progetto open source per avanzamenti automatici su arduino

[Rob]

Signori se posso darvi una mano lo faccio volentieri.
Io però consiglierei di usare un motore in corrente continua, quando sento parlare di passo passo su macchine utensili, piccole che siano, mi viene il vomito.
Primo perchè sono piu costosi, secondo perchè possono perdere il passo e nessuno se ne accorge , terzo perchè se la macchina ha un sistema di misura diretto delle quote è un controsenso usare un motore che ha come caratteristica principale la qualità di non averne bisogno(a discapito di tutte le altre qualità)
Proprio per contenere i costi poi vengono scelti motori molto sottodimensionati perchè a tutti e soprattutto all'obbista interessa anche il prezzo.

Parecchi anni fa gli encoder costavano molto, le righe ottiche, magnetiche o a induzione(quelle dei visualizzatori) costavano anche di più, per questo la scelta di un motore passo passo sarebbe stata economicamente conveniente; al costo di rischiare di perdere il passo, avere una gamma piu ristretta di velocità d'avanzamento e non potere mai sapere la quota reale.
L'assenza di encoder e righe semplifica di molto la progettazione dell'elettronica necessaria, i driver sono piu semplici e il software non deve tenere in considerazione nessuna retroazione.
Ma siamo nel 2015, gli encoder e le righe ottiche costano quasi poco e non c'è piu niente da inventare per usarli.

( Se qualcuno si vuole cimentare nella costruzione di una riga a induzione ne possiamo parlare un'altra volta. )

I motori in corrente continua invece, usati come servomotori, hanno piu coppia, raggiungono sempre la posizione richiesta e a parità di potenza costano meno.

I motori brushless invece hanno prestazioni triplicate, consumi dimezzati e costi... diciamo dieci volte tanto. convengono solo a lungo termine.

Avete sicuramente tutti presente i motori dei tergicristalli, bene, difficilmente potete comprare un motore passo passo per meno di quanto costa un motore da tergicristallo.
Lo stesso discorso vale per l'azionamento.
Per finire, con arduino si possono comandare a basso costo tutti i tipi di motori. Brushless, corrente continua, passo passo... ed è possible fare un visualizzatore di quote a bassissimo costo.
Scordatevi di comandare a basso costo un motore passo passo vagamente potente.
Per i motori in corrente continua invece si possono gestire potenze degne di nota senza problemi. E nel caso specifico dei motori da tergicristallo fa molto comodo avere un riduttore gia incorporato a costo zero.Visto che serve coppia in abbondanza.

Spero di non averla presa troppo larga, l'argomento della discussione è "progetto open source per avanzamenti automatici su arduino" se qualcuno ha bisogno di codice sono disponibile, la vedo una cosa abbastanza facile.
Il mio consiglio è comunque non usare i motori passo passo. è ben vero che sono piu facili da usare ma non sono adatti.
Secondo consiglio, non userei arduino originale con relative espansioni dedicate ma realizzerei una scheda elettronica basata su arduino, fondamentalmente identico ma piu comodo e piu versatile. inoltre serve piu potenza di quanta ne possano dare le varie motor shield e compagnia.

Ricapitolando, visualizzatori e servomotori hanno un componente in comune, encoder o riga che sia, che permette al servo di conoscere la posizione e permette al visualizzatore di visualizzare la quota. Essendo il processore di arduino il cervello di tutto nasce da se il pensiero di poter impostare una misura e farla raggiungere. poter impostare velocità, posizione, fine corsa...
Qualsiasi funzione è implementabile via software, molto piu comodo e piu preciso che spostare un finecorsa manualmente.

qualcuno ha parlato di encoder per poter filettare, bene, niente vieta di dire dire al nostro sistema di elaborare dati provenienti da altri encoder e fare , per esempio, inseguire al nostro motore una quota che varia in relazione alla posizione del mandrino del nostro ipotetico tornio e realizzare così una filettatura. Arrivati a questo punto è logico pensare che il prossimo passo potrebbe essere collegare il tutto al pc. L'unico limite, dopo il numero di entrate ed uscite, è la fantasia.

