Układ śledzący słońce - dobór silników/przekładni/enkodera

Cześć,

Buduję mały drewniany model układu śledzącego słońce. Układ będzie poruszał dwiema drewnianymi ramkami umieszczonymi jedna w drugiej. Pierwsza bardziej zewnętrzna ramka porusza się w poziomie (azymut), a druga ramka znajdująca się wewnątrz pierwszej porusza się w pionie (wysokość). Zakres ruchu w poziomie to 0-360 stopni (pełen obrót), a zakres ruchu w pionie 0-90 stopni (od poziomu do pionu). Konstrukcja powinna poruszać się powoli (np. 1-2 obroty na minutę), więc potrzebna by była jakaś przekładnia. Układ po uruchomieniu silnika będzie liczył impulsy pochodzące od enkodera na osi silnika w celu określenia aktualnej pozycji silnika. Ponieważ nie jest potrzebna informacja o prędkości ani kierunku obrotów w roli enkodera wystarczy tarcza magnetyczna na osi silnika i kontaktron w pobliżu tarczy. Potrzebna jest natomiast funkcja początkowego pozycjonowania silników (azymut 0 stopni, wysokość 90 stopni) być może za pomocą wyłączników krańcowych. Zakładam tu zwykłe silniki szczotkowe DC, bo te nie potrzebują specjalnego sterowania jak BLDC czy silniki krokowe. Jednak z punktu widzenia powrotu do stałej pozycji bardziej by się nadawały serwomechanizmy. Tutaj zaczynają się moje pytania:

1) Jakie silniki byłyby najlepsze do opisanej konstrukcji?

2) Czy serwomechanizmy modelarskie pozwalają na włączenie silnika bez określenia pozycji końcowej i płynny obrót?

3) Czy serwomechanizmy wysyłają impulsy podczas obrotu wału silnika?

4) Jak zapewnić powrót do pozycji początkowej konstrukcji przy wyborze rozwiązania silnik DC + przekładnia + enkoder?

5) Skąd wziąść przekładnie, enkodery, wyłączniki krańcowe i wreszcie same silniki?

Dziękuję z góry za odpowiedzi.

Jakie wymiary ramek ?
1.Każde silniki mają wady i zalety.
3.Nie wysyłają.
4.To jest tak zwane zero maszyny,po załączeniu silniki dostają rozkaz do najechania na mikrowyłączniki /zero/, od tego następuje odliczanie pozycji./bramy Hormann,drzwi automatyczne, tokarki CNC-stare/
5.Pomogę jak przyjmiesz jakąś koncepcję. Mam silniki z enkoderami, enkodery/.

azibik wrote:

Jakie wymiary ramek ?

Wymiary ramek jeszcze nie ustalone. Myślę, że wystarczy 20x30cm.

azibik wrote:

1.Każde silniki mają wady i zalety.
3.Nie wysyłają.

To może sam coś napiszę na temat serwomechanizmów.

Serwomechanizmy:
# składają się z silnika dc, przekładni, potencjometru wskazującego położenie orczyka oraz elektroniki sterującej
# sterowane są poprzez sygnał PWM (wychylenie orczyka zależy od wypełnienia przebiegu prostokątnego 50 Hz)
# nadają się do skokowej zmiany położenia orczyka ( nie nadają się do ciągłego ruchu)
# orczyk porusza się w obydwie strony od pozycji neutralnej (max +/- 90 stopni)

Z powyższego opisu serwomechanizmu wynika, że do mojego projektu to rozwiązanie się nie nadaje.
Zostają "gołe" silniki DC i BLDC. Wybór pada na silniki DC ze względu na łatwiejsze sterowanie.
Do silnika DC trzeba by dobrać przekładnię i enkoder.

azibik wrote:

4.To jest tak zwane zero maszyny,po załączeniu silniki dostają rozkaz do najechania na mikrowyłączniki /zero/, od tego następuje odliczanie pozycji./bramy Hormann,drzwi automatyczne, tokarki CNC-stare/

Trzeba się zastanowić nad mikrowyłącznikami, które muszą zapewne znajdować się na ramce (konstrukcji) a nie w przekładni silnika.

azibik wrote:

5.Pomogę jak przyjmiesz jakąś koncepcję. Mam silniki z enkoderami, enkodery/.

