Quale Motore Per Sparare Palline Da Pingpong ?

[kenton]

Ciao,

sto delineando il progetto di uno spara-palline da pingpong.

Qui si può vedere un robot commerciale: http://youtu.be/Zcu-A7uUhLg?t=52s

Ho calcolato che la velocità dei dischi rotanti sulla superficie della pallina nei colpi più estremi considerando la somma di velocità ed effetto

tocca punte poco superiori a 30m/s.

Considerando che il tutto serve per fare ritmo su allenamenti continuativi e non per farsi prendere a pallate 20m/s vanno benissimo.

Se il disco gommato che userò avrà un diametro di 8cm (in modo che la testa non diventi enorme visto che ne servono 2 o 3 per dare tutti gli effetti)

il motore dovrà fare fino a 4800 rpm.

Lo sforzo per sparare la pallina (2,5 grammi) è assolutamente trascurabile e assorbita dall'inerzia del motore+disco.

L'inerzia del disco gommato è di 2,5 kg*cm^2.

L'inerzia del rotore di un passo passo NEMA 14 da 1,4kg*cm è di 0,0014 Kg*cm^2 quindi trascurabile rispetto al disco (non so per altri motori).

L'accelerazione angolare deve essere di almeno 200 rad/sec^2 per variare la velocità del disco in continuazione con rapidità coerente con gli schemi di allenamento

La risultante coppia per vincere queste inerzie risulta di 5 N*cm (per il disco).

Per l'azionamento con un passo passo mi chiedo se possa funzionare fino a 5000 rpm

Per altri motori basta tenere conto che mi serve controllare la velocità di rotazione in modo continuo ma non precisissimo e non serve ovviamente controllare la posizione.

Il tutto sarà controllato da arduino e relativi driver.

Vi ringrazio per i consigli che mi darete sui motori più opportuni.

[Livio Orsini]

Se apri la sezione "Motori. generatori..." trovi la prima discussione importante intitolata "Dimensionamento motore elettrico......" nel primo messaggio c'è il link al mio tutorial-guida al dimenssionamento-scelta di un motore elettrico, troverai le risposte alle tue domande.

Per l'azionamento con un passo passo mi chiedo se possa funzionare fino a 5000 rpm

Semplice. Considera il numero di passi per giro e la massima freqeunza ammessa, avrai la massima velocità di rotazione. Questo è un dato di catalogo.

[kenton]

Signor Orsini grazie per la sua risposta,

mi dispiace aver preso un benvenuto del tipo "leggi meglio" ma ho veramente passato il pomeriggio a documentarmi e fare calcoli.

Abbiate pazienza.

Tutti i calcoli che ho fatto sopra li ho eseguiti ieri grazie al suo manuale ed altre fonti in rete.

Il suo manuale dice come calcolare i dati necessari al dimensionamento ma non permette ovviamente

di associare a tali dati il motore opportuno se non per sommi capi, dato che le descrizioni sono giustamente sommarie

e ci si deve rifare all'esperienza ed alle approfondite conoscenze in materia di un esperto.

L'unico motore che ho usato nella mia vita è stato un passo passo quando ho fatto l'ITI a scuola.

Non conosco minimamente panoramica e caratteristiche di tutti i tantissimi motori esistenti sul mercato.

Posso ipotizzare che per avere 5000 rpm anzichè gli insufficienti 2500 di un passo passo,

piccole dimensioni,

peso ridotto,

basse tensioni per la sicurezza,

e controllo della velocità

debba usare un piccolo motore in corrente continua.

Vorrei solo una conferma da un esperto in tale direzione.

Buona giornata e ... buon anno

Modificato: 31 dicembre 2013 da kenton

[Livio Orsini]

mi dispiace aver preso un benvenuto del tipo "leggi meglio"

Un po' meno di suscettibilità, spece per un nuovo utente al secondo messaggio, non guasterebbe.

Ricordare che ci sono molti strumenti utili presenti nel forum è un dovere per un moderatore.

Lo sforzo per sparare la pallina (2,5 grammi) è assolutamente trascurabile e assorbita dall'inerzia del motore+disco.

Piccolo ragionamento da farsi sulla base di quanto hai scritto.

Se la coppia resistente è trascurabile invece di spingere sulla velocità del motore si deve, come è anche suggerito nel tutorial, lavorare sulla trasmissione.

Ti basta mettere una trasmissione a cinghia dentata con rapporto pulegge 1:4 e ti bastan 1200 rpm all'asse motore. E' vero che l'inerzia del carico la moltiplichi per 16, e la coppia resistente viene quadruplicata, ma se sono trascurabili trascurabili rimangono anche se moltiplicate.

Un piccolo brushless in continua (trapezoidale) è il motore più adatto alle tue esigenze.

Anche un motore cc a magneti permanenti è adattissimo ed una zionamento così fatto costerbbe anche meno di unbrushless in continua. hai solo la negatività delle spazzole che, se il motore è usato correttamente, hanno una vita molto lunga ma comunque limitata.

Anche come peso e dimensioni, a parità di potenza, questi 2 azionamenti sono più favorevoli di quelli di uno stepper.

PS. Sul forum ci si considera amici e colleghi, quidi è in uso l'amiche vole tu senza aggettivi o titoli per il nome.

[gabri-z]

Buon giorno a tutti !

Dimensionare un motore per la Tua applicazione non sono in grado , ma posso darTi un esempio di motore che funziona perfettamente , anche se ha lo svantaggio di essere a spazzole ,cioè tipo tergicristalli per auto , Ho combattuto più di due anni con un robotino artigianale regalatoci da una dita amica del ping-pong ,costruito nei loro laboratori per noi . impiegava due motori , uno per disco gommato , velocità controllata ad anelo chiuso per ognuno . Non aveva controllo degli effetti laterali , ma mi ha risparmiato un sacco di fatica per tutto l'altro . I motori non erano sincronizzati tra loro , ma essendo molto stabili i regolatori di velocità , non si verificavano variazioni di intensità di effetti o di velocità della palina .

P.S.

In due anni di lavoro , due ore al giorno , cinque giorni alla settimana , nessun segno di usura spazzole !

[kenton]

Vado per il motore cc a magneti permanenti per questo prototipo.

Il brushless sarebbe perfetto ma i prezzi sono alti.

Grazie Livio e gabri