Motor paso a paso para la plataforma giratoria del escáner 3D [cerrado]

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Actualmente estoy construyendo un giradiscos de escáner 3D y no puedo averiguar qué motor paso a paso debo comprar.

Aquí hay algunas cosas a considerar:

  • La placa estará hecha de 3/4 "MDF y tendrá 2 'de ancho (diámetro);
  • El peso de la placa será soportado por un sistema de rodamientos de bolas (al igual que un susan perezoso);
  • Necesito apoyar objetos con un peso de hasta 5 libras;
  • El eje del motor se colocará directamente en el centro de la placa (sin sistema de engranajes, para máxima precisión y simplicidad);
  • Necesito un motor lo suficientemente preciso para poder calcular / simular el ángulo de la cámara;
  • El plato giratorio girará a un RPM muy lento (1 RPM o menos);
  • Estaré programando todo en un programa C / C ++.

Aquí están mis preguntas:

  • NEMA-17 o NEMA-23 (y por qué)?
  • ¿Qué controlador necesitaría? ¿Cómo puedo comunicarme con el motor desde un programa C / C ++ (Arduino o no)?

Estaba considerando estos:

NEMA-17:

  • Arduino UNO con Adafruit Motorshield V2
  • Un motor paso a paso NEMA-17 con un ángulo de paso de 0.9 °

NEMA-23

  • Controlador de Phidgets (todavía un poco caro para mí): enlace
  • Motor paso a paso de Phidgets: enlace

¡Gracias!

    
pregunta Golitan11

1 respuesta

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Como lo dijo elegantemente Ignacio Vásquez-Williams, "Oh, mío".

Usted va hacia su selección de motor / accionamiento hacia atrás. Lo primero que debe hacer es averiguar exactamente qué resolución angular necesita. "lo suficientemente preciso para poder calcular / simular el ángulo de la cámara" no lo corta. Usted asumió un motor con un nominal de 0.9 grados / paso (+/- 5%). ¿Es suficiente? Tenga en cuenta que, en el borde de la mesa, esto corresponde a un paso de 12 x sin (0.9 grados), o 0.19 pulgadas. ¿Está esto lo suficientemente cerca, o necesitas una mejor resolución? Como parece que te preocupa la precisión, sospecho que no. Digamos, solo como punto de partida, que necesita una resolución 10 veces mejor, o .09 grados / paso. Bueno, en primer lugar, no puede obtener eso (la precisión intrínseca de la posición del motor es de 0,09 grados, y simplemente no puede hacerlo mejor que eso) para el accionamiento directo. Volveré a eso.

Me he dado cuenta de que has visto un controlador de microstepping, y puede que se te haya ocurrido que puedes usar esto para obtener pasos más precisos de lo que permite la especificación estándar. Bueno, sí puedes, pero hay dos costos. Primero, a medida que avanza en pasos más finos, se preocupa cada vez más por la precisión real de la combinación de variador / motor, y eso no es tan bueno como cree que es. En segundo lugar, a medida que aumenta la cantidad de pasos, disminuye el torque disponible en cada paso. Dado que la resistencia a la fricción de cada paso no es uniforme (realmente no cree que un cojinete perezoso de Susan sea realmente de alta calidad y uniforme, ¿verdad?) La cantidad que se moverá la mesa en cada paso variará. Consulte enlace , por ejemplo, y haga un googlear sobre el "rendimiento de microstep del motor paso a paso". Particularmente a baja velocidad, la tendencia de la mesa a detenerse y comenzar en cada paso le lleva a los problemas de fricción estática y de estación, que son realmente inconsistentes. Puede estar bien si está dispuesto a mantener la mesa en movimiento, y 0,9 grados es de 400 pasos / minuto, o aproximadamente 7 pasos / segundo, y si se apresura para suavizar el movimiento, tenderá a anular pequeñas variaciones locales en el motor / rodamiento. rendimiento (eso es realmente para lo que es bueno el microstepping) pero no obtendrá una precisión mejor de lo que permite el motor.

Esto significa que tendrías que tomar tus fotos sobre la marcha, y dudo que quieras hacer eso.

Supongamos que desea un mejor rendimiento Y desea ubicaciones estáticas: mover, detener, visualizar, mover, detener, visualizar, etc. ¿Qué puede hacer?

Bueno, puedes poner un engranaje de reducción entre tu motor y tu mesa. Como tanto Ignacio como Jasen han sugerido, esto puede dar excelentes resultados. Los engranajes, especialmente los engranajes de tornillo / piñón, también le costarán, tanto en los engranajes mismos como en el ensamblaje de montaje que necesitará para mantenerlos en su lugar.

Por lo que está haciendo, el enfoque clásico es la configuración de la correa / polea de distribución. Sin embargo, todavía no es barato (debido al hecho de que está teniendo problemas con el costo de su posible controlador). Debería poder obtener una reducción de 10: 1 sin demasiados problemas, y eso le dará tanto un aumento de 10 veces en la resolución angular como un aumento de 10x en el torque disponible en su mesa. Necesitará un sistema de precisión de polea / correa, no algo que se derrame de un automóvil. También deberá proporcionar una tensión constante en el cinturón, y aunque eso no es difícil, debe considerarse.

Si recorres esta ruta y decides que no quieres microaspas, ten en cuenta que el motor que seleccionaste es demasiado grande para un ULN2003, sin importar cuánto le atraiga su bajo precio.

Otra cosa que deberá tener en cuenta es que, para obtener una alta precisión, deberá colocar el eje de su unidad de mesa con mucha precisión en el centro de su perezoso susan. Puedes hacerlo de manera bastante simple, pero debes prestar atención a lo que estás haciendo.

Sea cual sea el enfoque que utilice, ya que está usando un paso a paso para mantener un registro de la posición es bastante sencillo. Pones un sensor óptico en el borde de tu mesa y detectas cuando pasa un punto en particular, luego cuentas los impulsos del motor para decirte qué tan lejos has ido. Se llama "indexación" y es fácil y efectivo, siempre y cuando recuerde ejecutar un ciclo de indexación antes de comenzar a trabajar, y siempre que el detector distinga entre dos pasos sucesivos, y siempre que no suceda nada que lo haga perder. contar.

    
respondido por el WhatRoughBeast

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