witam wszystkich

jestem studentem Politechniki Wrocławskiej,

w ramach pracy magisterskiej tworzę dość specyficzny projekt i potrzebuję zasięgnąć rady osób obeznanych w modelarstwie RC.


Załączam rysunek poglądowy oraz zdjęcie.

Potrzebuję dobrać silnik wraz ze śmigłem, który będzie w stanie podnieść na zadany kąt (powiedzmy do 50 stopni) przedstawione na zdjęciu ramię.

Wszystko będzie oprogramowane na mikrokontrolerach więc chodzi o dobór tylko silnika ze śmigłem.

Wysyłałem zapytania do wielu sklepów modelarskich, lecz dostawałem skrajne odpowiedzi- przez co straciłem jakiekolwiek rozeznianie. Dlatego postanowiłem zapytać o radę wśród ludzi, którzy z takimi silnikami mają do czynienia na codzień

Patrząc na zdjęcie- silnik ze śmigłem ma być zamieszczony skrajnie z prawej strony. Z lewej całość na osi jest przymocowana do sztywnego stojaka. Ramię ma ok. 30 cm długości, jak widać jest z kloców lego ,aby konstrukcja była lekka.

Co do parametrów silnika:
- silnik szczotkowy
- napięcie zasilania max. 12 V
- BARDZO WAŻNE: jak najmniejszy prąd maksymalny- 600mA

i teraz sedno sprawy- czy dobierając silnik o tak małym prądzie jestem w stanie tak dobrać śmigło żeby układ działał (ramię się podnosiło) czy konieczny jest większy silnik? Szczerze mówiąc nie mam wyczucia bo nie korzystałem nigdy z takich silników.

Bardzo proszę o pomoc w doborze, bo goni mnie strasznie czas a nigdzie nie uzyskałem fachowej porady.

Jesli udalo Ci sie dostac na Politechnike Wroclawska - to zakladam, ze znajomosc czytania nie jest Ci obca - zalecam wiec przeczytac regulamin forum.
Nawet jesli otrzymasz od kogos odpowiedz to ze wzgledu na nieprzestrzeganie regulaminu bedzie ona natychmiast usuwana, az dopelnisz wszelkich formalnosci.
Pozdrawiam
Robert

jeżeli chodziło tylko o avatar- to nie zawsze jest to takie proste, jestem w rodzinnej miejscowości, pracuję na nieswoim komputerze, i żadnego zdjęcia nie miałem- nie myślałem, że będzie to aż taki problem. na szczęście obu stron został rozwiązany. a z czytaniem radzę sobie całkiem dobrze- a niezamieszczenie początkowo avatara wynikało z problemu technicznego a nie olewania regulaminu forum- zgryźliwość niepotrzebna.

z chęcią przejdę do rozmowy na właściwy temat, chyba, że jeszcz czegoś nie zrobiłem?

tu masz wszytko co potrzeba aby zrobić wyliczenia.

http://www.motocalc.com/

Dziekuje za wspolprace
1. jakbys mogl wstawic zdjecie to bedzie super - bedzie widac o co chodzi bez sciagania i rozpakowywania - mozesz wrzucic na nasz serwer - bez imageshackow i innych fotosikow
2. klocki lego odpusc sobie - zbudujesz lzej z balsy/balsosklejki/wegla
3. czy silnik musi byc szczotkowy ? Jesli mozesz to uzyj bezszczotkowego - maja duzo wieksza efektywnosc przy mniejszej masie !!
ps. ja tego rara to nawet nie moge rozpakowac .....

uuu silnik szczotkowy ...
czyli już schody bo nikt tak naprawdę nie podaje realnego ciągu tych silników
dlaczego ? bo 90% z nich to "śmieciowe" zabawki z rozrzutem parametrów dochodzącym do 100%
jak weźmiesz w rękę kilka tanich silników i pomierzysz pobór prądu na luzie zobaczysz jak wielkie potrafią być rozrzuty


12V x 0,6A = 7,2W .......malusieńko
- chyba że wymagany ciężar udźwigu to pojedyncze gramy
halowe modele o masie 300gram mają silniki po 70 W i to ledwo wystarcza do zawisu
wiele zależy od sprawności śmigła a ta jest mocno zależna od prędkości obrotowej....

kolejna sprawa to sprawność silnika szczotkowego - w porównaniu z bezszczotkowym wyglada kiepskawo od 30 do 50 % mniej...
przeciwwaga na ramieniu będzie musiała zrównoważyć masę silnika śmigła i ramienia inaczej nic nie ruszy

jest taki program motocalc - poszukasz to poćwiczysz ,,,, miłych eksperymentów

no tak marcin szybszy ..

a ja zadał bym kolejne pytania ... poza ciężarem do podniesienia ..
jaki jest opór skretny na punkcie obrotu ramienia ?
ten jeden element może powalić cały misterny plan..

