Skocz do zawartości

Wybór silnika do robota balansującego (DC czy krokowy)


danielsak

Pomocna odpowiedź

Witam,

jestem na etapie doboru silników do robota balansującego. Chciałbym zasięgnąć rady u bardziej doświadczonych osób w tego typu konstrukcjach. Czy powinienem użyć silników prądu stałego czy może silników krokowych?

Na chwile obecną wyliczyłem (z zapasem), że będę potrzebował 0,6 Nm momentu obrotowego by utrzymać robota w pionie (zakładając maksymalne wychylenie ~40 stopni).

Wszystko rozchodzi się o kwestie ekonomiczne i łatwość implementacji. Do wyboru mam kilka opcji:

- silnik prądu stałego (6/12 V) z przekładnią

  • koszt ok. 50-80 zł / szt.
  • możliwy "luz" na przekładni
  • niska masa (~100 g / szt.)

- silnik prądu stałego (6/12 V) z przekładnią i enkoderem

  • dosyć wysoki koszt w Polsce (~100-150 zł / szt.)
  • możliwy "luz" na przekładni
  • niska masa (~100 g / szt.)

- silnik krokowy NEMA 17

  • koszt ok. 50-70 zł / szt.
  • brak przekładni (to na plus)
  • większe zapotrzebowanie na energie (tzn. krótszy czas pracy na jednym ładowaniu baterii)
  • większa masa niż w przypadku silnika prądu stałego (ok. 300 g / szt.)

Która opcja według Was będzie najrozsądniejsza? Nurtuje mnie jeszcze jedna kwestia - czy jeśli obliczyłem zapotrzebowanie na moment = 0,6 Nm to czy wystarczą dwa silniki z momentem 0,3 Nm?

Pozdrawiam.

Link do komentarza
Share on other sites

Dnia 4.12.2019 o 17:09, danielsak napisał:

Która opcja według Was będzie najrozsądniejsza? Nurtuje mnie jeszcze jedna kwestia - czy jeśli obliczyłem zapotrzebowanie na moment = 0,6 Nm to czy wystarczą dwa silniki z momentem 0,3 Nm?

Lepiej mieć trochę mocy w zapasie, zupełnie jak w samochodzie. Ogólna zasada jest taka (choć nie zawsze można/da się ją stosować) to dodawać ok. 20% zapasu czy to chodzi o prąd czy moc itp.

Dnia 4.12.2019 o 17:09, danielsak napisał:

silnik prądu stałego (6/12 V) z przekładnią

jeśli silnik DC nie ma enkodera to go nie opanujesz przy precyzyjnym sterowaniu, będziesz i tak musiał dorobić enkoder. Z tego co wymieniłeś wybór zdaje się być oczywisty ale nie będę nic doradzał ;p

Link do komentarza
Share on other sites

@atMegaTona masz rację - do silnika DC bez enkodera i tak musiałbym ogarnąć enkoder.

Założyłem 2 scenariusze i zrobiłem małe obliczenia:

Wymagany moment obrotowy = wysokość robota * masa robota * przyspieszenie ziemskie * max. kąt wychylenia

Opcja nr 1 = 0,12 m * 0,6 kg * 9,81 m/s2 * sin(40°) = 0,454 Nm

Opcja nr 2 = 0,20 m * 0,8 kg * 9,81 m/s2 * sin(40°) = 1 Nm

Pierwsza opcja to bardziej "optymistyczny" wariant, a druga to bardziej "pesymistyczne" założenia.

Znalazłem taki silnik: 20.4:1 Metal Gearmotor 25Dx65L mm HP 12V with 48 CPR Encoder

  • voltage: 12 V
  • no-load performance: 500 RPM, 300 mA
  • stall extrapolation: 6 kg⋅cm (85 oz⋅in = 0,6 N⋅m), 5.6 A

Biorąc pod uwagę, że silniki są dwa to przy opcji nr 1 mam bardzo duży zapas, a w przypadku opcji nr 2 mam jeszcze ~16% zapasu.

Czy to co tutaj przedstawiłem ma jakikolwiek sens i ma prawo prawidłowo działać?

Link do komentarza
Share on other sites

Te obliczenia są jedynie poglądowe. Nie biorą pod uwagę lokalizacji środka ciężkości i kilku innych czynników. Musiałbyś chociaż przestawić w nich ten środek ciężkości niżej, bliżej kół.

Poszukał bym jednak tańszych silników, nie ma sensu przepłacać.

Link do komentarza
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

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.