Cerco info per motore slider DIY basato Arduino

lemure

Time-Lapser Novizio
#1
Buona sera a tutti, dopo aver fatto le mie presentazioni nella sezione apposita, formulo subito la mia domanda.
Premetto che pur avendo buone conoscenze fotografiche in campo time lapse, le mie lacune più grandi riguardano l'elettronica. So che ci saranno già tante discussioni a riguardo ma date proprio le mie scarsissime competenze, mi sarebbe difficile infilarmi nella discussione giusta :(
Sto progettando una slider motorizzata (allego disegno progetto) basata su movimento tramite vite a ricircolo e comandata tramite programmazione di arduino. Verrà utilizzata con reflex full frame e grandangolo zoom f2,8 perciò il peso massimo caricato dovrebbe assestarsi mediamente sempre sui 2 kg. Meccanicamente verrà assemblata da me mentre per il supporto elettronico mi avvalgo degli aiuti di un amico che ne sa mooolto più di me...
Al momento sto optando per una vite da 12 mm passo4 ma i miei dubbi sono relativi al motorino. Conosco vagamente il funzionamento dei motori passo passo ma proprio queste vaghe conoscenze mi lasciano dei dubbi...

La mia prima domanda è: Volendo stimare in anticipo la velocità massima con cui il motore trascinerà per tutta la lunghezza di un metro il mio carrello, cosa devo tener presente nelle specifiche del motore? Leggo solo informazioni sull'angolo di step, nr di step per giro ma non mi è chiaro come individuare il numero di giri per minuto. Chi mi fornisce guide, vite, pattini ecc. mi sconsiglia l'uso di un nema 17 consigliandomi invece il nema 23. Tanti di voi vedo utilizzano proprio il 17 e quindi da qui il mio dubbio che vorrei risolvere. Oltre al time lapse, vorrei usare la slider anche per carrellate video quindi in quel caso l'avanzamento dovrà essere continuo e con una velocita che mi permetta almeno di percorrere l'intero metro in 7-8 secondi. So che la velocità di rotazione del motore è dettata dalla corrente erogata ma ci sarà pure un massimo erogabile supportato dal motore? Quindi, al massimo di corrente erogabile, quanti giri al minuto può fare il nema 23?

La seconda domanda è: Con questa configurazione, potrò utilizzare la slider anche in verticale? Non dico proprio perpendicolare al suolo ma almeno un'inclinazione di 45 gradi potrà supportarla?

So da solo di fare domande forse mal poste o forse idiote. So che l'elettronica gestisce la rotazione del motore ma proprio la mia ignoranza in materia fa di me un bambino di 6 anni al suo primo giorno di scuola...

Spero nella clemenza di qualche esperto tra voi.

Buona serata a tutti
Fabio
progetto.jpg
 

Mamo

Donatore generoso
#2
Tutto dipende se deve essere alimentato a batteria o tramite alimentatore.
Considerato il disegno, (per esempio solo le rotaie che mi sembrano grandezza 20, pesano 2,4 kg l'una) credo che la trasportabilità non sia un requisito.
Allora puoi utilizzare degli azionamenti più performanti alimentati tramite alimentatore e non le classiche stepstick/pololu.
Questo in virtù dei pesi e delle masse che devi trasportare e muovere.
Anche io ti consiglio di utilizzare un Nema 23 (ma aggiungici il riduttore)
Per quanto riguarda la velocità dei motori passo passo dipende dall'azionamento (il circuito elettronico che li comanda) e dalla frequenza con cui questi azionamenti riescono a "mandare" gli impulsi (ogni impulso equivale alla rotazione indicata per ogni step. Per esempio 360 /1,8° = 200 step, significa che per far compiere al motore un giro, devi mandargli 200 impulsi).
Uno stesso motore da 200 step può ruotare alla velocità di 1 giro all'anno oppure a 1000 giri al secondo. Dipende dalla velocità con cui mandi gli impulsi. Ad ogni impulso, mandato una volta al giorno o 1000 volte al secondo, il motore ruoterà di 1,8° e poi si fermerà.
Se la generazione di questi impulsi la fai tramite il solo arduino e quindi usi le classiche pololu o stepstick, allora, se non ricordo male, al massimo hai la possibilità di "mandare" 1000 impulsi al secondo che equivalgono a 5 giri del motore (se senza riduttore) che moltiplicati per il passo della tua vite ti danno lo spazio percorso in un secondo dal carrello.
Con azionamenti più adatti, la velocità, invece, può essere molto maggiore:
li trovi qui.
http://eu.stepperonline.com/stepper-motor-drivers-c-2.html
Occhio che hanno una tensione di alimentazione solitamente maggiore dei 12 volt classici della batteria (ci sono modelli che vanno anche con il 12 volt), ma ti sconsiglio di usarli con una batteria.
 