@mammuth:
1. zrobione
2. klocki- bo juz jest zbudowane- co wazne, moj projekt nie będzie latał- wszystko przedstawia schemat ideowy
3. niestety musi

@utopia:

co do tego silnika, to właśnie szczotkowy- bo będzie sterowany metodą PWM, przez układ mikrokontrolerów (to główna część mojej pracy mgr).

załączyłem zdjęcie "ramienia" żeby przybliżyć jego wygląd- miałem nadzieję, że to pomoże oszacować ciężar i dobrać silnik.

motocalc- bardzo ciekawy kalkulator, lecz wymaga ode mnie podania parametrów, które zwyczajnie w moim modelu nie występują.

Przy podaniu zerowej rozpiętości skrzydeł nie zwraca wyniku, przy innej mówi, że nie może dobrać odpowiedniej baterii (która wogole nie jest mi potrzebna) i też nie zwraca wyniku.

W jednym ze sklepów modelarskich dostałem info, że wystarczy mały silniczek (graupner 270 chyba)- tutaj z kolei informację, że potrzebny jest bardzo duży..



o co dokładnie chodzi ? na elektronice się znam, ale pojęcia związane ze światem modelarskim to dla mnie zagadka jeszcze. Czy chodzi o siłę, z jaką ramie będzie się "skręcać" w bok?

dane modelu wpisz byle jakie - na koncu pokaze Ci dane napedu - i te mozesz sobie pozniej zmieniac i sprawdzac rozne kombinacje.
ta szczotka 270 bedzie miala duzo wiekszy pobor pradu niz 600mAh

Właśnie - pobór prądu tych silników wynosi po kilka amper


pytając o opór skrętny pytam o siłę jaka będzie potrzebna by pokonać występujący opór przy zmianie pozycji ramienia tzn ile gram / miligram potrzeba by ramię zaczeło sie poruszać.... być może będzie trzeba to uwzględnić

Graupner SPEED 180 4,5V 180mA 12,600 obr./min.

chodziło mi dokładnie o ten silniczek.

Według założeń mogę zmienić dopuszczalny prąd do max. 2A.

w motocalc uruchamiam motowizard, i co bym nie wpisał, to dostaje komunikat, ze nie może dobrać baterii i cofa mnie zebym zmienił parametry..


edit:

@utopia: ramię jest tak skonstruowane, że przy podnoszeniu opór jest praktycznie zerowy- jest to poprzeczka oparta "luźno" w otworach.

ok czyli to można pominąć.........

ale skoro kolega zna się na elektronice to jak chce zasilać silnik znamionowo 4,5 napięciem 3x wyższym.........???
o ile wzrośnie prąd spytam i jak długo wytrzyma uzwojenie silnika?

Czy mozesz ustawic ramie w stanie wzglednej rownowagi (dodac balast aby zrownowazyc wage silnika ?)
Widze ze masz jakis odbojnik po drugiej stronie (schemat)
Jesli tak to ja bym sie pokusil o naped z jakiegos mini helikopterka
Jesli jednak ma to podnosic jakis ciezar to pomysl odpada ...

Co do ciężaru- zrezygnowałem z tej opcji, zapomniałem usunąć na schemacie.

Z przeciwwagą też jest problem- układ sterowania oparty będzie na regulatorze PID, dodanie balastu zwiększy bezwładność układu, przez co trudniej będzie go precyzyjnie wysterować.

Ramię jest podparte w pozycji poziomej.Silnik ma za zadanie unieść je o pewien kąt w górę i nic więcej.

Czy zatem mógłbyś mi podać link do jakiegoś przykładowego silniczka dostępnego w Polsce?

