Помогите решить задачу быстрого знако-переменного вращения.

[SergAG]

В наличии девайсы:
Двигатель OK42STH38-1684AC (Nema 17) https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1 ... f8ejk1da27
Драйвер TB6600 4.5A https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1 ... f8ejk1bfc5
Блок питания 36V5A https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1 ... f8ejk1b3f3

На валу мотора закреплен кулачок с вылетом 55мм и известной массой. Этот кулачок поворачивается в одну сторону до касания с ограничителем, меняет направление вращения, поворачивается на угол примерно 120град до касания с другим ограничителем, меняет направление вращения.. Цикл повторяется.
Частота таких циклов порядка 300 в минуту.

Надо написать софт, или для Атмеги, или для STM32, который бы обеспечивал работу узла.

[AVK74]

Я собираюсь писать нечто подобное, но по времени будет к середине лета, не раньше.

[SergAG]

Именно на таких скоростях и с разворотом после упора?

[AVK74]

нет, но это несложно сделать.

[SergAG]

Не могу понять, как определить момент начала реверса. На упорах датчик поставить не получается. Контактные концевики от таких ударов быстро сдохнут, Хола или оптические такую точность не дадут: надо, чтобы было касание. В обычных моторах я ловлю упор по броску тока, а ШД совсем не знаю, вычитал где-то, что током не отловить момент упора. И что есть опасность, что если что-то с управлением случится, сбой какой-то, то по инерции двигатель еще провернется, и появится противоЭДС (если правильно термин воспроизвел), которая выведет из строя контроллер. Какой-то буфер еще нужен для этого.

Можно ли совместить на каких-то условиях ТЗ Ваше с моей задачей?

[Сергей Саныч]

Достаточно один раз медленно повернуться туда-сюда до контактов (определить положение). После чего контроллер сможет крутить ШД на нужный угол с любой необходимой скоростью и ускорением (разумеется, в пределах своих возможностей).

[ASG]

Мы этот проект вместе делаем. Основная задача - это выжать максимум из двигателя, и отсюда следует:

1. Если давать управляющий сигнал слишком быстро, то (если я правильно понял гугл) будет пропуск шагов, из-за которого кулачок не дойдет до упора в момент, когда контроллер поменяет направление вращения, что вероятно быстро угробит либо двигатель, либо драйвер (а если контроллер просто отключить, получим противоЭДС)

2. Необходимо менять длину импульса в зависимости от текущей (расчетной) скорости вращения.

3. Эмпирически установить критическую скорость (желательно потенциометром, рассчитывая массив таймингов перед каждым циклом), чтобы исключить п.1, но п.1 будет присутствовать при отладке.

П.С. И в это время процессор должен еще выводить переменный ШИМ (в идеале DMA) и обрабатывать нажатие 1-2 кнопок.

П.П.С. Буду рад комментариям по теории того, как ведет себя двигатель в таких случаях.

[wldev]

Могу сделать на базе ПО WLMotion такое устройство (STM32)...
моё предложение
1. включается контроллер и начинает движение до первого контакта(сигнала) - запоминает положение... затем в противопол. сторону аналогично...
2. далее совершает движения туда/сюда по параметрам двух переменных резисторов (ускорение/замедление и макс скорость). Может ещё и задержка при реверсе...
3. что то ещё?...

[Rom327]

На валу мотора закреплен кулачок с вылетом 55мм и известной массой. Этот кулачок поворачивается в одну сторону до касания с ограничителем, меняет направление вращения, поворачивается на угол примерно 120град до касания с другим ограничителем, меняет направление вращения.. Цикл повторяется.
Частота таких циклов порядка 300 в минуту

Механический кривошип не подойдет?

[SergAG]

начинает движение до первого контакта

Пока что нам не придумать, как сделать электрический контакт при касании. Кулачок электрически развязан от массы, и летает так, что ни проводочки, ни скользящие контакты надежными не будут. Да и конструктивно негде их прицепить. Мы даже предположили, если по току не определить касание, ставить у ограничителя акустический датчик (простите, микрофон). На такой скорости звук удара металла о металл можно отловить.

Смотрели еще, как поставить на ограничитель пьезодатчик, но дальше общей идеи в работу не пошло. Надо обеспечить ограничителю люфт, знать какой, куда датчик цеплять.. В общем, не решились.

Механический кривошип не подойдет?

Да, был такой вариант, даже кинематику прорисовали. Но места маловото, да и железо сейчас уже под прямой привод сделано.

[Сергей Саныч]

Какая точность (в градусах) требуется?

[SergAG]

Какая точность (в градусах) требуется?

Датчик нужен только для того, чтобы ударившись об ограничитель, кулачок поехал в противоположную сторону. Может, он и не нужен. Но если датчик настроен на хоть градус позже ограничителя, он никогда не сработает. Если раньше, то двигатель отключится, и непонятно, что дальше произойдет. Режима торможения не будет, то есть он полетит до ограничителя по инерции? Или двигатель его остановит (тогда не будет касания)? Вот нам и не представить, что там будет происходить.

[Сергей Саныч]

Чтобы организовать колебательный режим (туда-сюда на заданный угол) с использованием ШД, никакие датчики или ограничители, в принципе, не требуются.

[ASG]

На торможении будет теряться много времени, и при пропуске шагов будет сдвиг нулевого положения. Да и удар об упор тоже нужен.

[SergAG]

Ограничитель там стоять должен, он выполняет другие функции.
А вообще мысль интересная, надо подумать, можем ли мы отказаться от фактического касания его и кулачка. Если будет подходить фактически вплотную, может, этого будет и достаточно.

[Сергей Саныч]

На торможении будет теряться много времени

Как правило, столько же, сколько на разгон.
В общем, не зная, что за устройство создается, и его характеристики, можно гадать долго и напрасно.

[SergAG]

Хорошо, объясню.
Мы восстанавливаем ДОТ времен войны. Для экспозиции делается макет пулемета Максима. Чтобы хоть как-то он отличался от куска железа, и чтобы детям было интереснее, будем имитировать стрельбу. А у Максима сбоку есть т.н. "рукоять мотыля", которая совершает возвратно-поступательные движения с ударом об упор. Причем на ходе в одну сторону она бьет об упор длинной частью (где круглая ручка), потом движение идет в другую сторону.
Вот настоящий Максим, ход ручки до упора:

Вот как спроектировано на макете:

Вот железка ждет тестов:

[Serg]

Шаговик слишком медленный для этого, да и жужать будет.
Я б подумал об электромагните... Как вариант о модельном BLDC в режиме электромагнита (нужна соотв. управлялка).
Или всётаки о механическом варианте: постоянно вращающийся моторчик зацепляет железку и переводит в крайнее положение, при этом зацеп расцепляется и пружина возвращает железку обратно. Весь механизм в принципе можно засунуть во втулку.

[Лодочник]

Думается, что тяжело будет моторчику с таким грузом. Инерция большая и дисбаланс большой.

[SergAG]

Я б подумал об электромагните..

Мы тоже думали. Но у магнита/соленоида усилие в начале хода самое низкое, а в устройстве на разгоне, наоборот, требуется самое высокое

Инерция большая

Делали расчет, должно момента хватать. Но на всякий случай прикуплен более мощный мотор OK57STH41-2804A. Правда, он в кожух не влезает.