Я планирую сделать какой-нибудь проект своими руками, и я был бы признателен за вашу помощь и совет в этом вопросе.
Итак, в основном я хотел бы построить автоматическую систему затенения окон. Это простой оттенок, который можно тянуть вверх/вниз и закрывать/открывать лезвия, но я планирую использовать только последний. Я хотел бы использовать фототранзистор для измерения интенсивности солнечного света и пропорционально закрывать лопасти, вращая ручку на абажуре. К счастью, для его поворота не требуется большого крутящего момента, и я проверял и регулировал лезвия примерно раз в час, так что это не требовало много энергии, однако я хотел бы сделать его как можно более самодостаточным, поэтому моя идея питать его от источника батареи (предпочтительно от аккумулятора телефона или аккумулятора ноутбука) и заряжать его с помощью небольшой солнечной панели. Поэтому мне нужно найти решение для поворота ручки с маломощным приводом.
Вот в чем заключается мой вопрос. Я не уверен, какой двигатель я должен использовать для этого:
1) Шаговый двигатель:
Плюсы:
было бы идеально, потому что мне не нужны высокие обороты
нет необходимости в дополнительном энкодере для правильного контроля угла наклона лопастей
несколько дополнительных механических частей
Против:
более дорогой
более сложный драйвер
более надежный блок питания
2) двигатель постоянного тока:
Плюсы:
дешевый
более легкое управление
ниже уровни напряжения и тока? (на самом деле я не уверен в этом :D)
Против:
нужен дополнительный энкодер
нужна сложная коробка передач для достижения надлежащего крутящего момента и оборотов, что может быть проблемой для @ss...
Так что это моя проблема, что вы думаете?
Из двух ваших предложений я бы использовал шаговый двигатель.
Вы можете легко и недорого найти двигатели NEMA17 на ebay (или аналогичном) вместе с соответствующим драйвером постоянного тока и управлением с помощью uC arduino и т. д. Это больше не вуду с точки зрения сложности, поскольку в сети есть много примеров кода, который должен делать именно то, что вам нужно. просят с небольшим изменением.
Если вы хотите изучить потенциально более дешевое решение, использующее постоянный ток, вы также можете модифицировать сервопривод для этого (см. 360-градусную или непрерывную модификацию сервопривода). Это сведет на нет ваши требования к нестандартной или большой коробке передач, и, опять же, вы сможете очень легко управлять и управляться с UC.
Из двух ваших предложений я бы сказал, что сервопривод постоянного тока (двигатель постоянного тока и редуктор) будет лучшим и самым простым в реализации.
Если вы используете шаговый двигатель, вам нужно будет измерить абсолютные пределы вращения, использовать гораздо более сложный контроллер и выдерживать гораздо больший вес. Существует множество дешевых шаговых двигателей Nema17, но они будут весить в диапазоне 400 г, что может быть несколько сложным в управлении и потребует пикового тока, превышающего 2 А, независимо от фактической механической нагрузки.
Если вы используете простой радиоуправляемый сервопривод, его можно модифицировать или построить для непрерывного вращения, вам все равно нужно будет измерить пределы вращения, но с менее сложным приводом и гораздо меньшим весом. Типичный вес сервопривода находится в диапазоне 45-50 г и, вероятно, будет потреблять значительно меньше пикового значения 1 А в этом приложении. Вам не нужен удерживающий момент для вашего приложения, поэтому сервопривод и контроллер MCU могут перейти в состояние низкого энергопотребления, подходящее для питания от батареи.
Я бы посоветовал вам посмотреть на сервоприводы в таком месте, как Servocity, в качестве эталона, но вы могли бы рассмотреть что-то недорогое, например, этот Hitech HS422 . Этот сервопривод можно модифицировать с помощью внешнего потенциометра на 10 оборотов, который кажется идеальным для вашего приложения, обеспечивая ограничение в 10 оборотов.
У Servocity есть много дополнительных элементов, таких как сервоблоки и редукторы, если вы чувствуете себя так склонными, что потенциально упростит вашу механическую сборку.
Рассмотрим, что происходит, когда на двигатель не подается питание. Либо ваша механика должна гарантировать, что ось не может двигаться, либо ваш двигатель должен иметь удерживающий момент. Только степперы имеют (небольшой) удерживающий момент, даже если они не запитаны. У двигателя постоянного тока их нет абсолютно. Это еще одно (на мой взгляд, большое) преимущество степперов.
Драйвер шагового двигателя прост. Я не понимаю, почему вы считаете это более сложным. Доступно множество драйверов — с простыми шаговыми сигналами или встроенным контроллером движения. Наверняка есть тот, который соответствует вашим потребностям.
Что вы подразумеваете под "более надежным блоком питания"? Двигатель постоянного тока легко потребляет 10 ампер и более. Nema17 обычно меньше 3А. Имейте в виду, что максимальный ток обмотки двигателя (например, 3 А) не является максимальным током, который должен обеспечивать источник питания. Драйвер шаговых двигателей обычно представляет собой драйвер прерывателя, который ведет себя как импульсный источник питания. Постоянный ток, потребляемый от источника питания, составляет около 65% от максимального тока катушки. Таким образом, драйвер шагового двигателя на 3 А потребляет примерно 2 А от источника питания при движении с полным крутящим моментом. Уменьшая ток, вы можете легко регулировать крутящий момент, что не так просто с двигателями постоянного тока.
Уэсли Ли
KalleMP
пользователь76844