Jak najprościej zmontować układ z silnikiem obracającym minikaruzelę około 1 raz na minutę?

[enikan]

Potrzebuję napędu, zasilanego na przykład z powerbanka. Ale nie wiem jak to zrobić.
Na początku kombinowałem z silnikami DC albo z trójfazowymi (z dysków twardych),
ale nie udało mi się stworzyć takiej przekładni, aby to się w miarę wolno kręciło.
A do tego nie było większe niż sama karuzela 😆

Dowiedziałem się, że potrzebuję silnik krokowy, tylko kompletnie się na tym nie znam. Jak tym sterować?
Pasuje jak najprościej, jedna prędkość, włącznik i tyle. 

W sklepach widzę nawet jakieś zestawiki małych silników krokowych ze sterownikami:

Tylko steruje się nimi przez mikrokontrolery 😐
No przecież nie będę tego robił na Arduino.
Nie ma czasem łatwiejszego sposobu?

A po cóż mi to? Ano zepsuła się karuzelka dla dziecka - coś takiego:

Wiem, że koszt nowego napędu na sprężynę to zaledwie 20zł, albo jakieś 60zł za elektroniczną wersję.
Ale postanowiłem zmontować to samodzielnie - mimo iż pewnie wyjdzie 3 razy drożej 🤪

Zamierzam to tak zrobić, aby nad łóżkiem wisiał sam silniczek jakoś zgrabnie zamaskowany. 
A od niego odchodził kabel z kilkoma żyłkami.
Natomiast jakiś sterownik, ewentualna prądnica i powerbank zamocować dużo dalej (od dziecka) - najlepiej zamknięte w metalowej rurze i jakiejś torbie ognioochronnej - wiem, przesadzam, po prostu boję się wszelkich źródeł zasilania...

OFFTOPIC:
Tak na marginesie, pochwalę się że melodyjki pozytywki już ogarnąłem. Wgrywałem co trzeba na moduł MP3, który wraz z jeszcze dwoma innymi modułami, wmontowałem do starego głośnika - z jakiegoś tam mini zestawu stereo (z Biedry za 3 dychy):

 
Co ciekawe, głośnik dalej gra niezłym basem, a myślałem, że jak napcham do środka to go całkiem straci...

[ethanak]

Jeśli taki silniczek wystarczy, to owszem Arduino, tylko:

• wersja Pro Mini (lub Nano jeśli się zmieści, nie trzeba konwertera do programowania)
• ze sterownika wydłub scalak bo tylko on jest ważny.
• To wszystko umieszczasz razem z silnikiem tam gdzie trzeba, doprowadzasz tylko zasilanie.
• Zasilania toto potrzebuje ok. 5V, ale jak piszesz dasz sobie radę.

Może być?

 

[enikan]

Aha, czyli jednak bez mikrokontrolera się nie obejdzie 😐 
Marzył mi się jakiś sterownik, co by tylko jakimś potencjometrem regulować,
no i nic takiego nie trafiłem, myślałem że po prostu nie wiem jak to nazwać...

@ethanak dzięki 🍺

[enikan]

A takie coś da się do tego zaprogramować:
https://sklep.avt.pl/modul-atmega328-8mhz-3-3v-arduino-pro-mini.html
?

Chociaż w sumie to Arduino Pro Mini to niewielka różnica w cenie...

Szukam co mniejsze i co tańsze, bo mnie później wyśmieją, że zbudowałem komputer, aby jednym silniczkiem sterować 🤪

Edytowano Maj 1, 2021 przez enikan

[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

[ethanak]

Bierz po prostu klona Pro Mini. W sumie możesz zawalczyć nawet z ATtiny13, ale ULN i tak będzie potrzebny.

Dlaczego 3.3V? Silnik i tak wymaga 5V.