[McMax]

Rob quello che dici non fa una piega, ma per affrontare il progetto come proponi tu occorre una modifica sostanziale della macchina oltre ad una maggiore ed oggettiva complessità di tutto il sistema. Anzi tutto la tua idea presuppone l'installazione di una riga ottica o induttiva che richiede un intervento molto più invasivo sulla macchina che un semplice passo passo.
Riguardo al costo, non sono d'accordo. Per quanto il prezzo di una riga ottica (o induttiva) sia più basso che in passato difficilmente potrà costare meno di un motore passo passo; ed in pratica avremo un pezzo in più nel sistema che va anch'esso controllato. Oltre a ciò sarebbe necessario gestire il motore con estrema precisione onde evitare vibrazioni se il sistema non è in grado di posizionarsi correttamente.
Che questo approccio sia più professionale sono d'accordo; che sia più semplice no.
E' interesante però quanto dici circa l'autocostruzione di righe ad induzione..... mi piacerebbe approfondire l'argomento: perché non apri un topic ?

Circa l'utilizzo di shield arduino quella possibilità non è mai stata contemplata, quanto meno da me! I motori che danno come "pilotabili" sono dei NEMA17, largamente sotto-dimensionati per l'applicazione. L'idea era di utilizzare arduino come controller e poi un driver fatto e finito per la potenza.... oddio si potrebbe anche fare ma coi prezzi che ci sono oggi forse non ne vale la pena.

[mimoletti]

Ciao Rob,

Io non sono d'accordo il motore passo passo se utilizzato correttamente,
per un hobbista che non necessita di prestazioni spinte è in assoluto,
la soluzione migliore sia in termini di economicità che di semplicità d'uso.
Da quando uso il mio progetto non si è verificata mai una perdita di passi.

[mecha]

Vedo che il tread si e' un po impantanato
Io nel tempo libero faccio ancora esperimenti.
Premetto che ho acquistato un kit completo di alimentatore della Longs motor e specifico con motore tipo 34hst9805-37b2 a 8 fili.
Quest'ultimo particolare e' decisamente importante dato che, collegando gli avvolgimenti in serie ottengo una grande coppia ma un motore rabbioso e
che non supera i 200 giri/min.
Provando a collegare gli avvolgimenti in parallelo, forse per la diminuita induttanza...MAGIA: il motore raggiunge agevolmente i 500 giri e, sul bv20 collegato in diretta,
inversioni a 200 giri senza nessuna strategia.
Ricordo che e' alimentato a circa 70V e 2,5A (e ora non scalda piu' fra le altre cose) e funzionamento a 800 passi giro driver DM860A .
Con il programma che ho fatto e un array contenente la rampa di accellerazione di 15 passi effettuo inversioni a 500 giri (3mm passo vite -> 1500mm/min ).
15 passi per una risoluzione di 3mm/800passi=0,00375mm vogliono dire 0,05625mm in pratica accelera alla velocita' massima in 5 centesimi quindi in una gola di scarico si ferma tranquillamente.
A 500 giri per fermare il carrello ci vuole un deciso colpo con la mano (con una pressione uniforme non si ferma) e a 400giri non c'è verso, tira come un buldozer (1200mm/min). Chiedere a Matteou per conferma (era il mio aiutante nelle prove..l'uomo contro la macchina )

Mandi Mecha

[yrag]

Hai provato con una resistenza in serie ?

[mecha]

Dimenticavo..
Ho fatto anche delle prove con comparatore per vedere come era l'avanzamento e devo dare ragione a Mimmoletti, a 800 passi/giro 3,75 millesimi a passo il movimento e' piuttosto a scatti nelle basse velocita', penso che ci vogliano almeno 1600 passi/giro (decisamente piu' fluido) con i quali ho visto degli spostamenti lineari e correttamente spaziati (per quel che si poteva vedere con il comparatore).
Questo senza perdere in velocita', ora sono arrivato alla frutta con l'arduino e il mio programma non ottimizzato.

[mecha]

No, ho solo modificato gli avvolgimenti da serie a parallelo...ma se aggiungo un'ulteriore resistenza cosa succede?

[yrag]

Abbassi la costante di tempo che è data dal rapporto L/R. Dovrebbe migliorare la risposta.

[McMax]

anche io ci sto sempre guardando. L'algoritmo ce l'ho; ora mi manca il tempo di implementarlo su arduino.... ma aspetto che mi arriva l'encoder.

[criz]

questo topic mi è proprio sfuggito, l'ho letto tutto di seguito... grandi!
Che encoder state acquistando?

[matteou]

Confermo che la coppia e' piu' che sufficiente per fare qualsiasi cosa (piu' o meno il tornio si smonta prima che il motore stalli).
Io sto imparando il C (finalmente mi ci son messo e pensavo fosse piu' difficile) e quindi posso essere un po' piu' attivo in questo thread.
Mecha, invece di accelerare come hai fatto tu, perche' non usi una libreria gia' bell'e pronta?
Vedi: http://www.airspayce.com/mikem/arduino/AccelStepper/
Stavo cercando qualche idea per il mio progetto (piu' rognoso come accelerazione, a me serve non una rampa ma una curva ad S) e ho trovato un sacco di librerie per gestire gli stepper. Non le ho ancora guardate (a me serviva per motori dc, pero' magari trovo spunti interessanti), prova a darci un occhio.

Per quanto riguarda 4/8 cavi, non penso ci siano grosse differenze. Sarebbe da vedere il datasheet, ma nei passo passo che ho sulla cnc, 2 sono a 4 fili e uno e' a 8.
Quello da 8 ha resistenza di fase e induttanza abbastanza elevata. Se si collegano gli avvolgimenti in parallelo i valori scendono e diventano simili a quelli da 4 fili.
Per toglierci la curiosita', dobbiamo provare il mio motore sul tuo setup.
Adesso mi scarico il datasheet del tuo motore per vedere l'inerzia del rotore e confrontarla col mio.

Per Yrag, non credo che il problema sia dato dalla parte elettrica del motore ma dalla parte meccanica.
Sia io che Mecha usiamo motori nema34 abbastanza ciccioni, l'inerzia del rotore e' elevata.
Se non gli dai una rampa di accelerazioni, il campo magnetico ruota troppo velocemente per vincere l'inerzia e quindi il motore stalla.

[yrag]

Certamente l'inerzia gioca il suo ruolo importante e la diminuzione della coppia a frequenze alte ci aggiunge il resto a sfavore ma, almeno, attenuo la componente elettrica (per quello che serve) a beneficio della risposta a frequenze "alte".
Sono comunque discorsi teorici, bisogna fare qualche prova...

[matteou]

Qua i dati del motore di mecha:
http://www.ebay.com/itm/4-Axis-Nema34-s ... 1337956955 (qua i dati con collegamento serie-parallelo: http://www.cnchobby.dk/pdf/34HST9805-37B2.pdf)
e qua i dati del mio motore:
http://i01.i.aliimg.com/img/pb/091/949/ ... 91_219.jpg

Il mio sembra essere migliore elettricamente (induttanza e resistenza piu' bassa) per contro quello di mecha e' piu' leggero (1kg/cm2 di differenza nell'inerzia del rotore).
Sono curioso di vedere come si comporta il mio con il programma di mecha.

[McMax]

La questione dell'accelerazione non l'ho ancora valutata ma per come la penso io, essendo il mandrino e lo stepper vincolati da una relazione fissa, mi aspetto che regolando l'accelerazione del mandrino quella dello stepper venga di conseguenza.....
Se così non è l'algoritmo si complica notevolmente in quando sarà necessario avviare lo stepper e sincronizzarlo al mandrino successivamente.

[matteou]

Lo scopo sarebbe (anche) quello di filettare senza fermare il mandrino.
Quindi una rampa di accelerazione e' da fare...