Myślałem, żeby wybrać jakiś mały silniczek Graupnera, bo są ogólnodostępne- ale jak mówiłem, nie znam się na tym, więc szukam naprowadzenia na jakieś konkretne modele, które mają szansę działać w tym układzie.

a dlaczego nie mozesz zmienić zasilania czy też mechnizmu ? a nie lepiej zrobić coś na przekłądni kół zebatych , pasowych i kontrolowac kąt poprzez np. MMA6263Q (czujnik kąta nachylenia.) robisz jakiś układ z wykorzystaniem uP a sam mechanizm chcesz oprzeć o bardzo mały efektywny napęd.

nie mogę ze względu na inne założenia pracy.

Głównym elementem jest pomiar kąta właśnie (tylko przez enkoder AS5040)- do tego potrzebny jest układ z rotorem, poruszający się dynamicznie.

Gdyby założenie było inne nie byłoby problemu- bo załóżyłbym zwykły silnik półkrokowy od drukarki chociażby i byłoby po sprawie.

Gdy układ jest podnoszony dynamicznie (dzięki rotorowi właśnie) możliwe jest sprzężenie zwrotne i korygowanie błędu wychylenia w czasie rzeczywistym. Przy pasywnym układzie mocowanym na sztywno takie elementy nie mają sensu- a właśnie one są głównym "problemem"- jak zaimplementować do takiego układu regulator PID w czasie rzeczywistym.

Więc niestety ale musi pozostać jak jest.

Generalnie chodziło mi bardziej o to, że pytając o silnik ze śmigłem szukałem wskazówki w stylu "wybierz ten albo ten bo na nim ma szanse działac, a do tego takie śmigło" - z dopuszczeniem małych poprawek projektowych- jak pisałem zmiana prądu z 600mA (obecny mikroukład) na nieco większy- 2-4A. O to już, że tak powiem się zatroszczę tylko muszę mieć pewność, że silnik, który kupię dźwignie to ramię.

Spóźniłeś się trochę, pytasz nas na końcu projektu, a nie na poczatku...Ha haha
Daj przeciwciężar, wtedy nie będziesz potrzebował dużych sił na śmigle. To raz, Duża (w porównianiu z bezwładnością układu) częstotliwość próbkowania zapewni stabilność i dokładność przesuwu "ciężaru".
Edit:
Sprawdź ile gram siły potrzebujesz do dzwignięcia ramienia..
I podaj nam tę wartość.
Podamy silnik i śmigło.

wg projektu śmigło ma ciągnąc ramię a wał we wspomnianym silniczku jest króciuteńki - będą problemy z montażem piasty

Ramię wagowo na pewno nie przekracza 200 gram.

Robiąc modyfikację w zasilaniu mogę osiągnąć prąd silnika do 4 A.

Na innym forum zasugerowano mi w tym wypadku silnik typu 400 zasilany na 6V oraz śmigło "Gunther" do niego. Co sądzicie?

silnik 400 i smiglo 5x4 da sobie spokojnie rade. Nie wiem czemu sugerowali GUNTERA. To nazwa producenta, a nie typ. Silnik raczej 7V, BEDZIE blizszy napieciu 12V. Spokojnie mpzesz brac tamk zestaw. Ale Ty piszesz o 200 gramach, czyli motor 280 da sobie rade.

bo gunther miał chyba tylko dwa rozmiary ale do 400 pasuje tylko biały gunther 125x110

Dobierz silnik za pomocą tego programu.
http://www.drivecalc.de/
Sporo szczotkowych ma w bazie, a wyniki są całkiem sensowne.
Program jest intuicyjny.

kupiłem silnik Graupner Speed 400 wraz ze śmigłem APC 5.25 x 4.75, jak tylko wszystko podłączę, zdam relację czy działa i się podnosi

Czekamy niecierpliwie. Jak rozwiązałeś kwestie czujnika położenia ramienia?
I jaki procesorek wstawiłeś?
Jestem na etapie rozkminiania Arduino. Więc wszystkie tego typu rzeczy mnie ciekawia..

no więc dzisiaj zrobiłem test (bez oprogramowania silnik zamontowany i podłączony do zmiennego napięcia)

przy 3V nie ruszył nic, ale przy 6 wyrwał aż miło docelowo będzie zasilany 5V więc jest po prostu idealnie

dziękuję wszystkim za rady i pomoc w doborze

@baxter: ja to robię na procesorze Atmega16 PU, firmy Atmel- nauka programowania jest naprawdę prosta, a daje o wiele większe możliwości niż Arduino. Jeżeli chodzi o pomiar wychylenia kątowego, to stosuję czujnik AS 5040 firmy Austriamicrosystems. Do czujnika należy dokupić specjalny magnes, który umieszcza się na obracanej osi vis a vis czujnika.