lemure

Time-Lapser Novizio
#3
Grazie Mamo, l'argomento comincia a diventarmi un attimo più chiaro e mi accorgo di aver scritto un sacco di cavolate nel mio post precedente.
Ti confermo le rotaie da 20. Volendo potrei anche valutare la soluzione da 15 dato che così a occhio dovrebbero essere sufficienti per il carico utilizzato anche se poi non penso guadagnerei tanto in termini di peso...
Considerato quindi un nema23 da 200 step/giro, comandato dal solo arduino e una vite passo 4, avrei una distanza massima percorsa di 2 cm al secondo.
Troppo poco per pensare ad un uso flessibile di una slider soprattutto nelle carrellate video. Vi chiedo allora: mi sapete consigliare un azionamento adatto per far percorrere al carrello l'intero metro in almeno 7/8 secondi? Ti ringrazio per il link ma una volta aperta la pagina per me quello è il corano scritto in arabo...:(
Poi viene il discorso alimentazione; La slider dovrà essere trasportabile quindi indispensabile la batteria. Seguendo il tuo consiglio 12 volt sarebbero insufficienti ma diventerebbe problematico per la trasportabilità una batteria di voltaggio superiore.
Probabilmente dovrò rivedere la configurazione del mio progetto per cercare di fare funzionare il tutto con almeno 12 volt e con una discreta autonomia se possibile.
Ora credo che le mie esigenze siano un pò più chiare perciò chiedo gentilmente aiuto per rivedere il tutto in virtù di quanto detto.
Che motore nema23 (NM e A), azionamento e batteria mi consigliate per rendere fruibile all'atto pratico il mio progetto?

Grazie per la pietà...
Fabio
 

Mamo

Donatore generoso
#4
mi sapete consigliare un azionamento adatto per far percorrere al carrello l'intero metro in almeno 7/8 secondi? Ti ringrazio per il link ma una volta aperta la pagina per me quello è il corano scritto in arabo...:(
Per la massa che devi trasportare (2 kg della camera+obiettivo), per l'inerzia e per la velocità che vuoi ottenere, credo che non riuscirai mai con delle batterie (o se ci riesci ti dureranno per una carellata), a meno che non ne metti varie in parallelo.
Altro discorso se usi motori in corrente continua, ma perderai in precisione e non potrai utilizzare lo stesso motore ma ne dovrai usare uno per il TL e uno per i video.
Nel caso di slider inclinato, visto il peso, sicuramente dovrai mantenere il motore PP sempre alimentato (in modo che faccia da freno). Questo significa che anche quando sarà fermo, consumerà corrente (uguale a quando è in movimento).
E' vero che utilizzi una vite senza fine e non la cinghia, ma visto il peso, secondo me, comunque il carico scivolerà se lasci il motore "libero"
Puoi evitare il scivolamento interponendo un riduttore, ma ovviamente questo ridurrà ulteriormente la velocità.
 

lemure

Time-Lapser Novizio
#5
Accidenti...! Mi crolla il castello che mi ero costruito in testa!
Ma allora scusate la domanda banale; cos'è che è stato progettato male? Tutte le slider motorizzate che vengono autocostruite con soddisfazione anche tra i membri di questo forum, come funzionano? Non penso che il problema sia imputabile solo ai 2 kg di peso da trasportare. In fondo molti usano comunque un'attrezzatura paragonabile alla mia in fatto di peso e immagino che usino la slider anche all'aperto alimentata a batteria...
 