Przychylam się bardziej do koncepcji silnik dc + enkoder + przekładnia + wyłączniki krańcowe/mikrowyłączniki/zero. Opisz proszę jak możesz mi pomóc.

Dzięki.

Posiadam silniki 100W,40V,3A,3500obr/min,przekładnia 1/10.Enkoder na wale silnika 100 imp/obrót.Trzeba wykonać układ mechaniczny napędu ramki i układ sterujący na procesorze.

Dziękuję za szybką odpowiedź.

azibik wrote:

Posiadam silniki 100W,40V,3A,3500obr/min,przekładnia 1/10.Enkoder na wale silnika 100 imp/obrót.Trzeba wykonać układ mechaniczny napędu ramki i układ sterujący na procesorze.

Myślę, że te silniki są trochę za duże jak na potrzeby tego modelu (nie bez przyczyny pisałem mały drewniany model). Przekładnia 1/10 da jak rozumiem 350 obr/min czyli ok. 6 obrotów na sekundę - też zbyt szybko - maksymalnie kilka obrotów na minutę.
Idealnym rozwiązaniem byłyby małe silniczki (do 10W) z większą przekładnią np. 1/100 i enkoderem magnetycznym.

Możesz zastosować silniki wiertarek akumulatorowych i napęd śrubą pociągową.Tarcza z otworami i transoptor szczelinowy. Kierunek zliczania powiązać z biegunowością zasilania silnika. Co jakiś czas zjazd na zero, korekcja zliczania.

azibik wrote:

Możesz zastosować silniki wiertarek akumulatorowych i napęd śrubą pociągową.

O wiertarkach nie pomyślałem. Silniki wkrętarek akumulatorowych mają zapewne duże przekładnie. To dobry pomysł. Może uda się kupić tanio 2 wkrętarki.

Jeśli chodzi o napęd śrubą pociągową to jak rozumiem jest to napęd liniowy? Zastanawiałem się nad podobnym rozwiązaniem - siłownikiem, czyli silnikiem napędzającym ślimaka poruszającego np. ramką, ale tutaj też występują duże silniki, które potrzebują sterownika odpowiedniej mocy - wszystko nieodpowiednie do małego drewnianego modelu.

Bo w ogólności ramka może być na środku osi obrotu "nabita" na wał silnika (konkretniej wał przekładni) lub może być wprawiana w ruch jakimś siłownikiem lub napędem liniowym przyczepionym na jej krańcach. Docelowo myślę o tym pierwszym rozwiązaniu.

azibik wrote:

Tarcza z otworami i transoptor

To jest zawsze jakaś alternatywa do gotowego enkodera magnetycznego, czyli dysku magnetycznego zakładanego na wał silnika i kontaktronu. Mam tylko wątpliwości czy jestem w stanie zrobić dobrze taką tarczę z otworami i ją odpowiednio umocować do wału silnika.

Dzwignia prostopadła do osi obrotu, nakrętka w dżwigni, pręt gwintowany napędzany silnikiem. Ułożyskować.
Tarcza wydrukowana na komputerze z oznaczonymi otworami, przykleić do płytki drukowanej, nawiercić, umocować na pręcie gwintowanym dwoma nakrętkami.

Ostatecznie zamiast małego modelu stworzyłem pełnowymiarowy traker (układ śledzący słońce) wykorzystując gotową podstawę z zepsutego dwu osiowego trakera. Podstawa wyposażona była w dwa silniki DC i impulsatory magnetyczne, czyli dokładnie to czego potrzebowałem.

Dziękuję wszystkim za odpowiedzi.