Uklad, który robię jest dość skomplikowany pod względem dostarczanych informacji do mikroklocka- a i tak Atmega 16 będzie się w 80% nudzić

Jeżeli byłbyś zainteresowany nauką programowania układów AVR polecam książkę "AVR i ARM7. Programowanie mikrokontrolerów dla każdego" autor: Paweł Borkowski, z której sam korzystałem a tłumaczy wszystko w bardzo czytelny sposób. Dodatkowo druga część książki to układy ARM7, troszkę bardziej zaawansowane (obsługa np. wyświetlaczy graficznych).

czytam sobie i .... jaki sens jest napędzania śmigłem ? Albo wyjaśnij co chcesz mierzyć , przecież to się będzie kiwać bo masy ruchome maja swoja bezwładność . czyli silnik ruszy podniesie o jakiś kąt procesor zmniejszy PWM i to opadnie procek da czadu i znowu się podniesie i będzie sobie tak oscylował . Dodaj do tego masy i super oscylacje . Owszem możesz programowo potem się bawić w optymalizacje PWM w okolicach zadanych położeń. Nawet ciekawy jestem algorytmu bo nie będzie prosty Chyba najpierw musisz nauczyc procek podnieś o 10 stopni a potem optymalizuj . i tak ciekaw jestem amplitud drgań .. no ale napisz co Ci wychodzi moze coś podpowiem . A podejrzewam ze atmega będzie zdrowo się pocić A jeszcze zjawisko poduszki powietrznej , zawirowań i turbulencji zaśmigłowych.

miałem się nie odzywać... a jednak.

Najpierw pewna uwaga praktyczna:
Twoje ramie ma 32 cm, rozdzielczość użytego czujnika kątowego 1024, czyli minimalny mierzalny ruch ramienia to 2mm. Nie za mało? Oscylacji więc na pewno nie unikniesz.

Teraz sprostowanie. Twoja wypowiedź:

Arduino = ATMega ... zwykle nawet większa niż ta którą użyłeś. Programuje się to w C, a dodatkowe biblioteki które są dodawane po prostu trochę ułatwiają start początkującym i zmniejszają nakład pracy dla pozostałych. Twoja ocena, że ATmega16 daje większe możliwości niż Arduino wydaje się być więc pozbawiona jakichkolwiek podstaw.

Jakiego środowiska używasz? C? (avrgcc o ile pamiętam jest podstawą Arduino)

Jeszcze jedno na koniec.


Masz 1 czujnik - kąta nachylenia, jedno sterowanie - PWM. Coś jeszcze?
Wybacz ale dynamiczny układ z jednym wejściem i jednym wyjściem sterowany algorytmem PID nie da się określić jako "skomplikowany", a raczej jako "podręcznikowy". Jedynym utrudnieniem tu będzie pewna nieprzewidywalność napędu o której był łaskaw wspomnieć Marek_Spy.

To forum modelarskie, więc podam przykład trochę zbliżony do twojego. Wyobraź sobie 4 takie silniki umieszczone na 4 ramionach połączone w kształt +. Całość zasilana z baterii i może swobodnie się unosić. Na pokładzie 3 czujniki żyroskopowe i 3 czujniki przyśpieszenia (bardziej zaawansowane modele dodatkowo jeszcze czujnik ciśnienia i magnetometr). Tak, otrzymaliśmy ... quadrocoptera. Sporo z takich konstrukcji oparta jest właśnie sterowniki PID działające w czasie rzeczywistym i napisane właśnie na procesorach AVR (na platformie Arduino w szczególności).


Widzisz Marku, to pewnie główna idea pracy magisterskiej... Czyli zapewne zastosowanie algorytmu sterowania PID w praktyce, czyli jak tłumić te oscylacje

no tez długo się nie odzywałem bo.
- jest to dla mnie wzorcowy układ o nieustalonych czasach telepania , czyli mechanicznie najbardziej niedoskonały .
- rozdzielczość i prędkość procesora nie ma tu kompletnie znaczenia bo przy optymalizacji niejako musi przewidzieć zachowanie się części mechanicznej . czyli dość ciekawy algorytm .