Dobór silnika krokowego

[TheLex]

Cześć wszystkim, 

Potrzebuje dobrać silnik krokowy do mojego projektu. Potrzebuję momentu na poziomie co najmniej 0,15 Nm, zasilany pewnie LiPo 3s 11.1V. Aby zapewnić duży margines i dynamikę zdecydowałem się na silniki o momencie powyżej 0,4 Nm.

Przeczytałem wiele artykułów i postów dot. silników krokowych, ale wciąż jednej kwestii nie rozumiem. 

Mamy silniki (załącznik): 

1. 12 V, 0,5 A i 0,43 Nm za 55 zł 

2. 2.8 V, 1,68 A i 0,43 Nm za 89 zl

I teraz tak: pierwszy silnik ma mniejszy prąd, więc mniej się grzeje, jest mniejszy, ma taki sam moment, ale wymaga większego napięcia zasilania.. Jakie są zalety tego drugiego? Skąd ta cena? 

Czy LiPo 11.1V 4000 mAh 30 C i 4x (pololu a4899 + silnik krokowy 12v/0,5a) bedzie działało razem poprawnie? 

 

Dzięki za pomoc! 🙂

[Anonim]

Ten droższy może pracować na niższym napięcie przez co możliwe jest zasilanie z 1S co upraszcza układ. Mniejsza bateria podobny czas pracy za to ten droższy silnik pewnie cięższy.

[TheLex]

3 godziny temu, atMegaTona napisał:

Ten droższy może pracować na niższym napięcie przez co możliwe jest zasilanie z 1S co upraszcza układ. Mniejsza bateria podobny czas pracy za to ten droższy silnik pewnie cięższy.

Dzięki za odpowiedź. Jako że już i tak mam baterie 3s to pójdę w tańszą opcję 🙂

[Elvis]

Napięcie dla silnika krokowego jest akurat mało istotnym parametrem, a zasilanie silnika dla którego podano 12V z 11,1V jest.... odważne?

Może zacznijmy od czegoś innego - jakich prędkości, albo raczej częstotliwości wykonywania kroków się spodziewasz?

Edit: I jeszcze jedno odnośnie napięć - w typowym układzie sterowania silnik krokowy zasila się ze znacznie wyższego napięcia niż to podawane w dokumentacji. Więc dla 12V pewnie wskazane byłoby 36V, a dla tego "droższego" 12V już miałoby sens.

[Polecacz 101]

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

[TheLex]

1 minutę temu, Elvis napisał:

Napięcie dla silnika krokowego jest akurat mało istotnym parametrem, a zasilanie silnika dla którego podano 12V z 11,1V jest.... odważne?

Może zacznijmy od czegoś innego - jakich prędkości, albo raczej częstotliwości wykonywania kroków się spodziewasz?

Liczę na jakieś 10 obr/s czyli 2000 kroków/s jeśli dobrze rozumiem

[Elvis]

To obawiam się że możesz się mocno przeliczyć. Silnika 12V przy zasilaniu 11V nie ma szans na 2000 kroków na s. Ten na niższe napięcie ma, a na wyższe już nie bardzo.

Problem z silnikami krokowymi polega na tym, że one nie lubią się kręcić. Całkiem dobrze im idzie stanie w miejscu, ewentualnie wykonywanie kroków od czasu do czasu. Natomiast ze wzrostem częstotliwości wykonywania kroków szybko tracą moment, a sposobem na przyspieszenie jest sterowanie prądowe ze znacznie wyższego niż nominalne napięcia. Więc jeśli kupisz ten 12V to może będzie ładnie działał przy 100 krokach na sekundę, ale później po prostu padnie.

[Elvis]

Ostatnio jest taka moda, że najwięcej pomagają osoby które najmniej się na danym temacie znają - nie chcę się w ten trend wpisywać, więc wolałbym za dużo nie pisać, ale jak przeczytałem wcześniejsze wpisy to chciałem chociaż uprzedzić, że wybór oraz jego kryteria nie świadczą najlepiej o znajomości sterowania silnikami krokowymi.

Ogólnie jest tak, że jeśli silnik krokowy jest sterowany wolno to prąd w uzwojeniach silnika ma czas narosnąć do maksymalnej wartości ograniczonej tylko rezystancją. Czyli w przypadku tego silnika JK42HS40 mamy R = 50 Ohm, przy zasilaniu 12V daje prąd I = 0,5 A, czyli maksymalny prąd tego silnika - a od prądu zależy moment. Do takiego sterowania wystarczy banalny sterownik, zwykły mostek H, a nawet tranzystor (jeśli sterowanie unipolarne).

Problem pojawia się podczas przełączania, czyli wykonywania kroku. Cewki mają to do siebie że nie lubią zmian prądu. Czyli gdy podłączasz napięcie 12V do kolejnej cewki to nie popłynie od razu prąd 0,5A, tylko będzie powoli narastał - jak to w obwodzie RL. Stała czasowa o ile pamiętam t = L/R, czyli w tym silniku mamy L = 36mH, co daje t = 1,5 ms. Po upływie jednego t nadal nie będzie pełnego prądu (czyli 0,5A), ale jakieś 63%. A skoro chcesz kroki wykonywać co 0,5ms to sam sobie policz ile tego prądu popłynie przez uzwojenie.

Sztuczka którą się stosuje to użycie wyższego napięcia. Jak wspomniałem np. 36V spaliłoby silnik - ale wprowadzając elektroniczne sterowanie (tzw. chopper) można tego uniknąć. Natomiast mając wyższe napięcie, również prąd szybciej narasta. I dzięki temu można uzyskać wyższą prędkość.

