i spowolnienie prędkości zapewni skok śruby (jaki jest dla M4? - sprawdź to).

Nie wiem co tam autor mówi na filmikach i o czym. Wskaż stronę sklepu z mostkiem który chcesz kupić to pogadamy konkretnie.

Do mostka (w zależności od jego typu) potrzebujesz:

- albo sygnału PWM i sygnału kierunku,
- albo dwóch sygnałów PWM, jeden generowany dla pracy w lewo a drugi w prawo.

- czasem są to dwa sygnały i dwa PWMy itp.

Malina jest w tym projekcie jak kwiatek do kożucha, ale myślę tu tylko o sterowaniu silnikami. Jest w stanie wygenerować odpowiednie sygnały, ale nie, nie zapewnia żadnego sensownego zasilania napędów. Co najwyżej 3.3V dla jakiejś logiki. Być może chcesz zrobić jakieś poważniejsze funkcje typu sterowanie dźwigiem przez sieć LAN/internet, wykonywanie predefiniowanych sekwencji komend z plików dyskowych lub np. współpraca z kamerą i np. przenoszenie jakichś przedmiotów do pudełek. Wtedy moc tego komputerka się przyda. Jeśli natomiast to ma być kilka przycisków lub potencjometrów i sterowanie ręczne lub prosta automatyka, to dużo prościej i taniej zrobisz to na płytce klasy Arduino. One właśnie do tego są.

O połączeniach można mówić gdy masz wybrane konkretne moduły: komputer, mostki, wyłączniki krańcowe (nie zapomnij o nich), pulpit operatora, zasilanie itd. Teraz na to za wcześnie. Skupiaj się tylko na tym co masz w tej chwili zrobić. Inaczej zginiesz w natłoku kłopotów. A czeka Cię:

1. Decyzja o wyborze układu kinematycznego - wciąż nie widzimy choćby odręcznego rysunku z zaznaczonym położeniem napędów, prowadzeniem linek itp,
2. Wybór silników z ew. przekładniami - ale już konkretnie do wymagań szybkościowo-uciągowych,
3. Wybór driverów silników - wtedy dowiesz się jakie sygnały musisz wygenerować,
4. Wybór głównego zasilacza dopasowanego mocą i napięciem do tego co wynika z poprzednich decyzji,
5. Wybór platformy sterującej i interfejsu użytkownika czyli jaki komputerek, ile przycisków, gałek, wyświetlaczy diodek LED itd..

Link to post
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Anonim
Dołącz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.

×
×
  • Utwórz nowe...

Ważne informacje

Ta strona używa ciasteczek (cookies), dzięki którym może działać lepiej. Więcej na ten temat znajdziesz w Polityce Prywatności.