Poza tym nikt nie musi zaglądać do puszki z silnikiem, a jak karuzela przestanie być potrzebna to wyjmiesz pro mini i zrobisz na tym kolejną zabawkę dla dziecka, a może nawet i silniczek tam wsadzisz... Oszczędnością, a nie pracą mądrzy ludzie się bogacą 🙂

[ethanak]

12 minut temu, enikan napisał:

mnie później wyśmieją, że zbudowałem komputer, aby jednym silniczkiem sterować 

W sumie możesz użyć innego silniczka (np. synchronicznego) - ale najwolniejsze które znalazłem mają 4 RPM i potrzebna będzie przekładnia. A później Cię wyśmieją, że skrzynię biegów zmontowałeś żeby karuzelą kręcić... poza tym wymaga zasilania prądem zmiennym.

[enikan]

8 minut temu, ethanak napisał:

Dlaczego 3.3V? Silnik i tak wymaga 5V.

Aaa racja, zacząłem rozmyślać jak sie to programuje i nie popatrzyłem na napięcia...

 

Ok, więc pozostaje wersja z Pro Mini... Jak uda mi się coś zmontować to się odezwę. Dzięki!

[enikan]

4 minuty temu, ethanak napisał:

A później Cię wyśmieją, że skrzynię biegów zmontowałeś żeby karuzelą kręcić...

Racja 😆

[ethanak]

1 minutę temu, enikan napisał:

zacząłem rozmyślać jak sie to programuje

Dlatego pisałem o Nano - pięć złotych droższy ale ma gniazdo USB na pokładzie.

[enikan]

Bardziej myślalem o tym jaki język i jak to ma samo startować, bo programowania nadal nie ogarniam... Ale z podłączeniem bez gotowego USB chyba bym dał radę, bo mam jakiś tam konwerter UARTz zestawu Raspberry...

[ethanak]

7 minut temu, enikan napisał:

myślalem o tym jaki język

A w jakim języku programuje się Arduino?

9 minut temu, enikan napisał:

programowania nadal nie ogarniam...

No to masz bodźca do tego żeby zacząć ogarniać. Ja tam nic nie chcę mówić, ale następna zabawka może być bardziej skomplikowana niż karuzela...

8 minut temu, enikan napisał:

jak to ma samo startować

Jak Arduino nakarmisz prądem to sam wystartuje 🙂

A napisanie programu to uproszczenie przykładu z bibnlioteki Stepper (albo AccelStepper).

 

[polihedron]

Chyba już za późno bo masz gotowy układ, ale ja bym to zrobił na module z driverem silniczków krokowych A4988, takich jak w drukarkach 3D, można całkiem tanio je dostać, jak nie w Polsce to od majfriendów.

np.

https://www.aliexpress.com/item/32965199683.html

https://hobby-store.pl/sterownik-silnika-krokowego/a4988-sterownik-silnika-krokowego-stepstick.html

Do tego drivera wystarczy wtedy podać na wejście 7 (STEP) sygnał prostokątny o określonej częstotliwości.
Częstotliwość ta zależy od tego jaka rozdzielczość sobie ustawiłeś na sterowniku 1/16 kroku, 1/8, 1/4 itd i ile kroków na jeden obrót wykona silniczek.

Prosty schemat, tylko zamiast mikrokontrolera dajesz generator np na bramkach NAND CD4011, a wejście DIR łączysz np. do masy, albo do 5V przez pull-upa 10kOhm.

 

https://www.electronics-tutorials.ws/waveforms/generators.html

 

Jak wyżej, żeby obliczyć częstotliwość generatora powinieneś wiedzieć ile kroków silniczek potrzebuje na pełny obrót.

Zakładając, że silniczek ma 200 kroków na jeden obrót i sterownik ma ustawioną rozdzielczość np. 1/1 krok per impuls, 

to dla 1 obrotu na minutę potrzeba 200 kroków w czasie 60s, czyli 60s/200 = 0,3s

więc okres generatora będzie w przybliżeniu 0,3s, a częstotliwość jako odwrotność 3,33Hz.