Edytowano Grudzień 5, 2019 przez Elvis

[TheLex]

15 minut temu, Elvis napisał:

Ostatnio jest taka moda, że najwięcej pomagają osoby które najmniej się na danym temacie znają - nie chcę się w ten trend wpisywać, więc wolałbym za dużo nie pisać, ale jak przeczytałem wcześniejsze wpisy to chciałem chociaż uprzedzić, że wybór oraz jego kryteria nie świadczą najlepiej o znajomości sterowania silnikami krokowymi.

Ogólnie jest tak, że jeśli silnik krokowy jest sterowany wolno to prąd w uzwojeniach silnika ma czas narosnąć do maksymalnej wartości ograniczonej tylko rezystancją. Czyli w przypadku tego silnika JK42HS40 mamy R = 50 Ohm, przy zasilaniu 12V daje prąd I = 0,5 A, czyli maksymalny prąd tego silnika - a od prądu zależy moment. Do takiego sterowania wystarczy banalny sterownik, zwykły mostek H, a nawet tranzystor (jeśli sterowanie unipolarne).

Problem pojawia się podczas przełączania, czyli wykonywania kroku. Cewki mają to do siebie że nie lubią zmian prądu. Czyli gdy podłączasz napięcie 12V do kolejnej cewki to nie popłynie od razu prąd 0,5A, tylko będzie powoli narastał - jak to w obwodzie RL. Stała czasowa o ile pamiętam t = L/R, czyli w tym silniku mamy L = 36mH, co daje t = 1,5 ms. Po upływie jednego t nadal nie będzie pełnego prądu (czyli 0,5A), ale jakieś 63%. A skoro chcesz kroki wykonywać co 0,5ms to sam sobie policz ile tego prądu popłynie przez uzwojenie.

Sztuczka którą się stosuje to użycie wyższego napięcia. Jak wspomniałem np. 36V spaliłoby silnik - ale wprowadzając elektroniczne sterowanie (tzw. chopper) można tego uniknąć. Natomiast mając wyższe napięcie, również prąd szybciej narasta. I dzięki temu można uzyskać wyższą prędkość.

Okej, rozumiem, teraz ma to sens. 

Powiem jednak tak. Wybierając typ silnika i konkretnie ten model miałem świadomość, że moment będę miał tylko przy niskich prędkościach obrotowych, dlatego wybrałem silnik z czterokrotnie większym momentem niż potrzebuję. 

Mój plan jest taki, że na początku ruchu zaczynam z niską prędkością obrotowa (i dużym momentem), a gdy się wszystko rozpędzi mogę pozwolić sobie na większe prędkości - zasada działania jak skrzynia biegów w samochodzie, tylko że bez przekładni. 

PS. Nie wiem czy to istotne, ale buduję czterokołową platformę/pojazd, w którym każde koło ma własny silnik. 

[Elvis]

Jak napisałem wcześniej - nie podejmuję się doradzić, który silnik i jak wybrać, ale przestrzegam przed podejmowaniem decyzji na podstawie każdego wpisu na forum w internecie. Niestety ale nie wszystkie porady są dobre. Więc chyba najlepiej samemu doczytać o sterowaniu silników krokowych.

[TheLex]

16 minut temu, Elvis napisał:

Jak napisałem wcześniej - nie podejmuję się doradzić, który silnik i jak wybrać, ale przestrzegam przed podejmowaniem decyzji na podstawie każdego wpisu na forum w internecie. Niestety ale nie wszystkie porady są dobre. Więc chyba najlepiej samemu doczytać o sterowaniu silników krokowych.

I tak bardzo dużo pomogłeś, dzięki! 

A silniki kupiłem dziś rano więc już i tak nic nie zrobię. Mogę conajwyżej dać znać jak to będzie śmigać (albo nie) 🙂

[Anonim]

Myślę, że dane katalogowe to nie dane poglądowe i można na nich polegać spełniając warunki podane przez producenta bo inaczej niezbyt długo byłby producentem. @Elvis ma rację, nie warto podejmować decyzji na podstawie jakichś tam wpisów na jakimś tam forum ale dzięki temu można się wstępnie zorientować co i jak a wiedzy szukać u źródła.

7 godzin temu, TheLex napisał:

Mogę conajwyżej dać znać jak to będzie śmigać (albo nie)

rozumiem Cie doskonale ;D

@Elvis wyluzuj, cieszmy się demo-kracją :D Wszyscy wiedzą, że jesteś bezkonkurencyjny w pomaganiu :*

[Elvis]

@atMegaTona Może zamiast się mądrzyć i ironizować, po prostu zastanów się, czy znasz się na silnikach krokowych na tyle żeby doradzać i pomagać innym. Ja się na tyle nie znam, ale widzę kiedy porady daje ktoś, kto zna się jeszcze mniej ode mnie. Oczywiście każdy ma prawo pisać w internecie co tylko chce - ale chodzi o to żeby z tego prawa mądrze korzystać, a fora tematyczne chyba nie są od tego żeby pisać cokolwiek.

Mój ogólny apel jest taki, żeby pomagać w tematach na których się znamy, a nie pisać żeby zbierać kolejne wpisy. Każdy z nas jest lepszy w pewnych dziedzinach, ale nie zna się na wszystkim. Jeśli podzielimy się tym co umiemy, wszyscy zyskamy. Natomiast pisząc na każdy pojawiający się temat wprowadzamy tylko szum i jeszcze dajemy złe rady zarówno pytającemu jak i wszystkim "cichym" czytelnikom forum.

[Anonim]

3 godziny temu, Elvis napisał:

Ja się na tyle nie znam, ale widzę kiedy porady daje ktoś, kto zna się jeszcze mniej ode mnie.

Jakie porady?

3 godziny temu, Elvis napisał:

wprowadzamy tylko szum i jeszcze dajemy złe rady

to nie dawajcie.