Mamo

Donatore generoso
#6
Il problema principale è la velocità.
Se metti un Nema 13 (quindi molto più piccolo) ma con a bordo un riduttore 100:1 (semplificando moltiplica la coppia del motore di 100 volte) puoi mettere anche un carico di 5kg.
Per le velocità che vuoi tu, devi ottenere più o meno la stessa coppia del nema13+rid, ma con il solo motore. Pertanto (semplificando) il motore deve avere una coppia 100 volte maggiore e la ottieni con motori più grandi che ovviamente consumano + energia.
Il problema con il solo motore è che senza alimentazione gira "libero", pertanto per frenare lo devi alimentare.
Nel caso di motore+riduttore, anche senza alimentazione, il motore è "frenato". Se il riduttore ha un rapporto sufficientemente grande può bloccare il motore.
 

lemure

Time-Lapser Novizio
#7
Quindi il problema principale sta nel freno motore (chiamiamolo così) in caso di lavoro non in bolla oltre alle carrellate video che richiederebbero tanta velocità e coppia. Dovrei fare una scelta; o time lapse lavorando con riduttore ma rinunciando alla velocità o velocità, magari con una vite con passo maggiore, ma rinunciando al freno motore.
Avrei qualche speranza di trovare un equilibrio aumentando li passo vite di parecchio e usando un riduttore? Faccio la domanda ma prevedo a naso che il risultato non cambierebbe...
Aumenterei la coppia ma anche la forza necessaria per lo spostamento, giusto?
 

Mamo

Donatore generoso
#8
Tu sei proprio sicuro che ti serva quella velocità?
Non puoi eventualmente ottenerla in postproduzione accelerando il video?
 

PIcopallo

Time-Lapser Novizio
#9
Salve a tutti,
mi permetto di intromettermi perhé costruisco pantografi e ho un po' di esperienza con motori e meccaniche e desidererei rispondere a Lemure.
Devo dire che mi piace molto anche la fotografia, anche se per me è solo un hobby...
Credo che non bisogni sottovalutare le capacità di un motore passo-passo, che permette un movimento che può essere programmato con precisione micrometrica.
Credo che il tuo problema più grande sia riuscire ad alimentare il motore cercando di avere un'autonomia più elevata possibile.
Potresti optare per pacchi batteria ai polimeri, che sono potenti e leggerissime, magari mettendole in parallelo in modo da ottenere un amperaggio maggiore ed una tensione di almeno 24V (7 celle = 25,9V).
Per quanto riguarda il problema dello scivolamento a vuoto, se utilizzi una vite passo 4 mm o 5 mm, posso affermare con certezza che non esiste; infatti anche inclinando l'asse di 45° esso non scivolerà mai verso il basso, anche senza motore, a meno che tu non applichi una certa forza con le mani.
Ancor più se con il motore innestato (e non alimentato) sarà impossibile che il supporto scivoli, anche se messo in verticale.
Il discorso potrebbe cambiare se utilizzassi viti passo 10mm, anche se il problema non si manifesterebbe con il motore innestato all'asse.
Tuttavia la mia domanda è: perché il motore non dovrebbe essere innestato all'asse ?? :)
Ciao!
P.S.: dimenticavo... nel video che ti ho inviato il driver è impostato a 1/2 step (400 impulsi per giro) impostando il driver a passo intero la velocità raddoppia e la precisione si dimezza.
 

Mamo

Donatore generoso
#10
Concordo in parte con quello che hai detto.
Non ho capito cosa intendi per motore innestato. Intendi il solo collegamento attraverso un giunto?

Però considera che nel messaggio iniziale si parla di lavorare anche in verticale .
Se metti i 2 kg dell'attrezzatura, il mezzo kg dei carrelli che si muovono sulle rotaie, la chiocciola, tutto il castello di collegamento tra i carrelli (che non è disegnato), l'eventuale testa snodata per montare la camera, secondo me si superano tranquillamente i 4 kg.
Come ho detto non ho molta esperienza con le viti e il motore "libero", ma 4 kg è già una bella forza.
Il passo passo, se non alimentato, è vero che oppone una minima coppia, ma sei sicuro che riesca a tenere bloccato il carrello? Io non ho questa certezza, ma è vero che probabilmente ho meno esperienza di te. L'unica certezza la si avrebbe provando.

Occhio che se fai ruotare il motore senza alimentazione, si comporterà come un generatore, generando correnti che possono danneggiare l'elettronica (improbabile ma può succedere).
 
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