Dla

R1=1,0kOhm,

R2=10kOhm,

C powinno być równe około = 1/(f*2,2*R1)= 13,6uF

czyli najbliższy z typoszeregu będzie elektrolityczny 15uF 🙂

możesz ewentualnie dobierać pojemność eksperymentalnie, łącząc równolegle kondensatory np 10uF z 3,3uF, przez co zastępcza pojemność wyniesie 13,3uF

 

Edytowano Maj 7, 2021 przez polihedron

[ethanak]

13 minut temu, polihedron napisał:

ja bym to zrobił na module z driverem silniczków krokowych A4988

A jaki silnik do tego? NEMA17 co waży kilogram i potrzebuje 2A prądu? Czy NEMA8 za który można kupić trzy takie karuzele?

Bo ten BY ze zdjęcia nie będzie pracował z tym sterownikiem bez przerabiania (trzeba uwalić jedno połączenie wewnątrz), a poza tym będzie chciał wtedy 12 V (cewki połączone w szereg).

Druga sprawa: ULN jest tańszy od sterownika, a przy okazji przychodzi razem z silniczkiem (czyli jest darmowy).

A już pomijam fakt, że silnik ma 2032 (o ile dobrze pamiętam, taka dziwna liczba) kroki na obrót a nie 200.

Na upartego można to zrobić bez µC (jakieś rejestry przesuwne czy coś w tym stylu), ale naprawdę na Arduino jest szybciej, a program masz tak naprawdę gotowy w przykładach.

 

[polihedron]

4 minuty temu, ethanak napisał:

A jaki silnik do tego? NEMA17 co waży kilogram i potrzebuje 2A prądu? Czy NEMA8 za który można kupić trzy takie karuzele?

Bo ten BY ze zdjęcia nie będzie pracował z tym sterownikiem bez przerabiania (trzeba uwalić jedno połączenie wewnątrz), a poza tym będzie chciał wtedy 12 V (cewki połączone w szereg).

Druga sprawa: ULN jest tańszy od sterownika, a przy okazji przychodzi razem z silniczkiem (czyli jest darmowy).

A już pomijam fakt, że silnik ma 2032 (o ile dobrze pamiętam, taka dziwna liczba) kroki na obrót a nie 200.

Na upartego można to zrobić bez µC (jakieś rejestry przesuwne czy coś w tym stylu), ale naprawdę na Arduino jest szybciej, a program masz tak naprawdę gotowy w przykładach.

 

jakie 2A? jaki kilogram?

ogrodnik jesteś? nie przesadzasz za bardzo? 😉

to tylko sugestia, nigdzie nie pisze że A4988 jest tylko do nema17 i potrzebuje 2A, raczej to max jaki zapoda, a wszystko zależy od użytego silniczka i warunków pracy, pracuje od 8V więc dla silniczka 3V różnicy nie zrobi.

Waga dla np. Nema 17HS4023 to ok 130g.

Co do reszty przyznam, że trochę pocieszne to, nie wiem jaki problem jest między 2032, a 200 kroków.. krzywo się liczy?

Karuzela ma się obracać z dokładnością do 0.001% obrotu na min?

Jak coś jest w zestawie to jest za darmo? A nie przypadkiem w cenę wliczone?

Serdeczności:)

 

[enikan]

@polihedron  Faktycznie kupiłem już podzespoły. Ale jestem wdzięczny za tą instrukcję - chociaż na razie słabo ją rozumiem. W przyszłości może będę montował coś innego i możliwość pominięcia mikrokontrolera może się przydać. Dzięki. A bramki logiczne przerabiałem w kursie elektroniki cyfrowej, więc to nawet nie byłoby duży problemem.

_________________________________________________

Na razie zaciekawiony tematem Arduino (bo ani raz tego w rękach nie miałem), poszedłem w te ślady i aktualnie mam taki zestaw:


Cieszę się z tego, ale jak zwykle problemy. Na razie, nie udało mi się nawet połączyć:


Ale może jakoś to przeskoczę, bo jeszcze niewiele czasu temu poświeciłem.

A co do samego silnika i sterownika, to już wstępnie ogarnąłem to na Raspberry. Co prawda tylko za pomocą jakiegoś gotowca napisanego w Python'ie, ale kręciło się tak jak chciałem. Przy okazji posprawdzałem, jakby to działało na innym silniku i sterowniku - pochodzącymi z demontażu: