Motore Passo-passo Troppo Debole

[FatShady]

Ciao ragazzi,

Volevo chiedere se qualcuno può darmi una mano a capire come mai i motori passo passo che sto utilizzando per un progetto sono deboli... fanno poca forza... mi spiego meglio:

Sto utilizzando 4 motori unipolari a 6 fili, la resistenza di ogni avvolgimento è di circa 80 ohm, su internet ho trovato che quei modelli vanno alimentati a 24 volt ma io ho a disposizione solo un alimentatore di un portatile da 19V con 6A di corrente.

Per il mio progetto un motore dovrebbe essere in grado di girare una faccia di un cubo di rubik... essa non pone molta resistenza se provo a girarla a mano ma quando provo a bloccare a mano il perno del motore si ferma molto facilmente e son sicurò che non sarebbe in grado di ruotare la faccia del cubo.

Io ho provato diversi metodi di guida del passo passo... sembra che quello che utilizza 2 fasi contemporaneamente denominato "Two phase-on" applichi piu forza ma non a sufficienza.

Certamente alimentarlo con un voltaggio minore influisce sulla forza esercitata ma mi sembra strano che si indebolisca in questo modo... però son qui per chiedere un vostro parere ah dimenticavo per comandare il motore utilizzo un l298n comandato a sua volta da un arduino

grazie in anticipo a chiunque risponda

[Mirko Ceronti]

Sto utilizzando 4 motori unipolari a 6 fili,

Il motore a 6 fili è sempre un Bipolare, con possibilità di comando anche unipolare.

la resistenza di ogni avvolgimento è di circa 80 ohm, su internet ho trovato che quei modelli vanno alimentati a 24 volt ma io ho a disposizione solo un alimentatore di un portatile da 19V con 6A di corrente

Questo lascia intendere che abbiamo a che fare con motori mooolto piccoli in termini di coppia, il MAE 2220 (ad esempio) che può essere indicato per il tipo di lavoro che devi fare, ha 5 Ohm per fase, e quindi 80 Ohm mi sembrano decisamente troppi, se poi li alimenti a 19 Volt, riuscirai al massimo a vederli ruotare, ma come gli applichi una coppia resistente (carico) nulla di strano che Ti si "siedano"....

Temo dovrai cambiare tipo di motore.

Saluti

Mirko

[FatShady]

Ciao, grazie per aver risposto.

vero è possibile guidarli come bipolari ma pensavo che guidandoli come unipolari avessero più forza in quanto in bipolare la resistenza risultava il doppio(Non son sicuro questo sia vero )

Ho dato un occhiata al motore che hai proposto non costa nemmeno molto ma non volevo spendere altri soldi per 4 motori... per questo sto utilizzando alcuni recuperati in giro.

Una domanda ma questi motori saranno utilizzati per qualche applicazione... dici che se trovo un alimentatore a 24 riesco ad utilizzarli?

ps non ho bene chiaro il concetto di "coppia" ma credo centri in qualche modo a quello che io chiamo "forza" in quale modo posso ottenere la coppia migliore da questo motore?

[omaccio]

Sì, alimentandoli in bipolre riuscirai ad avere prestazioni migliori inotre se riesci ad arrivare a 24 volt ancora meglio!

Comunque io darei uno sguarda al datasheet del motore prima di avventurarmi in applicazioni + o meno complesse..se il motore non eroga coppia(e potenza) è inutile continuare..come dice sempre nonno non puoi aspettarti ciliege da un melo!!!

[Mirko Ceronti]

Una domanda ma questi motori saranno utilizzati per qualche applicazione... dici che se trovo un alimentatore a 24 riesco ad utilizzarli?

Certo, ma lilmitatamente alle loro possibilità e caratteristiche, la cui proprietà non è quella di riuscire a muovere un cubo di Rubik.

ps non ho bene chiaro il concetto di "coppia" ma credo centri in qualche modo a quello che io chiamo "forza" in quale modo posso ottenere la coppia migliore da questo motore?

Certo, nel moto rettilineo si chiama "Forza" ed in quello rotatorio prende il nome di "Coppia" (poichè le forze sono 2) ma la sostanza non cambia.

La coppia è proprozionale al quadrato della tensione, quindi aumentando la tensione si aumenta la prestazione del motore nell'eseguire sforzi, ma non so se portando la tensione da 19 a 24 Volt (con 80 Ohm di avvolgimento) riuscirai ad avere la coppia da riuscire a muovere le facce del cubo. (si tratta di provare)

Ad ogni modo i 2220, sono i sovrani delle fiere Expò-Elettronica dove li vendono a...."peso".... , (5 €uro l'uno) io mi ci son riempito casa.

Saluti

Mirko

[Livio Orsini]

Attenzione! Il motore passo-passo eroga la massima coppia da fermo, poi la coppia decresce con l'aumentare della velocità.

[Mirko Ceronti]

Verissimo Livio , ma FatShady da quel che ho capito deve simulare il movimento delle mani, quindi presumo che debba girare piuttosto piano, ovvero in quel campo in cui la coppia di uno Step-Motor è ancora abbastanza sostanziosa; ma....il mio cruccio, è che i motorini usati siano già sgonfi in partenza come caratteristiche, visto la resistenza ohmica denunciata.

Saluti

Mirko

[FatShady]

Grazie a tutti per le preziose informazioni si in effetti a me non serve che girino a grandi velocità anche perchè dovranno compiere solo movimenti di 90 e 180 gradi.

Proverò a verificarne le prestazioni a 24 volt se trovo un alimentatore mentre per quanto riguarda i 2220 li stavo cercando su internet con poco successo... c'è qualche altra sigla da aggiungere ? (io ho cercato "mae 2220").

Altrimenti li compro da Mirko visto che ne ha piene la casa

[Mirko Ceronti]

mentre per quanto riguarda i 2220 li stavo cercando su internet con poco successo.

http://www.astelweb.com/download/pdf/prodo...0200%202220.pdf

Altrimenti li compro da Mirko visto che ne ha piene la casa

Volentieri, ma....purtroppo quelli che ho mi servono tutti.

Saluti

Mirko

[FatShady]

Niente da fare con i vecchi motori... ne ho recuperati altri 2 con queste caratteristiche :

Nominal Voltage 7

Current 0.7

Resistance (Ohms) 10

Torque (in-oz) 44.4

Torque (kg*cm) 3.2

Wires 4

Condition pulled

Steps / Revolution 200

weight 175 grams

Step Size (degrees) 1.8

NEMA frame size 17

sembrano più forti ma appena riesco costruisco il pezzo per "impugnare" il cubo e ci provo? un vostro parere? potrebbe andare?

di questo motore mi stupisce il fatto che sia alimentato a 7 volt... è vero che avendo una resistenza bassa con un voltaggio alto assorbirebbe un sacco di corrente però continuando a cercare l alimentatore da 24 V vedere che questo ne vuole 7 mi spiazza

[Mirko Ceronti]

di questo motore mi stupisce il fatto che sia alimentato a 7 volt... è vero che avendo una resistenza bassa con un voltaggio alto assorbirebbe un sacco di corrente però continuando a cercare l alimentatore da 24 V vedere che questo ne vuole 7 mi spiazza

Non è proprio corretto valutare i motori passo passo sotto il profilo della tensione.

Se Ti dicessi che dove lavoravo io avevamo dei motori da 0,31 ohm = di resistenza di fase, e corrente = 7 Amper per fase.

Quindi ?

Quindi 0,31 x 7 = 2,17 Volt.

Ed invece venivano alimentati su un Bus-DC da 110Vac x 1,41 = 155 Volt DC.

MA.....viaggiavano anche ad oltre 1500 R.P.M. e con un discreto carico, quindi se vai su con parecchi giri, Ti tocca aumentare la tensione in funzione della velocità, per mantenere costante la coppia.

Tutta questa pappardella per dire che a differenza del motore asincrono o di quello DC, il valore di tensione d'avvolgimento in uno step-motor dice ben poco.

Certo, nel Tuo caso dove devi girare piano, io non eccederei da quei 7 Volt che in sostanza Ti indicano la tensione massima del motore....a motore fermo però.

sembrano più forti ma appena riesco costruisco il pezzo per "impugnare" il cubo e ci provo? un vostro parere? potrebbe andare?

Purtroppo non ho in casa un cubo di Rubik per fare un tentativo, ed assolverTi dal Tuo dubbio se la coppia può essere sufficiente o meno.

Saluti

Mirko

[Livio Orsini]

Pilotare bene un motore passo-passo sembra facile, ma non poi vero, anzi. Se si vuol spremerlo bene il pilotaggio è ababstanza complicato, basta leggere qualche cosa sulla tecnicica di microstepping.

Però per prima cosa dovresti verifacare sui datasheets dei tuoi motori quanto è la coppia massima di cui puoi disporre. Con questo valore fai le verifiche del caso per la tua applicazione. Se già sulla carta la coppia è insufficiente non è neanche ilc aso di fa rprove, nella pratica rischia di essere anche peggio.

[FatShady]

[at]Livio : Il microstepping è troppo complesso per me grazie comunque per l'informazione.

Finalmente son riuscito a creare il pezzo per girare il cubo... mi son fatto un po di calcoli per verificare di quanta coppia avevo bisogno... con dei pesetti ho stimato che per girare una faccia ci voleva almeno mezzo kilo a circa 28 mm dal centro... se non ho sbagliato i calcoli mi servono 0,14 nm il motore che uso dalle specifiche sembra avere 0,31 nm (da fermo credo) quindi direi che ci sta al pelo

ho fatto ieri una prova e riesce a girarlo! però è proprio al limite se la faccia non è ben allineata capita che salta dei passi... potrei risolvere alimentandolo con un voltaggio maggiore(tipo 9 o 12 V)... ma che problemi possono sorgere?

grazie nuovamente per tutti gli utili consigli che mi state dando

[Livio Orsini]

.. se non ho sbagliato i calcoli mi servono 0,14 nm motore che uso dalle specifiche sembra avere 0,31 nm

Necessiti di una coppia di circa 1.75 Ncm (Newton per cm), ovvero 0.0175 Nm.

Se le tue misure son corrette la tua coppia resistente equivale ad una forza di 0.5 kg con un braccio di 28 mm, ovvero 0.178 kgcm equivalenti a quei circa 1.75 Ncm. Questa coppia comprende anche l'attrito di primo distacco.

Mi sa che o le misure non son corrette, o hai letto male il foglio tecnico, altrimenti quel motore non dovrebbe avere alcuna difficoltà a muovere il tuo cubo, se pilotato decentemente.

Anche se non usi il microstepping pui sempre fare qualche cosa per migliorare la risposta in corrente all'impulso. Aumentare la tensione di alimentazione può dare qualche vantaggio ma rischi poi di superare il valore critico di corrente nell'avvolgimento. Come e con che cosa piloti gli avvolgimenti?

[FatShady]

Ma il momento non è forza per braccio? 0,5 Kg corrispondono a 4,8 newton... quindi 4,8 * 2,8 cm = 13,44 ncm in newtonmetri è 0,1344 che non so perchè ho arrotondato a 0,14.

credo siano giusti i miei calcoli però mi affido alla vostra esperienza segnalatemi eventuali errori

tornano al pilotaggio...

Come e con che cosa piloti gli avvolgimenti?

per il come... li piloto con il metodo Two phase-on.

per il cosa non ho capito a cosa ti riferisci se intendi con che chip.. sto utilizzando un L298N

per quanto riguarda il valore critico di corrente c'è qualche modo per saperlo\calcolarlo o devo per forza far rifermento a della documentazione?

grazie

[enx3]

FatShady+-->

CITAZIONE(FatShady)

non so dirti niente sui passo-passo, ma ho giocato col cubo di rubik.

se le facce non sono ben allineate e il meccanismo si inceppa, io (ho appena provato), non riesco a ruotarlo nemmeno mettendoci tutta la forza che ho.

quindi, o lo ruoto nel senso inverso (e allora va), oppure "ricompatto" (riallineo) le facce del cubo, per poter fare la rotazione.

[FatShady]

grazie per il tuo contributo, non so che cubo hai ma il mio che non è originale rubik(è molto piu duro da girare degli altri) gira discretamente bene quando girando una faccia non la si gira di 90 gradi netti e si vuol girare la faccia adiacente(specialmente se quella dove il profilo della faccia è rimasto piu basso) basta fare una leggera forza in più nel mio caso(in gergo credo che si dica "tagliare")... per questo stavo cercando di spremere un po piu di forza dai motori... perchè se le facce iniziano a disallinearsi addio progetto

[Livio Orsini]

Ma il momento non è forza per braccio?

Si è corretto; sono stato io che poi ho fatto un poco di confusione. A volte mi capita, specie quando interrompo per fare un'altra cosa e poi riprendo la risposta.

se intendi con che chip.. sto utilizzando un L298N

Si intendevo proprio questo. Con quell'integrato puoi fare anche del microstepping. Puoi fare una cosa semplice. Limiti il valore di corrente massima, usando il resistore di sensing, e aumenti il valore di tensione. In questo modo la corrente sale più velocemente ma rimane comunque limitata entro valori sicuri. Dovresti avere comunque dei benefici.

Se hai letto bene le specifiche il tuo motore è sovrabbondante avendo una copia più che dopia di quella necessaria. E' vero che la coppia amssiam ce l'hai a motore fermo, però anche la coppia resitente nel tuo caso è massima all'inizio perchè, presumo, l'attrito di primo distacco non dovrebbe essere trascurabile.

[FatShady]

Ho cercato di capire come funzionavano le resistenze di sensing, ho cercato sia sul datasheet che su internet, non ho trovato informazioni precise ma da quello che ho capito quella resistenza serve solo per leggere il voltaggio ai suoi capi in modo da avere un valore da comparare attraverso un circuito esterno(tipo un arduino) in modo da sapere qual'è la corrente che scorre. Non sapevo che limitasse la corrente... anche perchè secondo lo schema sul datasheet risulta in serie sull uscita... se qualcuno ha delle idee piu chiare su come funzionano le resistenze di sensing e ha voglia di spiegarmelo grazie ancora a tutti

[Mirko Ceronti]

Non sapevo che limitasse la corrente... anche perchè secondo lo schema sul datasheet risulta in serie sull uscita

Certo, in serie all'uscita sui transistor di lato basso del ponte "H".

Limitano la corrente nella misura in cui la caduta di tensione ai loro capi viene inviata ad un comparatore che ha a sua volta un riferimento preimpostato.

Accade quindi, che quando la corrente supera un determinato valore, questo valore si traduce nel superamento di una determinata tensione ai capi della resistenza di "sense" (che funziona come uno shunt) se questa tensione a sua volta supera il riferimento del comparatore di cui sopra, scatta un flip-flop comandato dal comparatore stesso che "chiude" (metaforicamente) i rubinetti dei transisor del ponte, e la corrente cessa.

Cessando, la tensione ai capi delle "sense" scompare, il flip-flop si resetta ed i transistor tornano a chiudersi per "pompare" di nuovo corrente nel motore, e quando questa (che si incrementa in rampa) di nuovo supera la soglia del comparatore, il ciclo si ripete ed all'infinito.

Ciò produce un pilotaggio Chopper ai capi degli avvolgimenti, limitando così nel complesso la corrente media totale.

Questo è l'utilizzo standard delle resistenze di "sense" come sensori al servizio del limite di corrente.

Saluti

Mirko

[Livio Orsini]

Ottima spiegazione Mirco!

[Mirko Ceronti]

Grazie Livio

[peoandrea]

lo stepper è debole in rampa, agisce a piena potenza solo a regime, quindi la rampa va ridotta al minimo.

se oltretutto "perde dei passi" è ovviamente sballata la rampa di accelerazione

[Livio Orsini]

..agisce a piena potenza solo a regime,...

Il motore a step eroga la coppia massima a velocità zero. Però con le moderne tecniche di pilotaggio con microstep e controlli di tipo vettoriale si riescono a raggiungere prestazioni notevoli a tutti i regimi di rotazione.

[peoandrea]

vero livio.

io non parlavo di regimi di rotazione bassi o alti, ma di rampa di accelerazione: se poi la velocità finale è bassa o alta poco importa (o meglio: dipende dalle caratteristiche del motore).

i micro che hanno l'uscita pwm adesso in realtà gestiscono quasi totalmente la rampa da soli, ma anche il discorso "perde degli step" a me sembra strano.

secondo me c'è qualcosa che non va in rampa.

qualche anno fa mi capito' di discutere abbastanza animatamente con un meccanico perchè sosteneva che il motore doveva fare una rampa sinusoidale.

cosa che per gli stepper non funziona: devono avere un'esponenziale ed arrivare a regime il prima possibile perchè il loro non è un movimento veramente continuo, ma appunto "a step"